液壓底盤(pán)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展

扈凱 張文毅 祁兵

摘要：從農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，系統(tǒng)地闡述了靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要性，對(duì)比分析了不同底盤(pán)配置方案的優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合、閉式系統(tǒng)的工作原理及其補(bǔ)油回路、熱交換回路的作用，并對(duì)多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的防滑轉(zhuǎn)問(wèn)題提出相關(guān)措施及建議。同時(shí)，根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)，提出了閉式液壓系統(tǒng)的不同調(diào)節(jié)方式。以配備靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的高速插秧機(jī)為例，詳細(xì)闡述靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械靜液壓驅(qū)動(dòng)液壓底盤(pán)的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械;液壓底盤(pán);防滑轉(zhuǎn)措施;調(diào)節(jié)方式

中圖分類(lèi)號(hào)： S22;TH137 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）14-0259-04

《中國(guó)制造2025》將農(nóng)業(yè)裝備定義為融合生物和農(nóng)藝技術(shù)，集成機(jī)械、電子、液壓、信息等高新技術(shù)的自動(dòng)化、信息化、智能化先進(jìn)裝備。近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，已經(jīng)成為世界最大的農(nóng)業(yè)裝備生產(chǎn)和使用大國(guó)，但大而不強(qiáng)的局面仍然存在，占市場(chǎng)需求90%以上的國(guó)產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械（簡(jiǎn)稱(chēng)農(nóng)機(jī)）裝備為中低端產(chǎn)品[1-2]，不能全面滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，信息化、智能化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步拉大了國(guó)產(chǎn)農(nóng)機(jī)裝備與發(fā)達(dá)國(guó)家的距離[3-5]。

現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機(jī)械底盤(pán)大多為傳統(tǒng)的機(jī)械式底盤(pán)，一般通過(guò)齒輪、帶、鏈、傳動(dòng)軸、前后橋等機(jī)械零件傳遞動(dòng)力，這類(lèi)底盤(pán)傳動(dòng)可靠、制造容易，但其具有以下幾個(gè)缺點(diǎn)[6-9]：（1）所使用的機(jī)械零件復(fù)雜笨重，難以實(shí)現(xiàn)輕量化需求，加大了功率損耗;（2）一般不能進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速或?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速極其復(fù)雜;（3）不容易實(shí)現(xiàn)電子控制，遠(yuǎn)距離操作困難，難以滿足當(dāng)代農(nóng)機(jī)智能化、自動(dòng)化的需求;（4）安裝位置變化的柔性小。

農(nóng)業(yè)機(jī)械工作負(fù)荷具有較大的不確定性，其多在田間現(xiàn)場(chǎng)工作，作業(yè)工況和環(huán)境復(fù)雜嚴(yán)苛，且多采用內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)力，其傳動(dòng)系統(tǒng)不僅要求高效而且更需兼有對(duì)于工作負(fù)荷和原動(dòng)機(jī)的良好適應(yīng)性、可操縱性和實(shí)現(xiàn)多種功能協(xié)調(diào)性，近年來(lái)又需要滿足節(jié)能環(huán)保和智能化需求[10-12]。為提高底盤(pán)功率密度，滿足輕量化需求，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化和智能化操作，越來(lái)越多的靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)被引用到農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)中來(lái)。

我國(guó)農(nóng)機(jī)行業(yè)對(duì)靜液壓驅(qū)動(dòng)的研究探索始于20世紀(jì)60年代，除中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院等少數(shù)單位曾自行研發(fā)過(guò)變量液壓泵外，其余的廠商大多采用斜盤(pán)型柱塞變量泵加殼體旋轉(zhuǎn)的低速車(chē)輪馬達(dá)方案[13-14]。如今，全液壓底盤(pán)驅(qū)動(dòng)方案已在植保機(jī)械、收獲機(jī)械上得到大范圍應(yīng)用。本研究對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域常用的幾種液壓底盤(pán)進(jìn)行對(duì)比，從功能原理、性能優(yōu)劣、調(diào)節(jié)方式等多個(gè)角度闡述液壓底盤(pán)的應(yīng)用，旨在為農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓底盤(pán)的設(shè)計(jì)使用提供一定的參考。

1 靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的技術(shù)特點(diǎn)

靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)主要具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

（1）靜液壓驅(qū)動(dòng)方案用泵-馬達(dá)組合代替了現(xiàn)有的變速箱及其他中間傳動(dòng)裝置，布局更加靈活，底盤(pán)質(zhì)量更輕，實(shí)現(xiàn)了輕量化需求。

