一种拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统及拖拉机技术方案

本发明专利技术公开了拖拉机后悬挂振动控制技术领域的一种拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统及拖拉机。系统包括：拖拉机运行参数采集装置，用于获取拖拉机的运行参数；控制器，用于根据获取的拖拉机的运行参数，按照设定的振动缓冲控制策略，向执行机构发送控制信号；执行机构，用于根据控制器发送的控制信号，控制流入、流出拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸的无杆腔的液压油量，以使拖拉机后悬挂机构在转场过程中进行振动缓冲并保持在设定的缓冲区间内。本发明专利技术能够有效控制拖拉机后悬挂的振动，提高操作者的驾驶舒适性，避免因振动过大而导致的安全问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统及拖拉机


[0001]本专利技术属于拖拉机后悬挂振动控制
，具体涉及一种拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统及拖拉机。

技术介绍

[0002]拖拉机借助不同机具进行各项田间作业，机具通常借助三点悬挂机构与拖拉机本体连接，拖拉机通常直接挂接机具，行驶到田间作业，在某些地块完成田间作业后，通常需携带机具进行转场，以便进行其他地块作业。在转场过程中，如果行驶速度较高，在坑洼田地或颠簸路面时，则会引起拖拉机整体振动，尤其在带载重载机具时，带动拖拉机整体颤动，机具和拖拉机本体相互作用，操作者在驾驶室内感受到明显振动，舒适性差，在某些较大振动情况下，拖拉机前轮离地，容易引起安全问题。
[0003]现有技术中采用机械式悬挂系统，基本没有缓冲装置进行缓冲，仅靠弹性轮胎减振缓冲，而轮胎的缓冲效果有限；对于装有电液悬挂系统的拖拉机，存在以下缺点：（1）电磁阀为直驱控制方式，控制器给定电流后，电磁阀从最小电流升到最大电流过程需要一定时间，然后阀芯实际动作，到系统建立负载压力，进而液压油进入油缸推动悬挂机构实际动作，整个开启过程从控制开启到实际动作，响应时间长，不能实现精确开启，则在振动高压下，不能快速触发进行减振泄压；而在关闭过程中同样存在电磁阀电流及阀芯关闭的延迟，不能够平稳精确关闭，导致减振效果弱，甚至加剧振动情况；（2）减振过程中给定固定电流，实际上升过程需要克服重载机具，而下降过程重载机具倾向重力下降，给定相同电流调节，不同工况下振动引起的压力变化不同，固定电流影响调节过程的时间及缓冲效果；（3）没有公开当到缓冲区域的上下边界极限时候，如何进一步上升或下降，当上升下降过程所处运行周期不同，容易加剧振荡，甚至引起安全问题；（4）在油缸大小腔设定节流阀或溢流阀，对于大流量，较小节流阀不能实现卸荷，仍旧保持高压；采用溢流阀，可以在溢流值下泄压，但设定值为固定值，如设定值较小，一方面影响电液提升其他功能，另一方面在未开启减振功能时，较小的冲击引起卸荷，就会引起机具自动下降，容易出现安全问题，如设定较大溢流值，则对某些振动引起的高压不起减振缓冲效果；（5）减振过程为高压下微调节，对于定量泵负载敏感系统，则液压泵输出所有油液在减振调节过程中部分油液均在高压下作用，其他油液均高压卸荷，在减振不调节过程中，所有油液均从定差溢流阀卸荷，温升较大，影响系统热平衡性能。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统及拖拉机，能够有效控制拖拉机后悬挂的振动，提高操作者的驾驶舒适性，避免因振动过大而导致的安全问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：第一方面，提供一种拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，包括：拖拉机运行参数采集装置，用于获取拖拉机的运行参数；控制器，用于根据获取的拖拉机的运行参数，按照设定的振动缓冲控制策略，向执行机构发送控制信号；执行机构，用于根据控制器发送的控制信号，控制流入、流出拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸的无杆腔的液压油量，以使拖拉机后悬挂机构在转场过程中进行振动缓冲并保持在设定的缓冲区间内。
[0006]进一步地，所述拖拉机运行参数采集装置，包括：安装在拖拉机后悬挂机构的下拉杆与拖拉机铰点之间的力传感器；安装在拖拉机后悬挂机构的提升臂处的位置传感器；力传感器与位置传感器分别与控制器电连接。
[0007]进一步地，所述执行机构包括：上升阀，上升阀的入口连接液压泵的出口，上升阀的出口通过开关阀、单向阀连接拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸的无杆腔，上升阀接收控制器的控制信号，用于控制流入拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸的无杆腔的液压油量；下降阀，下降阀的入口连接拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸的无杆腔，下降阀的出口连接液压油箱，下降阀接收控制器的控制信号，用于控制流出拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸的无杆腔的液压油量；卸荷阀，液压泵的出口通过卸荷阀连接液压油箱；定差补偿器，液压泵的出口通过定差补偿器连接液压油箱。
