液壓傳動與控制技術在農機上的應用研究

馮羚青

（安徽省農業機械試驗鑒定站，安徽 合肥 230000）

相比以往應用的機械傳動技術來講，液壓技術發揮出的優勢較多，例如故障概率較低、功率高、維護便捷性高，以及方便進行過載保護等。隨著國家科學技術水平的提升，傳感器技術、液壓技術等有效結合，促使液壓技術的發展愈發優越，在農機相關領域中的應用也日益廣泛。

1 液壓技術其他國家農機上的應用

現代農機的實效性發揮，是無法脫離液壓控制而實現的，部分發達國家在農機領域，研究和應用液壓技術的時間較早，推動了這些國家農機的自動化發展進程，大幅減輕了相關技術人員的工作壓力。上世紀六十年代，其他國家中超過一大半的大型收割型農機，均已經實現了對液壓驅動的應用。二十世紀八十年代四輪驅動自走式聯合收割機出現，實現了農機的無極變速以及全液壓轉向[1]。隨著時代的發展，液壓技術在農業機械領域的應用愈發廣泛，且通過和傳感器等技術有效融合的方式，使得機具自動化控制及實時監控成為可能，推動了農機自動化、智能化發展。

在收割型農機中，實現了對多個操控及智能調節系統的有效應用，大幅提升了此類農機的實際應用效果，且優化了其駕駛環境。其他國家針對收割類農機，研發了較多實效性較高的脫粒系統以及行走系統等，控制系統可基于農機內部驅動馬達的液壓油壓力，對農機的行駛速度進行控制，以確保收割的量始終保持在設置范圍中。其他國家農機自動化、智能化發展速度加快，重視大量、大范圍的應用各種現代化科學技術，力求能夠有效推動農機環保化、舒適化發展。因此，我國在具體開展農機研發和使用操作的過程中，也應借鑒其成功經驗，重視積極應用各類現代化科學技術，以便更好地推動我國農業現代化、智能化發展。

2 液壓技術在我國農機上的具體應用分析

2.1 電液比例控制系統特點

基于工程應用角度，該系統的特點主要包括：第一，控制作用較為優良，應用實效性高，可以將液壓、電的優勢特點有效融合起來，基于相應信號的具體數值，對液壓的速度及執行力度等進行控制。第二，控制準確性及穩定性高，控制系統可發揮反饋作用，優化控制的準確性，或者對特定的目標開展有效控制。第三，結構簡單，布局科學。系統內部減少了很多占地面積較大，設計較為繁瑣的模塊，和傳統控制閥相比，對元件的使用也有所減少，有效提升了系統的設計和運行操作便捷性。第四，遙控功能，通過控制電信號的方式，可對系統進行遠距離控制[2]。

2.2 實際應用

（1）拖拉機懸掛系統。以往應用的液壓懸掛具體需要依靠內部的分配器發揮作用，利用推桿設備對分配器位置的調控，使得油液的流向和流量等保持在理想狀態下，使農機發揮出多種不同的功能。我國農業發展速度加快，對農業作業提出的要求大幅提升，實際的作業部位也發生了變化，基于此條件下，以往應用的液壓懸掛難以充分發揮實效性。通過有效應用電液控制的方式，不僅可良好地規避傳統技術的弊端和缺陷，還能夠隨意進行速度、高度及位置等的調控操作，操作的準確性也相對更高[3]。

隨著時代的進步，越來越多的研究人員對懸掛電液控制提起了關注，并進行了研究，此主要依靠電液比例換向閥發揮作用，取代了傳統的主控制閥，實現了電液控制。該閥門在懸掛系統發揮的作用十分重要，相應的控制設備可基于牽引力及系統所需部位等參數，輸出對應的電壓信號，實現對系統流向及流量的控制。一些學者在研究過程中，設計出了可發揮綜合調節作用的拖拉機電子液壓懸掛系統，使得力和耕深位移的自由調節成為了可能；部分學者通過2個電液比例閥取代了主控制閥門，如此一來，在實際工作過程中，便可以實現在位置調節及力位綜合調節間自由切換。

（2）施肥播種機。我國針對化肥的應用，存在較多不合理的行為。其中，包括施肥量過大等，直接導致了作物營養不均衡，收獲經濟效益降低等問題。與此同時，對周邊環境及水體的影響也較為嚴重。但我國現階段生產的多數施肥農機，均是依靠機械傳動發揮作用，難以自由調控施肥的量，針對相關技術的研發尚未取得可觀成果，個別機具依靠替換內部傳動零件的方式，達到調控施肥播種數量的目的，但涉及的流程和操作均十分復雜，取得效果也不太明顯。

其他國家在研究變量施肥技術上，已經持續了一段時間，某些知名企業已經開展了新型施肥播種農機的生產，此類農機的體積較大，且能夠經由控制系統，結合相應種植區域、作物特點及其對施肥量的要求，開展自動化的施肥量控制操作。此類控制手段通常需要依靠電控液壓馬達或者步進電機驅動等發揮作用，前者已經投入在現階段部分變量施肥播種農機的應用過程中，應用效果較為優良。但后者的應用對電源的要求較為苛刻，多數農用拖拉機無法達到相應要求，因此，實際生產過程中，使用頻率較低。依靠電控液壓馬達發揮作用的控制系統的應用較為廣泛，可經由相應驅動設備控制電機的運行速度，促使馬達工作，進而實現對排肥軸的控制，完成變量施肥操作。國家科學技術水平不斷提升，針對相關技術的研究取得的成果越來越多，現階段可經由直接控制比例閥的方式，對系統開展流量的控制操作，達到調節馬達轉速的目的，發揮變量施肥的作用。

我國對此項技術展開研究的機構較多，現今開展的施肥量變化控制，通常是依靠GPS采集地理數據，依據相應地理位置的施肥示范圖紙，將相應數據輸送到農機的控制系統中，實現對所施用肥量的控制。一些學者經由實驗得出，施肥軸運行的速度和相應控制設備PWM（Pulse Width Modulation）間存在密切聯系，基于具體的施肥需求，結合機具的運行速度，對PWM占空比電壓開展自主控制，通過調節液壓閥的方式，完成對肥量變化的控制。此外，部分學者通過研究，發明了一種依靠單機片發揮作用的施肥系統，該系統的中心控制模塊可基于具體的施肥需求發出差異化的信號，實現對比例閥以及馬達運轉速度的控制，進而對排肥軸運轉速度進行合理調節，達到靈活控制化肥施用量的目的。

（3）其他農機。我國工程機械領域對該技術的應用已經持續較長的一段時間，其自身存在的各種優勢，也促使其在各相關領域中的應用日益廣泛化，且現階段已經生產出了可發揮較高實效性的技術產品。但對于農機來講，針對此項技術的應用依舊停留在研究階段，現如今開展的相關研究具體以拖拉機懸掛系統以及變量施肥農機為主，對其農機展開的相關研究尚未取得可觀成效[4]。個別學者在聯合收割機中應用電液比例控制系統，經由超聲傳感器，達到有效把握割臺高度的目的，利用控制系統對輸出信號的調控，達到控制比例閥流量的目的，再確定最后的割臺高度，確保割臺高度始終保持在規定范圍內。

3 結 論

通過上述對液壓技術在農機中的應用進行的分析，可以得知，此項技術對于推動我國農機的現代化及智能化發展至關重要，是促進我國農業發展水平提升的關鍵技術之一，因此，有必要借鑒其他優秀經驗，重視應用多種現代化的科學技術手段，開展相關技術及設備的研發及應用，對提升我國綜合國力存在積極影響。