（2）靜液壓驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，變速范圍更大，功率密度高。靜液壓驅(qū)動(dòng)有3種調(diào)速方式：節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和容積-節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速由于具有較大的能量損失，且損失的能量轉(zhuǎn)換為熱量散發(fā)出來(lái)，一般只在功率較小的場(chǎng)合使用。容積調(diào)速依靠液壓泵或者液壓馬達(dá)的變量來(lái)改變系統(tǒng)流量，繼而實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。

（3）可用液壓轉(zhuǎn)向代替原有的機(jī)械轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向更加輕盈，可操作性強(qiáng)。此外，液壓轉(zhuǎn)向可以較為簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向、后輪轉(zhuǎn)向和四輪轉(zhuǎn)向多種轉(zhuǎn)向方式的切換，大大地提高了轉(zhuǎn)向靈活性，減小了轉(zhuǎn)彎半徑[15-16]。圖1為一種四輪液壓轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)原理。

（4）行走系統(tǒng)液壓回路采用閉式回路，在閉式回路中，雙向變量柱塞泵可以通過(guò)調(diào)節(jié)斜盤(pán)的傾角和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流量和改變流向的雙重功能，并以此來(lái)無(wú)級(jí)地調(diào)節(jié)行走驅(qū)動(dòng)馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，繼而改變機(jī)器的速度和實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退。

（5）閉式液壓系統(tǒng)具有制動(dòng)能力，可省去傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)裝置[17]。

（6）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制和遠(yuǎn)程操縱，滿足人們對(duì)當(dāng)代農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化、智能化的要求[18]。

2 靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的應(yīng)用方式與方法

2.1 基本配置方法

從靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所使用的液壓馬達(dá)數(shù)量上，可以分為單馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，單馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即保留了傳統(tǒng)的機(jī)械車(chē)橋，僅有一個(gè)液壓馬達(dá)輸出動(dòng)力，如圖2所示。

在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，為了使整機(jī)具有盡可能大的驅(qū)動(dòng)力，最基本的做法是將所有的輪子都設(shè)計(jì)成驅(qū)動(dòng)輪，以充分利用車(chē)輛自身質(zhì)量以及所承載物料的質(zhì)量產(chǎn)生附著力。因此，無(wú)論是單馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還是多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大多采用四輪驅(qū)動(dòng)方式。

圖2為單馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置。動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出，液壓泵3通常經(jīng)聯(lián)軸器2與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，液壓馬達(dá)輸出軸連接分動(dòng)箱7，經(jīng)前后傳動(dòng)軸9和主減速器5將動(dòng)力傳遞給車(chē)橋以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪運(yùn)動(dòng)。該方案只是用液壓系統(tǒng)取代了原有的機(jī)械變速箱和離合器，使得車(chē)輛具有無(wú)級(jí)變速的能力，其優(yōu)點(diǎn)是未大幅度地改變?cè)械恼麢C(jī)布局形態(tài)，易于改裝，成本低，但布局靈活性一般。靜液壓機(jī)械功率分流式無(wú)級(jí)變速箱（HMT）結(jié)合了機(jī)械傳動(dòng)的高效率與液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的特點(diǎn)，采用其可以更全面地提升整機(jī)使用中的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。HMT的原理如圖3所示，由發(fā)動(dòng)機(jī)傳出的輸入功率被分為機(jī)械功率流和液壓功率流，并通過(guò)行星齒輪裝置將2路功率匯合起來(lái)傳遞給行走系統(tǒng)。

多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是指在液壓回路中安裝了2個(gè)以上的液壓馬達(dá)（圖4）。動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出，動(dòng)力經(jīng)聯(lián)軸器2傳遞給液壓泵3，液壓泵通過(guò)閉式液壓回路連接馬達(dá)以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行走。圖4-b比圖4-a多使用了1個(gè)液壓泵，行走動(dòng)力性較好。多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)完全取消了驅(qū)動(dòng)橋和傳動(dòng)箱等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，布置靈活，但系統(tǒng)成本高。

多馬達(dá)系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)以并聯(lián)的方式連接在一個(gè)公共回路中，所有馬達(dá)的工作壓力都是相等的[19]。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是每個(gè)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩大小與其本身的實(shí)時(shí)排量成正比，通過(guò)所有液壓馬達(dá)的流量之和等于系統(tǒng)總流量。但每個(gè)馬達(dá)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速情況，取決于系統(tǒng)總流量、馬達(dá)數(shù)量、傳動(dòng)關(guān)系、車(chē)輪尺寸和實(shí)時(shí)的路面附著條件等[20]。