[0008]进一步地，当转场位置旋钮开启，控制器控制上升阀开启，控制卸荷阀关闭，使机具首先上升到机具高度设置旋钮设定的高度值，当减振触发按钮触发后，机具转场振动缓冲功能开启，以机具高度设置旋钮设定的高度值为基准，向下运动，停留在缓冲区间的中间位置或缓冲区间的某一位置；而后卸荷阀继续开启，此时液压泵输出的液压油直接从卸荷阀流入液压油箱。
[0009]进一步地，控制器通过轮速传感器监测拖拉机的车速，如果车速此时超过第一速度值，则控制器控制卸荷阀关闭，液压泵输出的液压油直接从定差补偿器流入液压油箱；此时控制器监测力传感器的实时力值，如果力值判断为持续上升，超过第一设定值后，控制器控制下降阀对悬挂油缸的无杆腔进行泄压；如果力值判断为持续减小，且小于第二设定值后，控制器控制上升阀对悬挂油缸的无杆腔进行充油；力传感器监测到的力值上升过程定义为上升沿，在力值上升沿时，下降阀动作，力传感器监测到的力值下降过程定义为下降沿，在力值下降沿时，上升阀动作；如果接近或超过缓冲区间的下极限位置，则在力值下降时控制上升阀动作，使拖拉机后悬挂机构上升并保持在缓冲区间内；如果接近缓冲区间的上极限位置，则在力值上升时控制下降阀动作，使拖拉机后悬挂机构下降并保持在缓冲区间内。
[0010]针对不同的缓冲区间位置，进行缓冲过程补偿控制。
[0011]进一步地，在力值上升沿时，下降阀动作，具体的振动缓冲控制策略包括：在t1时间点，监测到a1力值时，设定时间间隔为T1，在时间间隔T1内任何时间点监测到b1力值，如t2时间点监测力值为b1，t2
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t1≤T1，则控制器向下降阀输出电流m1，如果在时间间隔T1内未监测到b1力值，则控制器对下降阀不进行电流输入；在监测到a1、b1力值的基础上，进一步设定时间间隔T2，如果在时间间隔T2内监测到c1力值，如t3时间点监测到c1力值，则控制器输出到下降阀电流增加到m2；如果在时间间隔T2内没有监测到c1值，则控制器在时间间隔T2后向下降阀输出的电流从m1直接回零；在监测到a1、b1、c1力值的基础上，
进一步设定时间间隔T3，如果在时间间隔T3内监测到d1值，如t4时间点监测到d1力值，则控制器输出到下降阀的电流增加到m3；如果在时间间隔T3内没有监测到d1力值，则控制器在时间间隔T3后向下降阀输出的电流从m2直接回零；在监测到a1、b1、c1、d1力值的基础上，进一步设定时间间隔T4，如果在时间间隔T4内，力值下降到d2，则控制器向下降阀输出的电流直接回零，否则控制器向下降阀输出电流m3并保持时间间隔T4，力值在t5时间点为大于d2的某一力值，如e1力值。
[0012]进一步地，如果力值从e1继续上升到f1，然后降低到d2值或从e1直接降低到d2值，在该过程中，控制器向下降阀输出的电流采用插值法进行设定，如预设力值在[d2，g]区间，g为力传感器量程最大值，则该区间力值对应电流为[m1，mg]，mg＜m3，在T4时间间隔后，当力值在该区间内，控制器根据力值与电流对应关系，采用插值法在[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，其特征在于，包括：拖拉机运行参数采集装置，用于获取拖拉机的运行参数；控制器（11），用于根据获取的拖拉机的运行参数，按照设定的振动缓冲控制策略，向执行机构发送控制信号；执行机构，用于根据控制器（11）发送的控制信号，控制流入、流出拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸（8）的无杆腔的液压油量，以使拖拉机后悬挂机构在转场过程中进行振动缓冲并保持在设定的缓冲区间内。2.根据权利要求1所述的拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，其特征在于，所述拖拉机运行参数采集装置，包括：安装在拖拉机后悬挂机构的下拉杆与拖拉机铰点之间的力传感器（9）；安装在拖拉机后悬挂机构的提升臂处的位置传感器（10）；力传感器（9）与位置传感器（10）分别与控制器（11）电连接。3.根据权利要求2所述的拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，其特征在于，所述执行机构包括：上升阀（4），上升阀（4）的入口连接液压泵（1）的出口，上升阀（4）的出口通过开关阀（6）、单向阀（7）连接拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸（8）的无杆腔，上升阀（4）接收控制器（11）的控制信号，用于控制流入拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸（8）的无杆腔的液压油量；下降阀（5），下降阀（5）的入口连接拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸（8）的无杆腔，下降阀（5）的出口连接液压油箱，下降阀（5）接收控制器（11）的控制信号，用于控制流出拖拉机后悬挂机构的悬挂油缸（8）的无杆腔的液压油量；卸荷阀（2），液压泵（1）的出口通过卸荷阀（2）连接液压油箱；定差补偿器（3），液压泵（1）的出口通过定差补偿器（3）连接液压油箱。