CN111595594B - 一种拖拉机牵引负荷移动测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拖拉机牵引负荷移动测试系统及方法，涉及拖拉机测试领域，能够利用液压控制机构实现精度较高的测量，稳定性好，测试系统包括分动箱、液压马达、液压控制机构和液压动力源，液压马达连通液压控制机构，液压控制机构连通液压动力源，液压控制机构能够控制液压马达的转动，液压马达的输出端连通分动箱，分动箱用于连通负荷车的行走系，分动箱还能够用于连通负荷车的变速箱。

Description

一种拖拉机牵引负荷移动测试系统及方法

技术领域

本发明涉及拖拉机测试领域，具体的，涉及一种拖拉机牵引负荷移动测试系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

拖拉机牵引测试，基本采用两种方式的负荷车：第一种方法是，采用大质量的工程机械或者拖拉机直接充当负荷车，利用负荷车自身的重量，通过手动或者自动匹配油门和按压刹车踏板的方式进行加载；第二种方法是，采用安装在负荷车底盘上的测功机(通常为电涡流或者交流测功机)的方式进行加载。

综合来看，发明人认为，以上两种方案均具有无法实现全量程精确测量的缺点：第一种方案中，原车的油门和刹车并不是为测试负荷而设计的，因此采用这种方案的缺点在于：①测量精度低；②稳定性不好，受驾驶员人为因素影响较大，无法实现精确测量；第二种方案中，测功机仅作为加载手段，无助推功能或者使用原车动力系统助推，因此采用这种方案的缺点在于：①如果无助推功能，负荷车只能在测试拖拉机牵引负荷车起步后才能进行测量，测量的下限就是负荷车的纯滚动摩擦力，无法实现较小载荷段的测试；②使用原车动力系统助推的，牵引负荷车会处于既加载(制动)又助推的工况(相当于既加油门又踩刹车)，测功机需要克服的不仅有测试拖拉机的牵引力，还有负荷车本身的动力，稳定性很难保证，或者需要较长的时间才能进入稳态，且造成了动力的浪费，测功机的选型上也要选择更大功率的测功机。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种拖拉机牵引负荷移动测试系统及方法，构建了正常行驶和加载测试两个独立的动力系统，互不干涉，互不影响，在正常行驶时，使用原车的动力系统；在加载测试的时候，断开负荷车原车的动力系统，接入使用搭载的液压泵；能够利用液压控制机构实现精度较高的测量，稳定性好。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的技术方案提供了一种拖拉机牵引负荷移动测试系统，包括分动箱、液压马达、液压控制机构和液压动力源，液压马达连通液压控制机构，液压控制机构连通液压动力源，液压控制机构能够控制液压马达的转动，液压马达的输出端连通分动箱，分动箱用于连通负荷车的行走系，分动箱还能够用于连通负荷车的变速箱。

作为进一步的技术方案，所述液压控制机构包括多个单向阀和一个交替阀，多个单向阀连通交替阀形成换向阀；换向阀并联液压动力源。

作为进一步的技术方案，所述液压马达的一个出入口还连通比例溢流阀的一端，比例溢流阀的另一端连通所述液压控制机构。

作为进一步的技术方案，所述液压控制机构包括补油泵、正向驱动液压管路、正向加载液压管路和反向倒车液压管路，正向驱动液压管路、正向加载液压管路和反向倒车液压管路均连通于液压动力源和液压马达之间。

第二方面，本发明的技术方案还提供了一种拖拉机牵引负荷移动测试方法，拖拉机牵引负荷车；在正常行驶时，使用负荷车的动力系统；在加载测试时，断开负荷车原车的动力系统，接入并使用如第一方面所述的一种拖拉机牵引负荷移动测试系统。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

1)本发明中，使用液压控制机构控制液压马达，基于液压控制机构的液压反馈技术可实现无缝切换加载和驱动工况，能够较快进入稳态测试的状态，不仅维持稳定的测试状态，还实现了从小负荷到大负荷的全量程测量，测试范围广，精度高。

2)本发明中，解决了现有方案测试动力系统与行驶动力系统相互耦合和干扰的问题，测试过程负荷车原有的动力系统与本发明中公开的测试系统相互分离，测试稳定性好，效率高。

3)本发明中，同一套液压系统除实现正向牵引测试功能外，还可实现倒车功能，进一步拓宽了使用场景和测试功能。

4)本发明中，依靠液压马达的调节，可以实现较小载荷段的测试。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的系统构成图，