農(nóng)用機(jī)械的液壓系統(tǒng)在正常工作過(guò)程中需要隨時(shí)調(diào)節(jié)流量和改變方向，要求系統(tǒng)具有較好的速度剛性和響應(yīng)速度，因此其驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)往往采用閉式回路，基本原理如圖5所示。該回路具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）由雙向變量的柱塞泵和雙向旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)構(gòu)成閉式液壓回路，可以連續(xù)調(diào)節(jié)馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向;（2）該閉式回路是一個(gè)對(duì)稱(chēng)可逆系統(tǒng)，除了輸出正向轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)行走外，還可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，取代摩擦元件構(gòu)成的常規(guī)行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng);（3）油箱較小，安裝靈活方便;（4）效率高，閉式回路的換向工作由液壓泵承擔(dān)，取消了換向閥等控制閥，減小了系統(tǒng)壓力損失。

由圖5可知，雙向變量柱塞泵可以通過(guò)調(diào)節(jié)斜盤(pán)的傾角和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流量和改變流向的雙重功能，并以此來(lái)連續(xù)地調(diào)節(jié)輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。閉式系統(tǒng)中作為輸入元件的雙向變量柱塞泵并不直接從油箱吸油，此種結(jié)構(gòu)具有響應(yīng)快、速度剛性好等優(yōu)點(diǎn)，但液壓油不流回油箱，且油箱往往由于空間限制而較小，散熱性較差。為解決散熱問(wèn)題，在閉式回路中設(shè)置熱交換回路，熱交換回路的作用是使系統(tǒng)的熱油經(jīng)冷卻后循環(huán)使用，冷卻器的規(guī)格根據(jù)系統(tǒng)流量及壓力來(lái)選擇。由于熱交換回路排出熱油及液壓元件的泄露而使系統(tǒng)內(nèi)的油液變少，為保持油液平衡而添加補(bǔ)油回路，以向系統(tǒng)額外補(bǔ)充冷卻油液。主回路和油箱之間的循環(huán)流量一般為主回路最大流量的20%～25%[14]。補(bǔ)油泵一般為齒輪泵，通常集成在主液壓泵中，補(bǔ)油油液經(jīng)單向閥和補(bǔ)油安全閥使該回路維持一個(gè)基礎(chǔ)壓力，即補(bǔ)油壓力，補(bǔ)油壓力的大小由補(bǔ)油安全閥來(lái)調(diào)節(jié)，補(bǔ)油系統(tǒng)在一定程度上降低了液壓系統(tǒng)的效率。

2.2 多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的防滑轉(zhuǎn)控制

多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常把所有的液壓馬達(dá)并聯(lián)在回路之中。當(dāng)路面條件良好時(shí)，并聯(lián)系統(tǒng)可以滿足整機(jī)大多數(shù)工況要求。但農(nóng)用機(jī)械和公路機(jī)械不同，其路面情況復(fù)雜，附著力較差，尤其是水田機(jī)械，工作時(shí)易失去附著力而無(wú)法移動(dòng)，這時(shí)多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就存在一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)其中任何一個(gè)車(chē)輪由于附著條件不好而出現(xiàn)打滑時(shí)，系統(tǒng)就只能維持在驅(qū)動(dòng)扭矩負(fù)荷最小的車(chē)輪馬達(dá)所需的最低壓力，此時(shí)的牽引力不足以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)，同時(shí)，打滑的馬達(dá)通過(guò)流量急劇增加，甚至可能因?yàn)槌俣粨p壞。為防止上述情況發(fā)生，特設(shè)置2種防滑轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，分別如圖6、圖7所示。

圖6中設(shè)置了3個(gè)分流集流閥，分流集流閥的分流作用是將輸入油液按照一定的比例分2路輸出。當(dāng)其中一個(gè)車(chē)輪由于較差的附著條件而出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)，分流集流閥開(kāi)始發(fā)揮作用，按比例強(qiáng)制將系統(tǒng)流量分配給驅(qū)動(dòng)行走馬達(dá)，分流比例取決于驅(qū)動(dòng)輪的大小，通常分流比為1 ∶ 1，使用節(jié)流閥代替分流閥也可以起到相同的效果，但節(jié)流閥的原理是通過(guò)節(jié)流來(lái)限制流量，會(huì)增加液壓系統(tǒng)功率損失，造成發(fā)熱。

