针对甘蔗收获机在丘陵地区作业时液压冲击导致的管路破损和泄漏等问题,以输出功率最大的切段机构液压系统为研究对象,运用AMESim仿真软件建立切断机构液压负载敏感系统仿真模型,研究负载敏感阀的启闭时间、负载敏感泵出口至负载敏感阀的供油管路长度以及负载敏感系统的反馈管路长度对系统压力冲击的影响规律。仿真结果表明:缩短换向阀的开启时间、延长换向阀的关闭时间可有效降低系统的液压冲击,缩短泵出口管路长度、延长泵阀反馈管路长度可有效减缓系统的液压冲击现象。通过试验获得了与仿真结果基本一致的结论:当换向阀开启和关闭的响应时间分别为产品样本给定参数的最小值和最大值时,液压冲击幅度分别降低13.6%和33.1%;泵出口至敏感阀的管路长度每缩短0.5 m,系统冲击降低幅度约为0.5 MPa;反馈管道长度每延长0.5 m,系统压力冲击下降...

为解决甘蔗联合收割机液压系统在时变工况下的载荷匹配和速度稳定性问题,首先通过试验测试甘蔗有倒伏和无倒伏两种典型工况下关键部件中液压马达的工作载荷和转速,运用Ncode软件进行数据处理。试验数据分析表明:甘蔗机械收获的过程中,各工作部件的载荷和转速随时间的变化而变化,在有倒伏工况下载荷最大波动幅度达到13 MPa,转速最大波动幅度达到269 r/min。基于甘蔗联合收割机的载荷特征,选取PVG(Proportional Valve Group)电液比例阀组进行负载匹配,运用AMESim对液压系统的运行特性和节能机理进行研究。仿真结果表明:采用PVG比例阀的负载敏感系统相比较于节流调速系统,在有倒伏情况下马达转速波动幅度可减小到15.38 r/min,无倒伏情况下工作部件的功率消耗最高可降低59.81%。

甘蔗机械化收割过程中振幅波动大的载荷,以及对多路换向阀的频繁操纵都会产生较大的液压冲击。该研究以甘蔗联合收割机的砍蔗-切段负载敏感系统为研究对象,提出在泵的出口处增加蓄能器以抑制液压冲击。以蔗地实测载荷数据为基础,基于AMESim建立砍蔗-切段负载敏感系统仿真模型,研究蓄能器参数对砍蔗-切段负载敏感系统液压冲击的影响规律及优化匹配方法,并对仿真结果进行试验验证。研究结果表明,蓄能器的预充气压力越接近工作压力,压力冲击抑制效果越好,压力响应速度也越快,蓄能器的预充气压力最优区间为系统正常工作压力的50%~83%。

根据甘蔗宽窄行种植机的实际自动化作业需求,设计了该种植机的液压系统,并基于AMESim建立系统仿真模型,研究种植机液压系统液压特性和排种机构的输出特性。在比例调速阀的AMESim模型中,通过调节减压阀弹簧的初始力、初始位移和刚度大小、反馈腔的阻尼孔等主要参数获得了与产品样本一致的输出特性,从而为比例控制回路仿真提供合理的仿真参数,系统的其他仿真参数则由理论计算得到。仿真和试验结果表明:在种植机正常运行工况下,比例调速阀有较好的稳定速度的作用,在泵出口压力为10 MPa和泵出口流量20 L/min的条件下各执行元件都能协调工作,排种机构的转速最大误差为5.5%,种植机在不同行走速度下的播种间距均匀性较好,为甘蔗种植机的研究提供了参考。

针对切段式甘蔗联合收割机切段辊液压系统耗能大,效率低的问题,提出将负载敏感技术应用于切段辊液压系统,并与采用节流调速的液压系统进行对比,研究其节能效果。首先通过试验测得甘蔗收割机在行走速度为1,2,3 km/h 3种典型工况下切段辊马达的载荷谱及相应功耗数据;然后将实测所得的载荷谱数据导入AMESim模型,对2种液压系统进行仿真。结果表明:负载敏感系统的耗能和系统效率分别为节流调速液压系统的54%和1.8倍,且负载敏感系统马达速度稳定性好。基于实测载荷谱,在行走机械液压综合实验平台进行实验验证,所得负载敏感系统的耗能和效率分别为节流调速系统的52%和1.85倍。仿真和实验结果都表明,将负载敏感技术应用于切段辊液压系统,节能效果显著。

针对自走式田间甘蔗收集搬运车的驱动要求,设计一种液压系统,包括转运车厢升降液压系统、转运车厢翻转液压系统和转运车支腿调平液压驱动系统。利用AMESim软件建立液压系统模型,得到甘蔗转运车液压系统各执行元件的输出特性曲线。仿真与试验结果表明:利用所设计的系统,支腿、升降、倾倒液压缸运行平稳,输出参数稳定,表明该液压系统能够满足甘蔗转运作业使用要求。

采用电液比例控制系统实现挖掘机自动控制。为工程实际出发，建立了电液比例阀线性模型及对称阀控非对称液压缸分段函数模型。仿真和实验结果基本吻合，表明系统正反方向响应速度具有不对称的特性，验证了所建系统分段模型的有效性。研究结论为控制器的设计提供了参考。