拖拉機液壓懸掛系統的主要功能與常見故障維護

周鳳春

(綏濱縣農業機械服務中心，黑龍江 綏濱 156200)

0 引言

隨著我國農機技術的快速發展與普及，農業機械的保有量得到快速提升，農業機械的作業面積不斷擴大使農民對農機產品的需求量不斷上升。拖拉機作為農業生產最常見的農機類型，其具有牽引能力強、可配套機型多的特點，能夠完成多種農業生產的工作任務[1]。為與現代化的農機具進行有效配套，拖拉機的后懸掛技術不斷得到升級與功能優化，現階段，通過拖拉機的液壓懸掛系統能夠有效與播種機、整地機、收割機等農業機械進行配套安裝，并優質完成多種農業生產任務。可見，拖拉機的液壓懸掛系統是農業機械化生產實施重要功能部件，也是拖拉機功能發揮的重要載體，液壓懸掛系統的有效利用與功能維護對于提高農業生產的效率和質量具有重要意義。

1 拖拉機液壓懸掛系統技術現狀

拖拉機的液壓懸掛系統是拖拉機功能擴展的重要組件，傳統的拖拉機與農機具的配套多采用牽引式作業或兩點式懸掛，由于配套結構過于簡單，拖拉機更多的起到牽引動力的作用，而對于配套農機具的控制、結構調整、功能實施等方面缺少技術支持。隨著后懸掛技術的不斷提升，現階段的拖拉機產品基本都配套了更先進的三點式液壓懸掛系統，部分先進機型更是配套了電液懸掛技術，使拖拉機的擴展功能更為豐富[2]。與此同時，在農機自動化和智能化的不斷發展下，新的農機具產品也利用拖拉機的液壓懸掛系統功能進行了技術提升，使電子控制技術、液壓技術更多地應用到配套后的機組作業中，使拖拉機的生產效率得到了進一步提升，生產質量和便捷性也顯著增強。

為進一步提高拖拉機液壓懸掛系統的功能與適用性，我國針對液壓懸掛系統展開了豐富的研究與試驗工作。劉存昊等[3]為提高犁耕機組牽引效率，分析了滑轉率、牽引力及牽引效率之間的關系，設計了耕深直接和間接測量裝置，選用Kalman和線性擬合對耕深直接和間接測量誤差進行修正，對耕作過程進行了自動模糊控制，有效提高了犁耕機組作業效率和牽引性能。馬勇等[4]對作業機組中的電液比例控制閥、液壓系統、傳感器等核心元件進行選型與設計，同時借助Matlab/Simulink軟件平臺對比分析PID控制、模糊PID控制和變論域模糊PID控制的響應特性，有效提高了液壓懸掛系統的適用性。趙艮權等[5]根據拖拉機懸掛系統的結構特點設計了液壓驅動系統，建立了拖拉機液壓懸掛系統的液壓系統模型與懸掛機構模型，提出位置-滑轉率綜合控制策略，將滑轉率參數按照不同比例參與懸掛系統的控制，有效改善了拖拉機配套耕整機的作業效果。

2 液壓懸掛系統的組成與功能

2.1 液壓懸掛系統的組成

拖拉機的液壓懸掛系統可配套安裝于拖拉機的前、后側面等位置，根據位置不同分為前懸掛、后懸掛、側懸掛，配套使用時根據農機具的安裝要求進行裝配。現階段應用的拖拉機產品以三點式液壓懸掛系統為主，其包括了懸掛系統、控制系統和液壓系統三大部分，懸掛系統用于與農機具的固接，液壓系統用于液壓力提供和機具位置調節，控制系統用于對后懸掛和配套機具的控制。根據液壓懸掛系統液壓裝置布置的不同可將液壓系統分為整體式液壓系統、分置式液壓系統、半分置式液壓系統三種類型，分置式液壓系統和半分置式液壓系統多應用于中大馬力拖拉機，整體式液壓系統多應用于小型拖拉機[6]。控制系統由液壓泵、分配器、液壓缸、液壓油箱、控制閥和油管組成。無論哪種拖拉機產品，其后懸掛系統的結構和功能原理都十分相似，如圖1所示為拖拉機液壓懸掛系統的結構組成，包括了上下拉桿、提升桿、懸掛點等液壓和固接結構。

1.上拉桿；2.上懸掛點；3.提升桿；4液壓油路；5.下拉桿；6.下懸掛點

2.2 液壓懸掛系統的功能

拖拉機的液壓懸掛系統主要功能是連接與控制配套農機具，從而實現農機具的高度調節、位置調整，或部分位置傳動等?，F階段的液壓懸掛系統具有結構簡單、功能全面、適應性廣、操作便捷等眾多優點，能顯著提高農機化生產的質量，并做到一機多用和節本增效。拖拉機的液壓懸掛系統在與農機具進行裝配時，首先利用懸掛點與機具連接，并連接上下拉桿，通過上下的松緊度調整實現對配套機具前后、左右的水平狀態調整，通過將拖拉機的液壓功能與機具進行相應結構位置的連接，實現通過拖拉機上的液壓控制手柄調整機具狀態和控制機具功能的目的。