圖7為變量馬達(dá)防滑轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)某一個(gè)或幾個(gè)車(chē)輪發(fā)生打滑時(shí)，可以及時(shí)地將馬達(dá)切換至小排量甚至自由輪的狀態(tài)以防止繼續(xù)打滑。當(dāng)車(chē)輪打滑時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器會(huì)檢測(cè)到打滑的車(chē)輪轉(zhuǎn)速異常（通常為轉(zhuǎn)速過(guò)高），進(jìn)而減小馬達(dá)排量，使得車(chē)輛脫困。該防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前提是必須采用變量馬達(dá)，在一定程度上增加了制造成本。

2.3 液壓驅(qū)動(dòng)的基本調(diào)節(jié)方式

靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的基本調(diào)節(jié)方式分為輸入端調(diào)節(jié)和輸出端調(diào)節(jié)。

輸入端調(diào)節(jié)即通過(guò)改變液壓泵的排量或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)改變液壓系統(tǒng)流量。在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，雙向變量液壓泵是大多數(shù)驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的動(dòng)力元件，而且原動(dòng)機(jī)基本上都是采用汽油機(jī)或柴油機(jī)，因此變量液壓泵的排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都是輸入端的可調(diào)節(jié)參數(shù)。對(duì)于轉(zhuǎn)速過(guò)高的汽油機(jī)往往需要增加中間變速裝置，以適應(yīng)泵的轉(zhuǎn)速要求。對(duì)于很多小功率（一般不大于10 kW）或行走速度較慢的農(nóng)用機(jī)械，僅僅使用輸入端調(diào)節(jié)方式已經(jīng)可以較好地滿足工作需求，液壓泵的排量及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的聯(lián)合調(diào)節(jié)已經(jīng)可以覆蓋其絕大多數(shù)的工作區(qū)間，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，液壓系統(tǒng)的輸出元件只需使用價(jià)格較低的定量馬達(dá)即可。

輸出端調(diào)節(jié)一般是通過(guò)改變執(zhí)行元件液壓馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。液壓系統(tǒng)具有無(wú)級(jí)調(diào)速能力，在某種程度上，只要變量泵的變量范圍足夠大，僅輸入端調(diào)節(jié)即可以滿足速度調(diào)節(jié)需求，但在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員還需要從元件功率密度、系統(tǒng)壽命、使用成本等多個(gè)方面考慮，這也就使得輸出端調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在工程中有了發(fā)揮的余地[14]。

通常，靜液壓驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械底盤(pán)工況可明顯地分為低速大負(fù)載作業(yè)和高速小負(fù)載轉(zhuǎn)場(chǎng)2個(gè)狀態(tài)，較低的行駛速度主要用于田間作業(yè)，較高的速度主要用于空載轉(zhuǎn)場(chǎng)行駛。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析[14]，農(nóng)業(yè)機(jī)械的最大速度小于25 km/h時(shí)，可只采用輸入端調(diào)節(jié)的方式，當(dāng)整機(jī)速度大于25 km/h，尤其是大于40 km/h時(shí)，則需要輸出端調(diào)節(jié)介入，在有些情況下，還需要輸入端調(diào)節(jié)和輸出端調(diào)節(jié)2種方式共同作用。

2.4 液壓泵與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配控制

液壓泵與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配控制的目的是實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)與防熄火控制。驅(qū)動(dòng)與防熄火控制主要涉及2個(gè)問(wèn)題[21]：一是為裝有靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)行駛機(jī)械的駕駛?cè)藛T提供汽車(chē)式自動(dòng)變速器的駕駛感受;二是使得車(chē)輛具有驅(qū)動(dòng)與自動(dòng)防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的能力。

防熄火控制過(guò)程如下：當(dāng)液壓系統(tǒng)外負(fù)載增大，引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，控制閥輸出的控制壓力相應(yīng)減小，使行走液壓泵排量自動(dòng)減小，此時(shí)，泵的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩雖然降低，但取決于外負(fù)載的系統(tǒng)工作壓力不變，因此系統(tǒng)仍可以保持較好的驅(qū)動(dòng)力，由于減少了泵對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的吸收，防止了發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。

