一种拖拉机电液悬挂系统技术方案

本发明专利技术公开了一种拖拉机电液悬挂系统，包括液压缸、齿轮泵、电液比例换向阀、液控单向阀、溢流阀、截止阀、直流电机、蓄能器、压力表、冷却器、滤油器、油箱、油管，控制系统控制整个电液悬挂系统的动作；油液在齿轮泵的作用下，经过冷却器和滤油器之后分成进油和回油两条支路，进油管路经过液控单向阀与电液比例换向阀推动液压缸工作，农机具通过悬挂系统与液压缸相连，从而使农机具完成执行动作要求，蓄能器、截止阀保护该进油管路；回油时油液从液压缸经电液比例换向阀和液控单向阀回到油箱；控制器控制电液比例换向阀的工作，溢流阀保证液压系统的压力稳定。本发明专利技术设计的拖拉机电液悬挂系统，具有工作效率高、操作简单、安全性能好等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业机械
，涉及一种拖拉机电液悬挂系统，特别涉及一种具有工作效率高、操作简单、安全性能好等特点的电液悬挂系统。
技术介绍
随着机电液一体化技术的进步，拖拉机悬挂装置的液压系统也朝着自动化、智能化和人性化的方向发展，主要是通过机械技术、液压技术、自动控制技术、和电子技术将机械、液压、控制等方面结合起来，进而发展成为电液悬挂系统。但是目前国内关于拖拉机上悬挂装置液压系统的研究，仍然存在很多未解决的问题，比如液压系统的效率低和安全性低等问题。此外，传统的拖拉机悬挂装置的液压系统主要由液压泵、液压缸、分配器、油箱等组成，存在结构单一、功能不全、效率低等缺点。同时，当前国内对于电液悬挂系统的控制基本停留在手动操作的模式，控制效果由驾驶员的工作经验决定，存在不稳定因素。针对已有的拖拉机液压悬挂系统存在的问题，以后的液压系统需更加注重提高整机的综合性能， 并且操作简单，要具有实用价值、工作效率高、安全性能好等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种拖拉机电液悬挂系统，以提高液压系统的工作效率和安全性能。为解决上述技术问题，本专利技术主要提供了一个完整的拖拉机电液悬挂系统，设计了拖拉机电液悬挂系统的液压工作回路和控制系统，并对主要液压元件进行改进。以前的拖拉机液压悬挂系统主要采用分配器作为主控制阀，效率较低，本专利技术采用电液比例换向阀与液控单向阀、溢流阀、截止阀的组合使用，提高了液压系统的控制精度和工作效率，也使得操作更加简便、安全性更好。本专利技术针对拖拉机电液悬挂系统提出了一种控制系统的设计方法，使拖拉机电液悬挂系统不仅能够实现手动和自动两种工作模式，还能够实现力优先、位置优先和力位综合控制三种工作模式。本专利技术采用的具体技术方案如下：一种拖拉机电液悬挂系统，包括液压缸(1)、齿轮泵(12)、电液比例换向阀(2)、液控单向阀(4)、溢流阀(7)、截止阀(6)、直流电机(8)、蓄能器(3)、压力表(5)、冷却器(10)、滤油器(11)、油箱(9)、油管(13)，控制系统控制整个电液悬挂系统的动作；油液在齿轮泵(12)的作用下，经过冷却器(10)和滤油器(11)之后分成进油和回油两条支路，进油管路经过液控单向阀(4)与电液比例换向阀(2)推动液压缸(1)工作，农机具通过悬挂系统与液压缸(1)相连，从而使农机具完成执行动作要求，且有蓄能器(3)、截止阀(6)等液压元件保护该进油管路；回油时油液从液压缸(1)经电液比例换向阀(2)与液控单向阀(4)回到油箱(9)；控制器控制电液比例换向阀(2)的工作，溢流阀(7)保证整个液压系统的压力稳定；其特征在于：所述拖拉机电液悬挂系统采用电液比例换向阀(2)作为主控制阀，以此代替以前拖拉机电液悬挂系统普遍使用的分配器；所述拖拉机电液悬挂系统中增加使用蓄能器(3)作为能量储存装置，并且与截止阀(6)一起使用；所述拖拉机电液悬挂系统中增加压力表(5)的使用，且压力表(5)前端安装蓄能器(3)，压力表(5)下方安装截止阀(6)；所述拖拉机电液悬挂系统的控制系统分硬件设计和软件设计。