拖拉机液压输出系统性能检测装备应用现状及发展趋势

白学峰 纪博文 纪鸿波

液压输出系统是拖拉机的关键配置之一，液压输出系统性能检测是拖拉机性能检测的重要内容。当前，液压输出系统性能检测装备仅可实现单组或2组液压输出系统的性能检测，试验功能单一，智能化水平不高，优化更新缓慢。随着大马力、智能化拖拉机的发展，农机生产企业、科研院所对拖拉机液压输出系统的性能检测提出了更高的要求。

1.1 系统简介

拖拉机液压输出系统是拖拉机液压系统的关键组成部分，主要作用是将液压系统中的压力油输送至农机具的油缸或液压马达，驱动农机具作业，或实现对农机具的姿态控制。拖拉机液压输出系统的应用场景较多，包括控制液压翻转犁、除草机、挖掘机、多功能复式机具等的工作姿态以及机具或挂车的辅助制动等。液压输出系统主要由油缸、油泵、分配器或控制阀、操控手柄或操控系统、快换接头等组成。根据拖拉机的不同用途或功率大小，会配置不同的输出组数或采取不同的控制方式。

1.2 系统应用现状

液压输出系统已是国内拖拉机产品的常规配置。与国外先进拖拉机产品相比，国内液压输出系统技术差距主要是在自动控制方面。国内中小马力拖拉机多配置1组液压输出系统，大马力拖拉机可配置3组以上，单组液压输出系统输出流量可达100 L/min。大部分拖拉机液压输出系统为手动控制，小部分拖拉机产品结合电液悬挂技术配置了自动控制的液压输出系统。国外先进拖拉机产品液压输出系统输出组数配置与国内并无太大差异，但在输出流量上，由于国外大型拖拉机多配套大型多功能复式作业机具，需要的流量或功率较大，因此一些大型拖拉机的液压输出流量和功率也较大。在电控方面，国外先进拖拉机产品大多已配置电控液压系统，通过控制界面查看液压输出系统的工作参数，可实现触屏操控，自动控制水平较高。如CLAAS的XERION 5000 TRAC/TRAC VC拖拉机，输出流量可达200 L/min，输出功率达到了90 kW，高配置机型输出流量可达275 L/min，采用比例控制式分配器，通过系统编程控制液压油输出的流量、时间、速度等，可显示所需液压油量等信息，避免液压油过热和耗油量过大[1]。

1.3 液压输出性能标准要求及试验方法

1）性能要求标准。GB/T 15370《农业拖拉机通用技术条件》对农业拖拉机的液压输出性能提出了具体要求：对具有液压输出功能的拖拉机，其最大液压输出功率与发动机标定功率之比应不小于12%。推广鉴定大纲DG/T 001-2019《农业轮式和履带拖拉机》引用了该指标，同时对拖拉机提出了配置要求，明确300马力及以上的拖拉机应具备牵引、液压输出等作业功能，液压输出组数不少于4组。

2）试验方法标准。我国拖拉机试验检测标准基本上都是等同采用ISO系列相关标准，也就是参考国外的相关试验方法。我国的拖拉机液压输出系统性能试验方法标准等同采用了ISO 789-10：1996标准，发布了GB/T 3871.18-2006《农业拖拉机 试验规程 第18部分：拖拉机与机具接口处液压功率》，拖拉机相关的通用技术条件标准、推广鉴定大纲等均是采用该标准试验方法。试验项目包括有效液压压力、峰值压力、最大有效液压功率试验等。

拖拉机液压输出系统检测装备主要是用于拖拉机的研发试验、生产中下线检验以及推广鉴定的试验检测。基于相关标准，研发机构和企业开发了相应的拖拉机液压输出系统性能检测装备，能够满足试验标准要求的单路或两路液压输出系统性能试验需求。但拖拉机试验检测技术及拖拉机液压输出系统性能检测装备技术还存在以下问题：

2.1 拖拉机试验检测装备有待更新优化

我国是拖拉机生产大国，拥有拖拉机生产企业200余家，但是长期以来对拖拉机的试验检测重视程度不够，尤其是在拖拉机设计研发阶段，多数企业是照搬模仿大企业技术及产品，对下线检验不够重视，研发投入不多。目前，开展拖拉机试验检测的主要是试验鉴定机构，相关的试验检测也是服务于拖拉机的推广鉴定，全国现有30余家鉴定机构，拖拉机试验检测装备市场需求较小。目前专业的农机检验检测装备生产单位仅有洛阳西苑车辆与动力检验所有限公司、烟台海晨科技有限公司、淄博科创电子有限公司等几家，其中还有一些单位是在生产汽车或其他车辆检验检测装备的基础上拓展生产农机检验检测装备的。因为需求较少，产品更新优化较慢，导致现在的试验检测装备整体技术水平有待提升。

2.2 液压输出系统性能检测设备功能单一

通过数据库检索发现，目前仅有洛阳西苑车辆与动力检验所有限公司2010年开发了一套拖拉机多路液压输出功率试验台[2-3]。近年来，相关的企业、鉴定机构均是采用该装备或类似的装备进行试验检测。该装备试验稳定性较好，具有试验过程监控及试验记录等功能，基本能满足单组或两组液压输出系统的试验需求。但该类装备试验功能单一，多组液压输出系统试验难度较大，不能满足信息化试验检测需求，与国外先进技术仍有一定差距[4]。总体来看，关于拖拉机液压输出系统性能检测装备的研究不多，现有装备技术相对落后，急需更新优化。

3.1 应能满足多路液压输出系统的试验检测

目前，大马力拖拉机普遍配置3组及以上的液压输出系统，传统的单组或2组液压输出系统性能检测装备已不能满足多组液压输出系统性能检测需求，也不能满足拖拉机液压输出系统的研发试验需求。因此，新型检测装备应既能实现对单组油路输出的独立试验，还能实现对多组油路同时输出的整体试验，方便对液压输出系统进行全面的性能分析。

3.2 应能实现对试验过程的智能操控

检测装备应配置信息化操控系统，具备智能化的人机交互界面，可实现多参数显示以及关键数据的曲线显示。同时，操控界面应能满足对试验过程的全面控制，具备自动测量功能，能够自动按照试验程序控制试验过程，记录关键工况点数据，并自动生成检测报告，以提高试验检测工作效率。

3.3 应能服务于产品的设计研发

检测系统的开发不仅要满足基于试验标准完成相关的试验检测需求，还应该能够服务于产品设计研发的试验验证或数据分析。具体来说，应能实现关键参数信息的实时高频采集并存储，并具备数据分析功能。同时，系统应具备一定的开放性与灵活性，可设计不同的试验程序，满足非常规试验需求。

总体来看，我国拖拉机液压输出系统技术水平相较国外先进产品还有一定的差距，尤其是在自动控制方面。现有的液压输出系统性能检测装备基本上能够满足1组或2组油路的检测，还不能满足3组及以上油路的整体检测，且检测装备自动化水平不高，不能实现试验过程的自动控制及关键数据的自动记录。随着拖拉机液压输出系统输出组数的增加及自动化控制技术的发展，相关机构应加快新型检测装备的研发速度。新型检测装备应能满足多路液压输出系统的试验检测，可实现试验过程的智能操控。同时，要完善试验功能，能够服务于拖拉机企业产品的设计研发需要，助力拖拉机技术水平的提升。