为解决甘蔗联合收割机液压系统在时变工况下的载荷匹配和速度稳定性问题,首先通过试验测试甘蔗有倒伏和无倒伏两种典型工况下关键部件中液压马达的工作载荷和转速,运用Ncode软件进行数据处理。试验数据分析表明:甘蔗机械收获的过程中,各工作部件的载荷和转速随时间的变化而变化,在有倒伏工况下载荷最大波动幅度达到13 MPa,转速最大波动幅度达到269 r/min。基于甘蔗联合收割机的载荷特征,选取PVG(Proportional Valve Group)电液比例阀组进行负载匹配,运用AMESim对液压系统的运行特性和节能机理进行研究。仿真结果表明:采用PVG比例阀的负载敏感系统相比较于节流调速系统,在有倒伏情况下马达转速波动幅度可减小到15.38 r/min,无倒伏情况下工作部件的功率消耗最高可降低59.81%。

在甘蔗联合收割机收割过程中,砍蔗刀盘转速与行走速度的匹配关系对砍蔗质量起到重要影响。为此,提出了两种电液比例速度控制方案,实现刀盘转速对甘蔗联合收割机行走速度的跟踪变化。首先通过田间单因素试验获得行走速度与刀盘转速的最优组合;其次通过AMESim对两种速度控制系统进行仿真对比;最后选择较优系统进行验证试验。仿真结果表明:电液比例旁路节流调速系统刀盘转速调整时间及回路效率分别为(1.24 s,82.60%),与电液比例进口节流调速系统(1.49 s,54.11%)相比,其调整时间更快、效率更高,更适用于甘蔗联合收割机刀盘转速对行走速度的跟踪控制。验证试验表明:刀盘转速最大误差为3.51%,甘蔗宿根切口平整,具有较好的控制效果和切割质量。

作业机械中,液压马达与工作部件紧密结合在一起,没有预留轴颈或轴端。为了方便利用无线扭矩测试仪测量液压马达的输出扭矩,提出一种在液压马达与工作部件之间增加一段采用花键联接的扭矩测量轴,通过测量这段过渡轴的扭矩近似代替液压马达输出扭矩的测量方案。基于ADAMS软件对渐开线花键联接传动副进行动力学仿真分析,并在甘蔗联合收割机除杂风机的液压系统上进行了试验验证,结果表明:该测量方案测得的扭矩值与通过测量液压马达工作压差间接计算得到的扭矩值相比,两者相差约为5.1%,该测量方案可应用于液压马达输出扭矩的测量。