所述电液比例换向阀(2)的主阀芯和先导阀芯都配装位置电反馈，通过比例电磁铁驱动作为功率级的先导阀芯工作；所述电液比例换向阀(2)工作时是通过电子放大器提供功率级的先导阀比例电磁铁的驱动电流，根据电信号的大小和方向提供方向控制及无压力补偿的流量控制。所述液压系统中采用两个电液比例换向阀(2)与两个液控单向阀(4)分别组成进油管路和回油管路，用以防止因一个电液比例换向阀(2)的损坏而影响整个液压系统的进油和回油。所述液压系统中的蓄能器(3)作为能量储存装置可以储存液压油，在系统需要时放出供系统使用；并且同时安装一个截止阀(6)，用以切断或调节流量，且便于蓄能器(3)的维修与更换。所述压力表(5)安装在进油管路中液控单向阀(4)之后，压力表(5)可以直观反映系统压力的高低，便于对整个液压系统压力的控制。所述溢流阀(7)使用于液压油路中可以保持液压系统的压力稳定，起到调压、稳压和限压的作用。所述油箱(9)内置冷却器(10)和滤油器(11)，油液经冷却器(10)的冷却和滤油器(11)的过滤之后，可以提高油液的使用效率，并且防止杂质损伤液压元件。所述齿轮泵(12)与直流电机(8)之间通过挠性联轴器连接，直流电机(8)用以给齿轮泵(12)提供动力，将电能转化为系统所需的液压能，从而驱动液压系统完成所需的动作。所述控制系统硬件部分以一块主控制器为核心，并与两个位移传感器、两个力传感器和一个倾角传感器配合使用，分别获取左右液压缸(1)的位移、左右下拉杆的牵引力和车身倾角的工作参数；然后根据控制算法确定控制量，并利用驱动模块驱动电液比例换向阀(2)来调节液压缸(1)的位移；可通过触摸屏对控制器的参数进行设定。所述控制系统软件部分依赖于悬挂机构的数学模型；根据悬挂机构的连接关系建立相应的数学模型，再利用此模型实现已知量到未知量的求解，然后配合控制算法求出最终想要的调节目标值，最后利用控制器控制相应机构运行达到控制效果。本专利技术的工作过程如下：本专利技术通过液压缸1、齿轮泵12、电液比例换向阀2、液控单向阀4、溢流阀7、截止阀6、直流电机8、蓄能器3、压力表5、冷却器10、滤油器11、油箱9、油管13等构成一个完整的电液悬挂系统，同时控制系统控制整个电液悬挂系统的动作。其工作过程是：油液在齿轮泵12的作用下，经过冷却器10和滤油器11之后分成进油和回油两条支路，进油管路经过液控单向阀4与电液比例换向阀2推动液压缸1工作，农机具通过悬挂系统与液压缸1相连，从而使农机具完成执行动作要求；且有蓄能器3、截止阀6等液压元件保护该进油管路；回油时油液从另一个液压缸1经电液比例换向阀2与液控单向阀4回到油箱9；控制器控制电液比例换向阀2的工作，溢流阀7保证整个液压系统的压力稳定。本专利技术具有有益效果。本专利技术通过采用电液比例换向阀与液控单向阀、溢流阀、截止阀的组合使用，提高了液压系统的控制精度和工作效率，也使得操作更加简便、安全性更好；通过使用蓄能器作为能量储存装置，可以储存部分液压油，在系统需要时放出供系统使用；通过使用截止阀，可以切断或调节流量，且便于蓄能器的维修与更换；通过安装压力表，可以直观反映系统压力的高低，便于对整个液压系统压力的控制；通过油箱中内置的冷却器和滤油器，可以提高油液的使用效率，并且防止杂质损伤液压元件；通过设计控制系统的硬件部分和软件部分，使拖拉机电液悬挂系统不仅能够实现手动和自动两种工作模式，还能够实现力优先、位置优先和力位综合控制三种工作模式；设计了一个完整的拖拉机电液悬挂系统，具有工作效率高、操作简单、安全性能好等特点。附图说明图1为本专利技术拖拉机电液悬挂系统原理图；图2为本专利技术拖拉机电液悬挂系统布局图；图3为本专利技术拖拉机电液悬挂系统中控制系统的硬件组成。图中：1液压缸；2电液比例换向阀；3蓄能器；4液控单向阀；5压力表；6截止阀；7溢流阀；8直流电机；9油箱；10冷却器；11滤油器；12齿轮泵；13油管。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。