黑水负载敏感技术在收割机上的应用

自20世纪50年代全球性的能源危机爆发以来，节能问题越来越受到国际社会的关注。作为大型农业机械，甘蔗联合收割机在作业过程中要一次性完成切割、断尾、输送、剥叶及集蔗等工序，执行元件庞杂且各执行元件之间必须保持一定的转速比以协调工作，而蔗田内不同区段蔗株疏密程度及秆径变化各异。因此，液压系统负载变化频繁，整个液压系统的压力、流量也会不断变化，溢流、节流损失严重。另外，为减少甘蔗收割过程中的破头率，应尽量避免执行元件转速的频繁波动。从本质上讲，液压系统之所以存在节流、溢流损失就是因为液压泵所提供的压力、流量经常大于负载的实际需求，从而造成了“大马拉小车”的能量浪费现象。为了减少这种损失，只有从控制泵的排量入手，使泵所提供的液压油恰好与负载相适应，即所谓的“所供即所需”。负载敏感变量泵的出现为实现上述目标提供了可能性。负载敏感技术因其良好的控制性能与节能效果在国外已经得到了越来越广泛的应用，但就目前国内的发展状况来看，负载敏感技术仍未成熟，尚处于试验阶段。其技术难点在于变量泵和负载敏感阀组成的系统(即LS系统)需经过严格的动态设计，只能配套使用，应用的领域也主要限于部分工程机械。负载敏感变量泵的出口压力、流量能够自动与收割机的负载需要相适应，变量泵排量的自动控制性能有效降低了操作人员的工作强度，避免了人工调节的盲目性。在负载压力没有达到调压阀设定压力之前，系统处于恒流状态;负载压力达到调压阀设定压力之后，由于B型液压半桥的原因，系统压力、流量将存在较小波动，但基本处于恒定状态。系统的恒流特性避免了收割机执行器转速的频繁波动，有效降低了甘蔗破头率。仿真结果与理论分析一致，这表明针对本文研究的甘蔗收割机负载敏感泵所匹配的主要参数基本合理，能够有效地实现负载敏感系统的主要功能。