新興負載敏感技術在收割機上的應用

自20世紀50年代全球性的能源危機爆發以來，節能問題越來越受到國際社會的關注。作為大型農業機械，甘蔗聯合收割機在作業過程中要一次性完成切割、斷尾、輸送、剝葉及集蔗等工序，執行元件龐雜且各執行元件之間必須保持一定的轉速比以協調工作，而蔗田內不同區段蔗株疏密程度及稈徑變化各異。因此，液壓系統負載變化頻繁，整個液壓系統的壓力、流量也會不斷變化，溢流、節流損失嚴重。另外，為減少甘蔗收割過程中的破頭率，應盡量避免執行元件轉速的頻繁波動。從本質上講，液壓系統之所以存在節流、溢流損失就是因為液壓泵所提供的壓力、流量經常大于負載的實際需求，從而造成了“大馬拉小車”的能量浪費現象。為了減少這種損失，只有從控制泵的排量入手，使泵所提供的液壓油恰好與負載相適應，即所謂的“所供即所需”。負載敏感變量泵的出現為實現上述目標提供了可能性。負載敏感技術因其良好的控制性能與節能效果在國外已經得到了越來越廣泛的應用，但就目前國內的發展狀況來看，負載敏感技術仍未成熟，尚處于試驗階段。其技術難點在于變量泵和負載敏感閥組成的系統(即LS系統)需經過嚴格的動態設計，只能配套使用，應用的領域也主要限于部分工程機械。負載敏感變量泵的出口壓力、流量能夠自動與收割機的負載需要相適應，變量泵排量的自動控制性能有效降低了操作人員的工作強度，避免了人工調節的盲目性。在負載壓力沒有達到調壓閥設定壓力之前，系統處于恒流狀態;負載壓力達到調壓閥設定壓力之后，由于B型液壓半橋的原因，系統壓力、流量將存在較小波動，但基本處于恒定狀態。系統的恒流特性避免了收割機執行器轉速的頻繁波動，有效降低了甘蔗破頭率。仿真結果與理論分析一致，這表明針對本文研究的甘蔗收割機負載敏感泵所匹配的主要參數基本合理，能夠有效地實現負載敏感系統的主要功能。