液壓泵與發(fā)動(dòng)機(jī)的特性匹配準(zhǔn)則主要包括轉(zhuǎn)速匹配準(zhǔn)則和功率匹配準(zhǔn)則。轉(zhuǎn)速匹配準(zhǔn)則[21]是（1）所選變量泵最大排量時(shí)的許用最高轉(zhuǎn)速不得低于柴油機(jī)的最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速;（2）所選變量泵最大排量在柴油機(jī)額定轉(zhuǎn)速下的輸出流量應(yīng)能使液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到整機(jī)最高行駛速度的對(duì)應(yīng)值。功率匹配準(zhǔn)則[21]是系統(tǒng)最大負(fù)載功率不大于發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的90%。

3 靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)應(yīng)用實(shí)例

靜液壓驅(qū)動(dòng)的高速插秧機(jī)底盤(pán)實(shí)物圖、原理圖分別如圖8、圖9所示。發(fā)動(dòng)機(jī)是整個(gè)底盤(pán)系統(tǒng)的動(dòng)力源，將動(dòng)力分別傳遞給雙向變量柱塞泵和齒輪泵，雙向變量柱塞泵通過(guò)閉式回路和變量馬達(dá)相連為行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力。雙向變量柱塞泵為斜盤(pán)式柱塞泵，其可以通過(guò)調(diào)節(jié)斜盤(pán)傾角和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流量和改變流向的雙重功能，并以此來(lái)無(wú)級(jí)地調(diào)節(jié)行走變量馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，繼而改變插秧機(jī)的速度和實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退功能。

齒輪泵為仿形機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，齒輪泵輸出端連接單向穩(wěn)定分流閥，該單向穩(wěn)定分流閥將油液分配給轉(zhuǎn)向回路和仿形、升降回路，轉(zhuǎn)向回路通過(guò)高速電磁換向閥和液壓轉(zhuǎn)向器控制轉(zhuǎn)向液壓缸，前者可以實(shí)現(xiàn)較高的響應(yīng)速度，后者可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。單向穩(wěn)定分流閥的作用是優(yōu)先保證液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓油的流量，升降與仿形系統(tǒng)串聯(lián)且流量并不按照比例分配，液壓油先通過(guò)仿形機(jī)構(gòu)，優(yōu)先保證該機(jī)構(gòu)的靈敏度。仿形和升降機(jī)構(gòu)由一個(gè)液壓油路連接控制，仿形機(jī)構(gòu)控制閥和升降機(jī)構(gòu)控制閥均為三位四通換向閥，M型中位機(jī)能。仿形機(jī)構(gòu)控制閥控制液壓仿形油缸，升降機(jī)構(gòu)控制閥控制升降油缸，但考慮到兩者同時(shí)工作的概率極低，因此使用1個(gè)串聯(lián)回路在保證系統(tǒng)功能性的基礎(chǔ)上可以降低成本。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)油缸為雙活塞桿油缸，即兩邊都是有桿腔，以保證往2個(gè)方向的轉(zhuǎn)向力和轉(zhuǎn)向行程均勻。

4 結(jié)論

本研究結(jié)合靜液壓驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械底盤(pán)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，闡述了液壓底盤(pán)在應(yīng)用中的必要性，介紹了液壓底盤(pán)配置的幾種方式及其優(yōu)缺點(diǎn)，分析了閉式系統(tǒng)的工作原理及其補(bǔ)油回路與熱交換回路的作用，闡述了多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用分流閥和變量馬達(dá)的2種防滑措施。最后，針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作特點(diǎn)，分析了輸入端調(diào)節(jié)和輸出端調(diào)節(jié)的應(yīng)用對(duì)象和場(chǎng)合，介紹了靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的液壓泵與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配控制方式。同時(shí)，以配備了靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的高速插秧機(jī)為例，詳細(xì)地分析闡述了靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的技術(shù)特點(diǎn)。

通過(guò)本研究的分析闡述，可以得出以下結(jié)論：（1）靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)克服了傳統(tǒng)機(jī)械底盤(pán)難以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速、功率密度低、布置不靈活等缺點(diǎn)，在技術(shù)層面上是一個(gè)新的突破。（2）通過(guò)閉式傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓底盤(pán)在實(shí)現(xiàn)行走驅(qū)動(dòng)的同時(shí)，也便于實(shí)現(xiàn)行車(chē)制動(dòng)功能，大大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（3）靜液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制和遠(yuǎn)程操縱，滿足人們對(duì)當(dāng)代農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化、智能化的要求，具有廣闊的市場(chǎng)前景。本研究?jī)?nèi)容對(duì)靜液壓驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓底盤(pán)設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

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