图2是本发明根据一个或多个实施方式的液压原理图。

图中：1、负荷车发动机，2、变速箱，3、分动箱，4、行走系，5、发动机，6、液压马达，61、液压马达第一出入口，62、液压马达第二出入口，7、变量泵，71、变量泵第一出入口，72、变量泵第二出入口，8、变量泵控制器，101、补油泵，102、第一溢流阀，103、第二单向阀，104、第一单向阀，105、第二溢流阀，106、第三溢流阀，107、交替阀，1071、交替阀第一接口，1072、交替阀第二接口，108、背压阀，109、比例溢流阀，1010、第三单向阀。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“连通”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连通，也可以是可拆卸连通，或为一体；可以是机械连通，也可以是电连通，可以是直接连通，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连通，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种拖拉机牵引负荷移动测试系统及方法，构建了正常行驶和加载测试两个独立的动力系统，互不干涉，互不影响。在正常行驶时，使用原车的动力系统；在加载测试的时候，断开负荷车原车的动力系统，接入使用搭载的液压泵。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种拖拉机牵引负荷移动测试系统，包括分动箱3、液压马达6、液压控制机构和液压动力源，液压马达6连通液压控制机构，液压控制机构连通液压动力源，液压控制机构能够控制液压马达6的转动，液压马达6的输出端连通分动箱3，分动箱3用于连通负荷车的行走系，分动箱3还能够用于连通负荷车的变速箱2。

本实施例中的液压动力源包括变量泵7以及连通并驱动变量泵7第二发动机5；变量泵7具有两个出入口。

请参考图2，本实施例中，液压控制机构的作用是实现液压马达6的三种工作状态，三种工作状态分别为正向驱动状态、正向加载状态和反向倒车状态，为了适应这三种状态，本实施例中使用一个交替阀107与两个单向阀组合形成换向阀，用两个单向阀和一个交替阀107并联，并联时两个单向阀位于一个支路，一个交替阀107位于另一个支路，则相当于一个两位三通换向阀的换向回路。单向阀依靠控制流体压力，可以使单向阀反向流通。

具体的，本实施例中的液压控制机构具体包括交替阀107、背压阀108、第三溢流阀106、第二溢流阀105、第二单向阀103、第一单向阀104、第一溢流阀102、补油泵101、第三单向阀1010以及比例溢流阀109，具体连通关系为，本实施例中的交替阀107可以看做为两位三通阀，其顶端的接口连通背压阀108，在管路或是设备容器压力不稳的状态下，背压阀108能保持管路所需压力，使泵能正常输出流量；请参考图2，设定交替阀107的上端接口为第二接口，交替阀107的下端接口为第一接口，设定液压马达6的上端出入口为第二出入口，液压马达6的下端出入口为第一出入口，设定变量泵7的上端出入口为第二出入口，变量泵7的下端出入口为第一出入口，则，变量泵第二出入口72连通第二单向阀103的出口，第二单向阀103的入口连通第一单向阀104的入口，第一单向阀104的出口连通变量泵第一出入口71，第一单向阀104和第二单向阀103之间的管路连通第一溢流阀102的一端，第一溢流阀102另一端连通补油泵101，补油泵101连通液压油箱。

可以理解的是，本实施例中的连通，是通过液压管路进行连通的。

第二溢流阀105的两端分别连通第二单向阀103至变量泵第二出入口72的管路、第一单向阀104至变量泵第一出入口71的管路，也即，第二溢流阀105并联于变量泵7。

同样的，第三溢流阀106的两端分别连通第二溢流阀105至第二单向阀103的管路、第二溢流阀105至第一单向阀104的管路，也即，第二溢流阀105并联于变量泵7。

需要注意的是，第二溢流阀105的安装方向与第一溢流阀102的安装方向相反，以实现的对不同流向的液压油进行控制。

交替阀107的第一接口连通于第三溢流阀106下端与第二溢流阀105之间的管路，交替阀第二接口1072连通于第三溢流阀106上端与第二溢流阀105之间的管路，也即，交替阀107并联于第二溢流阀105、第三溢流阀106以及第一单向阀104、第二单向阀103的组成的单元。

此外，液压马达第一出入口61连通第三单向阀1010的出口，第三单向阀1010的入口连通交替阀第一接口1071至第三溢流阀106的管路，比例溢流阀109并联第三单向阀1010以为液压马达6提供双向通路。

