农林牧机械液压系统

        联合收割机静压传动装置HST
        自行式农业机械用液压传动和控制不是通常的分立液压元件组合而成的液压系统，而是一种集液压泵、马达和阀于一体的静压传动装置HST(Hydro Static Transmission)。此处介绍的是一种与功率为25kW的联合收割机配套的HST。
        图1所示为联合收割机的典型HST传动示意图。内燃发动机带动HTS的液压泵轴2，马达轴3驱动收割轴4，并通过中间轴5、6传递到刹车轴7、离合器轴8和左车轴9、右车轴10，从而进行车速调节、方向变化、收割高度调整、收割轴升降、水平控制等操作。收割轴4上的带轮拖动收割装置，收割的谷物通过传送带送入脱粒装置中。传送带的速度与收割机的行走速度保持一定的比例。 
                                                                   
                                                                          图8-18联合收割机的HST传动示意图
1-HST; 2-液压泵轴；3-液压马达轴；4-收割轴；5、6-中间轴； 7-刹车轴；8-离合器轴；9-左车轴；10-右车轴
        HTS的液压系统及其工作原理
        1)主系统 HST的液压系统原理图如图2所示，双向变量柱塞泵1与双向定量马达2组成闭式液压回路，液压泵和马达的泄漏油液流入低压回路；系统的补油泵为低压齿轮泵3，通过过滤器4和单向阀5向系统低压侧补油，补油压力由溢流阀6调定，多余油液通过阀6排回油箱7。两个高压溢流阀8起安全阀作用，防止系统过载；系统还设有两个中位阀（带节流的二位二通阀）9和冷却器10。HST装置用一根操纵杆即可分别进行动力转向操作（操纵杆左右动作）和收割高度调节（操纵杆前后动作）。
2)动力转向装置液压系统 图2所示为动力转向装置液压系统原理图，采用定量泵1供油，三位四通手动换向阀2控制，系统还设有溢流阀5和顺序阀6。如果阀2的操纵杆稍许向左拉，阀2向右移动，左离合器液压缸3伸出，左车轴没有动力传递而空转。这时右车轴转动，收割机缓慢转回。如果操纵杆进一步向左拉，顺序阀4动作，液压制动器4制动，左车轴自锁，中心轴转动，收割机快速转回。 
                                                                 
                                                                                         图8-19 HST的液压系统原理图
1-双向变量柱塞泵；2-双向定量马达；3-低压齿轮泵；4-过滤器；5-单向阀 6-补油溢流阀；7-油箱；8-溢流阀；9-中位阀；10-冷却器． 

                                                             
                                                                            图8-20动力转向装置液压
系统原理图
1-定量液压泵；2-三位四通手动换向阀；3-左离合器液压缸； 4-液压制动器；5-溢流阀；6-顺序阀
                3)收割轴升降、机身倾斜和卸料的液压系统 图8-21所示为收割轴升降、机体倾斜和卸料的液压系统原理图，系统的执行器为收割液压缸16、机身倾斜液压缸17和18、卸料装置升降液压缸19。缸16和缸19为单作用缸。系统的油源为定量泵1，最高压力由溢流阀2设定。液压缸的运动采用三位四通电磁换向阀11～14控制。系统工作原理如下。 

        ①收割装置升降。如果阀2（见图4）的操纵杆向后拉（上升方），则换向阀11切换到左位（收割高度上升位置），液压泵1的压力油经单向阀4进入收割缸16，使收割缸的柱塞带动收割装置上升。如果操纵杆向前压（下降方），换向阀15切换到右位（收割高度下降位置），收割缸的油液通过节流阀3流回油箱，收割装置下降。
        ②机身倾斜。通过置于机身左右的两个液压缸17和18的伸缩，可调节机身两侧对地面的相对高度，从而使收割机倾斜。例如换向阀11切换至右位时（供给下流位置），而阀12切换至右位（下降的位置），换向阀13切换至左位（上升的位置），则液压泵1的压力油经阀11分为两路：一路经阀12进入左液压缸17的有杆腔，同时导通液控单向阀8，缸17的活塞杆缩回，其无杆腔的油液经节流阀5和阀8排回油箱；另一路经阀13、液控单向阀9、节流阀6进入右液压缸18的无杆腔，缸18的活塞杆伸出，缸17和缸18的运动结果使机身向左下方倾斜。如果换向阀12和13都切换至左位（上升位置），则机身保持水平而整体上升。这样就可以实现机身左右倾斜和水平上升或下降。 

                           
                                                                     图8-21收割机轴升降、机体倾斜和卸料液压系统原理图
1-定量液压泵；2-溢流阀；3、5、6、7-节流阀；4-单向阀；8、9、10 -液控单向阀； 11、12、13、14-三位四通电磁换向阀；15-=位二通电磁换向阀；16-收割液压缸； 17、18-机身左侧、右侧液压缸；19-卸料装置升降液压缸
③卸料装置升降。卸料装置升降缸的动作原理与上述机身倾斜左或右液压缸的动作原理相同。

          (3)技术特点
          1)采用HST的联合收割机操纵控制方便，用脚踏一根操纵杆即可完成进退换向及平稳的无机变速；可以极低的速度和很小的回转半径行走，直线性好，能够灵活的转弯或进出作业场地；作业效率较高，安全可靠性好。
          2)由于HST将液压泵、马达和阀集成于一体（在一个壳体中平行布置着变量柱塞泵和定量马达的转动组件，在高、低压油路上分别设有高、低压溢流阀，阀体中集成有两个单向阀和两个中位阀），因此重量较轻(功率为25kW的收割机用HST仅重21kg)；便于与各类收割机主机配套；根据不同工况，负载及所收割的谷物茎秆粗细、多少和水分含量等，HST中变量柱塞泵斜盘角度发生变化，流量随之变化，从而能够很方便地实现无级变速和改变输出转矩。
         3)由于缩短了管路，故功率损失较小，效率较高，HST总效率高达80%。
         4) HTS容易实现四轮驱动、动力输出和脉宽调制等操作，还可以增加电子控制等多种装置，接收反馈信号，实现机、电、液一体化控制，强化故障诊断能力，提高收割机的效率、可靠性和操作舒适性。