液壓系統的功能實現主要是以液壓泵為動力、液壓油為載體，實現不同液壓元件之間的動力傳遞，拖拉機的液壓系統主要通過電控裝置進行控制，通過控制液壓閥和分配器，實現對不同位置液壓油缸等液壓元件的開關控制。以液壓油缸為例，當動力接通，液壓能推動活塞運動，進行機具提升或部件位置調整，機械能轉換為動能，當液壓系統關閉，液壓缸在重力作用下回縮，液壓油經低壓油路流回液壓油箱。在實際的農業生產中，液壓懸掛系統的調節主要通過高度調節法、力調節法、位調節法三種方式實現，分別應對機具作業高度浮動、機具作業高度根據牽引力大小自動調節、機具作業高度相對固定三種模式[7]。

圖2所示為拖拉機配套旋耕機的作業狀態，通過三點式懸掛使旋耕機與拖拉機可靠連接，并能夠通過調整左右拉桿及上拉桿實現對旋耕機的水平狀態調整，同時利用萬向節軸將拖拉機后動力輸出軸與旋耕機變速箱連接，由拖拉機為旋耕機提供運轉動力，將液壓泵兩側分別與拖拉機和旋耕機連接，并將液壓管路連接至拖拉機的液壓系統，能夠通過液壓控制手柄控制旋耕機的水平位置，并同時實現不同的耕作浮動模式。此外功能更先進的電液后懸掛系統還能實時獲取旋耕機作業過程中的牽引阻力，提醒駕駛員調整駕駛速度或行駛擋位。

圖2 液壓懸掛系統配套旋耕機裝配狀態

3 液壓懸掛系統常見故障維修

3.1 液壓系統泄漏故障

液壓系統的泄漏分為外泄漏和內泄漏兩方面問題，通常來說液壓系統的管路、接頭等位置因長期使用和老化易出現破損、裂紋和松動等問題，或是拖拉機與農機具的液壓元件連接時安裝不牢靠，都可能導致液壓油的外部滲漏，這也是液壓系統最常見的泄漏問題；而液壓元件在使用過程中也會因液壓油的流動和反復開閉造成磨損，導致液壓閥和開關等出現封閉不嚴的問題，從而出現液壓油在系統內部反向流動的現象，稱之為內滲漏。無論是外滲漏還是內滲漏，都會對液壓系統產生動力下降的影響。當液壓系統出現泄漏問題時，需優先檢查外部接頭和管路有無漏油點，對于老化和失效的管路及接頭應及時更換，液壓系統的內部泄漏需要通過專用的設備進行檢測，并結合維修經驗進行分析，判斷滲漏的具體位置，對于分配閥等精密元件應以更換為主進行維修，對于液壓缸等執行元件可通過局部修復或局部更換的方法進行維修。

3.2 液壓控制閥故障

液壓控制閥的主要功能是控制液壓油路的開閉，實現液壓油的定向流動，通過改變液壓控制手柄的位置能夠改變液壓控制閥的開閉關系，從而實現農機具配套農機元件的提升、下降或高度保持等功能[8]。液壓控制閥最常見的故障包括兩種，一是閥體卡滯，造成農具提升或下降功能失效。如回油閥卡在回油孔打開位置時，油道無法有效建立起足夠的油壓，就會導致農機具無法提升；若閥體卡在回油孔關閉位置，會造成安全閥常期開啟，液壓油溫度升高，油泵將在重負荷下運轉而導致磨損加劇。二是液壓控制閥的嚴重磨損或偏磨所造成的造成封閉不嚴問題，導致系統出現內泄漏故障。閥體卡滯問題可通過清洗、調整和清除雜物等方式排除，而磨損的閥體通常需要更換部分原件或整體更換才能恢復功能。

3.3 液壓油泵故障

液壓油泵是液壓系統的動力源，其常見的故障問題包括以下三類，一是液壓油泵不吸油，多是由于液壓油量不足、濾網堵塞等問題造成，應做到及時補充液壓油并清洗濾網，不吸油問題也可能是吸油管道密封不嚴或管道堵塞造成的，此時油泵處于空程狀態，應及時清除堵塞物，恢復油道功能；二是液壓油泵供油量不足，主要是由于內滲漏、齒輪泵磨損問題造成的，應檢測齒輪泵的工作狀態并對內滲漏位置進行修復；三是液壓油泵外漏，多是由于油泵密封圈或軸頸自緊油封損壞導致的，此時應對密封圈或自緊油封進行及時更換。

4 結語

隨著拖拉機功能的不斷豐富，液壓懸掛系統的使用頻率明顯增多，與傳統的農機作業形式相比，現階段拖拉機配套農機具時應用的液壓懸掛技術更為復雜，在有效提高農業生產質量的同時，也是液壓懸掛系統的故障呈現多樣化和交錯性特點。面對液壓懸掛的故障問題，拖拉機駕駛員應具備一定的故障處置和判斷能力，復雜問題應尋求專業維修機構進行維修，避免自行對液壓系統進行維修造成設備損壞或人身安全危害。農機維修機構針對復雜的液壓懸掛故障問題也應利用現代化設備結合自身經驗認真分析，避免維修不合理影響液壓懸掛系統的性能，確保液壓懸掛系統的維修質量和效率。

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