可以理解的是，在正向驱动时，补油泵101从液压油箱吸油，第一溢流阀102限制其最大工作压力，工作在常闭状态，液压油经过第一单向阀104进入变量泵第一出入口71，经过变量泵7的驱动，由变量泵第二出入口72泵出，第三溢流阀106限制其最大工作压力，交替阀107工作在上位，液压油液压马达第二出入口62进入液压马达6，驱动马达旋转从而驱动牵引负荷车前进，速度由变量泵7的流量决定，可以理解的是，变量泵7可以连通控制器8，通过控制器8，控制信号可控制变量泵7的流量，液压油经比例溢流阀109后进入低压区，部分热的液压油经交替阀107、背压阀108和冷却装置后回到液压油箱；可以理解的是，背压阀108连通液压油箱，且背压阀108和液压油箱之间的通路还设有冷却装置。

在正向加载时，随着测试拖拉机的牵引力增大至超过负荷车的滚动摩擦力时，此时液压马达第二出入口62的压力降低，即负荷车已经不再需要液压驱动，此时液压马达6将作为液压泵工况工作，起到制动作用，此时，液压油经补油泵101后，再经过第二单向阀103进入液压马达第二出入口62，可以理解的是，第一单向阀104、第二单向阀103工作流程为哪端压力低，所补充的液压油就从哪端进入整个液压控制机构这一闭式系统，也即第一单向阀104、第二单向阀103均用于进油以平衡液压控制机构内的液压油压力，液压马达第一出入口61流出的液压油经比例溢流阀109后进入低压区，此时通过加载信号调节比例溢流阀109的开度从而调节液压马达6的转速，就可控制后续负荷车对被测拖拉机的匹配速度，从而实现加载的目的。

在反向倒车时，此时由补油泵101驱动的液压油经第二单向阀103进入闭式系统，液压油的流向是经由流量泵第二出入口，经过流量泵的加速，由流量泵第一出入口流出，也即此时流量泵第二出入口为进油口，流量泵第一出入口为出油口，最高工作压力由第二溢流阀105限定，经第三单向阀1010进入液压马达第一出入口61，驱动液压马达6反转，从而实现倒车，此时比例溢流阀109不参与工作，即倒车时不实现加载工作。

由以上三个工作过程，可以得知，本实施例中的液压控制机构，实际上可以分为三个子机构，三个子机构分别命名为正向驱动液压管路、正向加载液压管路和反向倒车液压管路，正向驱动液压管路、正向加载液压管路和反向倒车液压管路的一端均连通于变量泵7，另一端均连通于的液压泵。

可以理解的是，在实现正向驱动的过程中，正向驱动液压管路包括第一单向阀104，第一单向阀104入口连通补油泵101，第一单向阀104出口连通变量泵第一出入口71，变量泵第一出入口71连通液压马达第一出入口61，液压马达第二出入口62连通变量泵第二出入口72。

可以理解的是，在实现正向加载的过程中，正向加载液压管路包括第一单向阀104和第二单向阀103，第一单向阀104入口连通补油泵101，第一单向阀104出口连通变量泵第一出入口71，第二单向阀103入口连通补油泵101，第二单向阀103出口连通于变量泵第二出入口72，变量泵第一出入口71连通液压马达第一出入口61，液压马达第二出入口62连通变量泵第二出入口72；第一单向阀104、第二单向阀103均用于进油以平衡液压控制机构内的液压油压力。

可以理解的是，在实现反向倒车的过程中，反向倒车液压管路包括第二单向阀103和第三单向阀1010，第二单向阀103入口连通补油泵101，第二单向阀103出口连通于液压马达第二出入口62；第三单向阀1010出口连通于液压马达第一出入口61，第三单向阀1010入口连通变量泵第一出入口71。

可以理解的是，本实施例中的交替阀107、背压阀108、第三溢流阀106、第二溢流阀105、第二单向阀103、第一单向阀104、第一溢流阀102、补油泵101、第三单向阀1010以及比例溢流阀109均为电磁阀，可以连接控制器，并由控制器控制。

实施例2

本发明的一种典型的实施方式中，还提供了一种拖拉机牵引负荷移动测试方法，在正常行驶时，使用负荷车原车的动力系统；在加载测试时，断开原车的动力系统，接入使用如实施例1所述的一种拖拉机牵引负荷移动测试系统。

具体的，如图1所示，本实施例中，负荷车包括负荷车发动机1、变速箱2和行走系4，负荷车发动机1输出端连接变速箱2，变速箱2连接分动箱3，分动箱3连接行走系4。

可以理解的是，分动箱3为目前常用的一种的机械装置，其是将发动机5的动力进行分配的装置，可以将动力输出到后轴，或者同时输出到前/后轴，反之，其可以接受两种以上动力源的动力，并传递给行走系4，因此，本实施例中，断开原车的动力系统，接入使用如实施例1所述的一种拖拉机牵引负荷移动测试系统这一操作步骤由分动箱3实现。