如图1所示的液压回路中，如果农机具要执行某一动作，可以通过控制系统，使电液比例换向阀2获得相应的动作命令，再与其他液压元件配合，使液压缸1发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拖拉机电液悬挂系统，包括液压缸(1)、齿轮泵(12)、电液比例换向阀(2)、液控单向阀(4)、溢流阀(7)、截止阀(6)、直流电机(8)、蓄能器(3)、压力表(5)、冷却器(10)、滤油器(11)、油箱(9)、油管(13)，控制系统控制整个电液悬挂系统的动作；油液在齿轮泵(12)的作用下，经过冷却器(10)和滤油器(11)之后分成进油和回油两条支路，进油管路经过液控单向阀(4)与电液比例换向阀(2)推动液压缸(1)工作，农机具通过悬挂系统与液压缸(1)相连，从而使农机具完成执行动作要求，且有蓄能器(3)、截止阀(6)等液压元件保护该进油管路；回油时油液从液压缸(1)经电液比例换向阀(2)与液控单向阀(4)回到油箱(9)；控制器控制电液比例换向阀(2)的工作，溢流阀(7)保证整个液压系统的压力稳定；其特征在于：所述拖拉机电液悬挂系统采用电液比例换向阀(2)作为主控制阀，以此代替以前拖拉机电液悬挂系统普遍使用的分配器；所述拖拉机电液悬挂系统中增加使用蓄能器(3)作为能量储存装置，并且与截止阀(6)一起使用；所述拖拉机电液悬挂系统中增加压力表(5)的使用，且压力表(5)前端安装蓄能器(3)，压力表(5)下方安装截止阀(6)；所述拖拉机电液悬挂系统的控制系统分硬件设计和软件设计。...

【技术特征摘要】
1.一种拖拉机电液悬挂系统，包括液压缸(1)、齿轮泵(12)、电液比例换向阀(2)、液控单向阀(4)、溢流阀(7)、截止阀(6)、直流电机(8)、蓄能器(3)、压力表(5)、冷却器(10)、滤油器(11)、油箱(9)、油管(13)，控制系统控制整个电液悬挂系统的动作；油液在齿轮泵(12)的作用下，经过冷却器(10)和滤油器(11)之后分成进油和回油两条支路，进油管路经过液控单向阀(4)与电液比例换向阀(2)推动液压缸(1)工作，农机具通过悬挂系统与液压缸(1)相连，从而使农机具完成执行动作要求，且有蓄能器(3)、截止阀(6)等液压元件保护该进油管路；回油时油液从液压缸(1)经电液比例换向阀(2)与液控单向阀(4)回到油箱(9)；控制器控制电液比例换向阀(2)的工作，溢流阀(7)保证整个液压系统的压力稳定；其特征在于：所述拖拉机电液悬挂系统采用电液比例换向阀(2)作为主控制阀，以此代替以前拖拉机电液悬挂系统普遍使用的分配器；所述拖拉机电液悬挂系统中增加使用蓄能器(3)作为能量储存装置，并且与截止阀(6)一起使用；所述拖拉机电液悬挂系统中增加压力表(5)的使用，且压力表(5)前端安装蓄能器(3)，压力表(5)下方安装截止阀(6)；所述拖拉机电液悬挂系统的控制系统分硬件设计和软件设计。2.根据权利要求1所述的一种拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：所述电液比例换向阀(2)的主阀芯和先导阀芯都配装位置电反馈，通过比例电磁铁驱动作为功率级的先导阀芯工作；所述电液比例换向阀(2)工作时是通过电子放大器提供功率级的先导阀比例电磁铁的驱动电流，根据电信号的大小和方向提供方向控制及无压力补偿的流量控制。3.根据权利要求1所述的一种拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：所述液压系统中采用两个电液比例换向阀(2)与两个液控单向阀(4)分别组成进油管路和回油管路，用以防止因一个电液比例换向阀(2)的损坏而影响整个液压系统的进油和回油。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：施爱平，谢为，李宇翔，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32