4.根据权利要求3所述的拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，其特征在于，当转场位置旋钮（15）开启，控制器（11）控制上升阀（4）开启，控制卸荷阀（2）关闭，使机具首先上升到机具高度设置旋钮（13）设定的高度值，当减振触发按钮（14）触发后，机具转场振动缓冲功能开启，以机具高度设置旋钮（13）设定的高度值为基准，向下运动，停留在缓冲区间的中间位置或缓冲区间的某一位置；而后卸荷阀（2）继续开启，此时液压泵（1）输出的液压油直接从卸荷阀（2）流入液压油箱。5.根据权利要求3所述的拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，其特征在于，控制器（11）通过轮速传感器（16）监测拖拉机的车速，如果车速此时超过第一速度值，则控制器（11）控制卸荷阀（2）关闭，液压泵（1）输出的液压油直接从定差补偿器（3）流入液压油箱；此时控制器（11）监测力传感器（9）的实时力值，如果力值判断为持续上升，超过第一设定值后，控制器（11）控制下降阀（5）对悬挂油缸（8）的无杆腔进行泄压；如果力值判断为持续减小，且小于第二设定值后，控制器（11）控制上升阀（4）对悬挂油缸（8）的无杆腔进行充油；力传感器（9）监测到的力值上升过程定义为上升沿，在力值上升沿时，下降阀（5）动作，力传感器（9）监测到的力值下降过程定义为下降沿，在力值下降沿时，上升阀（4）动作；如果接近或超过缓冲区间的下极限位置，则在力值下降时控制上升阀（4）动作，使拖拉
机后悬挂机构上升并保持在缓冲区间内；如果接近缓冲区间的上极限位置，则在力值上升时控制下降阀（5）动作，使拖拉机后悬挂机构下降并保持在缓冲区间内。6.根据权利要求5所述的拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，其特征在于，在力值上升沿时，下降阀（5）动作，具体的振动缓冲控制策略包括：在t1时间点，监测到a1力值时，设定时间间隔为T1，在时间间隔T1内任何时间点监测到b1力值，如t2时间点监测力值为b1，t2
‑
t1≤T1，则控制器（11）向下降阀（5）输出电流m1，如果在时间间隔T1内未监测到b1力值，则控制器（11）对下降阀（5）不进行电流输入；在监测到a1、b1力值的基础上，进一步设定时间间隔T2，如果在时间间隔T2内监测到c1力值，如t3时间点监测到c1力值，则控制器（11）输出到下降阀（5）电流增加到m2；如果在时间间隔T2内没有监测到c1值，则控制器（11）在时间间隔T2后向下降阀（5）输出的电流从m1直接回零；在监测到a1、b1、c1力值的基础上，进一步设定时间间隔T3，如果在时间间隔T3内监测到d1值，如t4时间点监测到d1力值，则控制器（11）输出到下降阀（5）的电流增加到m3；如果在时间间隔T3内没有监测到d1力值，则控制器在时间间隔T3后向下降阀（5）输出的电流从m2直接回零；在监测到a1、b1、c1、d1力值的基础上，进一步设定时间间隔T4，如果在时间间隔T4内，力值下降到d2，则控制器（11）向下降阀（5）输出的电流直接回零，否则控制器（11）向下降阀（5）输出电流m3并保持时间间隔T4，力值在t5时间点为大于d2的某一力值，如e1力值。7.根据权利要求6所述的拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，其特征在于，如果力值从e1继续上升到f1，然后降低到d2值或从e1直接降低到d2值，在该过程中，控制器（11）向下降阀（5）输出的电流采用插值法进行设定，如预设力值在[d2，g]区间，g为力传感器量程最大值，则该区间力值对应电流为[m1，mg]，mg＜m3，在T4时间间隔后，当力值在该区间内，控制器（11）根据力值与电流对应关系，采用插值法在[m1，mg]之间进行设定，并输出相应的电流，当力值小于d2时，控制器（11）控制下降阀（5）电流回零。8.根据权利要求5所述的拖拉机后悬挂振动缓冲控制系统，其特征在于，在力值下降沿时，上升阀（4）动作，具体的振动缓冲控制策略包括：当控制器（11）监测到d2力值时，即t7时间点监测到d2，设定时间间隔T5，在时间间隔T5内任何时间点监测到c2力值，如t8时间点监测力值为c2，则控制器（11）向上升阀（4）输出电流值m4，如果在时间间隔T5内未监测到c2力值，则控制器（11）不对上升阀（4）进行电流输入；在监测到d2、c2力值的基础上，进一步设定时间间隔T6，如果在时间间隔T6内监测到b2力值，如t9时间点监测到b2力值，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：张笑，秦浩良，李思辰，张洪波，
申请(专利权)人：徐州徐工农业装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：