对拖拉机进行牵引负荷测试的基本原理是，给予被测拖拉机一定的可以精确控制的载荷，即将负荷车的摩擦力作为负荷施加到测试拖拉机上，负荷车本身的质量是一定的，如果在纯被牵引的工况下，起步后，负荷车处于纯滚动状态，地面对其的摩擦力基本也是一定的(类似挂车)。为获得可控的加载力，本实施例采用液压控制机构对转动的车轮进行加载(类似制动)，负荷车将处于既滚动又滑动的状态，根据滑转率与地面附着系数的曲线，此时地面给予负荷车的摩擦力将大大提高。从而可以测量不同的牵引负荷。

本实施例采用基于变量泵和泵-马达的加载控制系统的闭式系统，无缝切换助推和正向加载，根据反馈信号实施调节输出的功率，实现全量程精确测量。

具体测试时分为二个阶段，第一个阶段是通过液压驱动工况完成小负荷的测量，即被测的对象牵引能力较弱，负荷车即使不进行加载，也无法牵引大质量的负荷车，在这种情况下，负荷车的液压泵将作为动力，帮助测试拖拉机一起推动负荷车，并实施回馈负荷，自动调节输出的动力大小；

第二个阶段是大负荷时，负荷车将自动切换到正向加载，根据控制信号调节输出的加载强度，从而测量相应的牵引载荷。

在无载荷状态下，本发明通过液压泵的反向驱动功能，可以实现负荷车的倒车功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种拖拉机牵引负荷移动测试系统，其特征在于，包括分动箱、液压马达、液压控制机构和液压动力源，液压马达连通液压控制机构，所述液压马达的第一出入口连通比例溢流阀的一端，比例溢流阀的另一端连通所述液压控制机构；液压控制机构连通液压动力源，所述液压动力源包括变量泵；液压控制机构能够控制液压马达的转动，通过液压控制机构的液压反馈技术可实现无缝切换加载和驱动工况；液压马达的输出端连通分动箱，分动箱用于连通负荷车的行走系，分动箱还能够用于连通负荷车的变速箱；

所述液压控制机构包括多个单向阀和一个交替阀，多个单向阀连通交替阀形成换向阀；换向阀并联液压动力源；多个单向阀中包括第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀串联第二单向阀形成换向单元，第一单向阀和第二单向阀方向相反且均朝向补油泵；换向单元并联于所述液压动力源；第一单向阀和第二单向阀之间连通补油泵，补油泵连通液压油箱；

所述液压控制机构包括补油泵、正向驱动液压管路、正向加载液压管路和反向倒车液压管路，正向驱动液压管路、正向加载液压管路和反向倒车液压管路均连通于液压动力源和液压马达之间；

所述正向驱动液压管路包括第一单向阀，第一单向阀入口连通补油泵，第一单向阀出口连通变量泵第一出入口，变量泵第一出入口连通液压马达第一出入口，液压马达第二出入口连通变量泵第二出入口；

所述正向加载液压管路包括第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀入口连通补油泵，第一单向阀出口连通变量泵第一出入口，第二单向阀入口连通补油泵，第二单向阀出口连通于变量泵第二出入口，变量泵第一出入口连通液压马达第一出入口，液压马达第二出入口连通变量泵第二出入口；第一单向阀、第二单向阀均用于进油以平衡液压控制机构内的液压油压力；

所述反向倒车液压管路，包括第二单向阀和第三单向阀，第二单向阀入口连通补油泵，第二单向阀出口连通于液压马达第二出入口；液压马达第二出入口连通变量泵第二出入口，第三单向阀出口连通于液压马达第一出入口，第三单向阀入口连通变量泵第一出入口；第三单向阀与第二单向阀在液压管路中的朝向相同。

2.如权利要求1所述的一种拖拉机牵引负荷移动测试系统，其特征在于，所述液压动力源还包括连通并驱动所述变量泵的发动机；变量泵具有两个出入口。

3.一种拖拉机牵引负荷移动测试方法，其特征在于，拖拉机牵引负荷车；在正常行驶时，使用负荷车的动力系统；在加载测试时，断开负荷车原车的动力系统，接入并使用如权利要求1~2任意一项所述的一种拖拉机牵引负荷移动测试系统。

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