АГРОБИО ТЕХНИКА - растениевъдство, животновъдство, биоенергетикагодина VII, брой 3, 2019

Хидравлични системи

Част 2: Съвременни тенденции и разработки

Хидравлични системи

Разработени са съвременни високопроизводителни хидравлични системи, които чрез увеличаване на работното налягане и разхода на флуидния поток, се създава възможност селскостопанската машина да извършва едновременно няколко работни операции за безстепенно регулиране на скоростта на работните органи. Все по широко приложение намира електронната система за пропорционално управление.
В този брой на списание АгроБио Техника публикуваме втората част на статията. В първата част се спряхме на видовете хидравлично задвижване на селскостопанските машини, за хидравличните системи на тракторните прикачни устройства и за хидравличните системи на машините за прибиране. Сега отправяме поглед към съвременните технически тенденции и към новите конструкторски разработки на водещи производители.


Един от най-ефективните начини за увеличаване на производителността на селскостопанските машини и агрегати е свързан с увеличението на работната им скорост. В практиката това може да се постигне чрез използване на енергийни устройства с повишена мощност и с подобрени конструкции. Направените в последно време анализи на схемите и конструкциите на съвременните селскостопански машините показва, че понастоящем наличните енергийни средства в тях им позволяват да увеличат скоростта и производителността си от 1,3 до 2 пъти.

В селскостопанските машини, работата с механично задвижване на работните органи с възвратно-постъпателно и вибрационно движение, е причина за недостатъчно използване на техническите възможности. Това се дължи на факта, че механичното задвижване не отговаря напълно на основните функционални и технологични изисквания, предявявани към задвижванията на такива видове работни органи при високи скорости. Селскостопанските машини, особено машините за прибиране на реколтата, са сложна мобилна динамична система и включват много работни органи с въртеливо, възвратно-постъпателно, вибрационно непрекъснато действие, които извършват различни технологични операции в определена последователност. За експлоатацията на работните органи с непрекъснато действие чрез хидравлични задвижващи механизми, е необходимо да се създадат хидравлични системи за високомощни трактори. Сега съществуващите хидравлични системи осигуряват нормален режим само за нискоефективни работни органи с епизодично въздействие - управление на прикачни системи на трактори, издадени цилиндри на машини и други подобни.

Съвременните тенденции за усъвършенстване на селскостопанските хидравлични машини са насочени към повишаване на тяхната производителност и мощност. Същевременно с това се цели намаляване на потреблението на енергия, както и подобряване на динамичните характеристики на работните органи и машини. Трябва да се отбележи също така, че работата на хидравличното задвижване на селскостопанските машини значително се различава от работата на хидравличните машини в други области на индустриалната дейност и не винаги принципите, възприети в индустрията за подходящи за използване от фермерите.

Селскостопанските машини работят в непрекъснато променящи се условия в зависимост от природните условия и състоянието на отглежданите култури. Те са подложени на постоянно вариращи режими на натоварване от случайни - хидростатични трансмисии на комбайни, до периодично ударни. Например, хидравлично оборудваните селскостопански товарачи обикновено работят с товари от различни тегла, което съответно води до различни режими на натоварване на хидравличното задвижване. В резултат на това, проблемът с въвеждането на еластично-гасящи елементи на удари и вибрации в хидравличното задвижване на селскостопанските машини остава неотложен, поради липсата на сравнително прости и надеждни конструкции на еластично-гасящите елементи и комплексен подход към решаването на този проблем.

Перспективите за развитието на хидравличните системи в селското стопанство са в рамките на двете основни тенденции, които се наблюдават днес в селските райони. Тези тенденции са подобряване на ефективността и производителността на комбайните, както и въвеждането на системи за прецизно земеделие. Това се съчетава с изискванията на системата за управление и хидравличната система на селскостопанската машина като цяло. Независимо от вида на селскостопанската техника, производителите все повече обръщат внимание на ефективността на управлението, което означава точност на операциите, поддържане на зададените параметри и максимален комфорт на водача при работа. Тези изисквания напълно съответстват на най-новите разработки, които съчетават електронна система за управление и софтуер. В нея са свързани HFX-контролери, фамилия дисплеи-VFX и програми за точно управление на мобилната техника. Заслужава да се отбележи също така и постепенния преход от нерегулираните зъбни помпи към променливи аксиално-бутални помпи, което позволява да се намали разхода на гориво в селскостопанските машини.

Нови конструкторски разработки на водещи производители
Производството на хидравлични системи и компоненти за мобилна техника в съвременния свят представлява цяла индустрия. Редица от водещите производители работят на този пазар в продължение на много десетилетия. Ще се опитаме, като заключение на двете статии, които списание АгроБио Техника посвети на хидравличните решения, да представим някои интересни примери от водещи световни производители.

Интересни са високотехнологичните инженерните решения по приложение на хидравличните системи в селскостопанските машини са комбайните за захарно цвекло, оборудвани с техниката на компанията Eaton. При тези машини всички функции се извършват от хидравлични системи и се управляват от многофункционални джойстици от удобната кабина на водача. Изваждането на кореноплода, почистването му от листата, събирането на купчина или в машината се извършва автоматично от комбайна за цвекло. Управлението на мощността е основната задача на технологията на Eaton. Интегрираната система за управление на транспортното средство Pro FX осигурява точността, необходима за максимално увеличаване на мощността за прибиране на цвеклото, спирането, кормилното управление, косенето, почистването и разтоварването. За целта е осигурена и опция за интеграция в съвременни системи за точно земеделие и работа по GPS сигнализация. Нововъведения на компанията са серията аксиално-бутални помпи, предназначени за селскостопанската техника. В тези помпи е намалено количеството на детайлите с 20%. Предвид повишените изисквания към надеждността на хидравличната система и плътността на оформлението при създаването на нова машина, тези помпи са идеалното решение благодарение на малкия размер и съвременната конструкция. Друго новъведение на компанията са шумопоглъщащите хидравлични маркучи създадени по специалната технология NVH. Благодарение на тях водачът на машината независимо от външните условия може да работи в комфортна и тиха кабина.

Добре познатата у нас компания Bosch Rexroth предлага ново поколение на хидравлична трансмисия за ходовата част на мобилните машини Hydrotrac GFT 8000. Комбинация от двустепенен или тристепенен редуктор и аксиално-бутален двигател с наклонен блок дава възможност за внедряване на компактно предавателно устройство, което позволява да се намалят размерите на колесните или верижните машини. В новата серия от редуктори GFT на спирачната система Rexroth, е реализирана възможност за интеграция с аксиално-буталния мотор тип A6VE серия 71, с цел повишаване на мощността един възел. Увеличаването на мощността се постига благодарение на по-високия работен обем на двигателите A6VE/71. Въртящият момент на новата серия редуктори е увеличен с 10% в сравнение с предишната версия. Увеличена е също и тяхната мощност при запазване на габаритните размери.

Оптимизирането на производствените процеси на новата серия редуктори е дало възможност за създаването на прост и функционален размерен ред, включващ 9 стандартни размера с момент на сила от 10000 до 130000Nm. За всеки редуктор е възможно да се избере предавателно отношение от предложения диапазон. Моделите 8120, 8130 и 8150 могат по избор да бъдат оборудвани със система от динамични дискови спирачки за скорости над 50km/h. Разположението на спирачната система в редуктора я защитава от замърсяване и от отрицателното въздействие на околната среда. Това позволява да се удължи експлоатационният срок на спирачните дискове и да се увеличи времевият интервал на сервизно обслужване.

Спирачната система Rexroth е с 75% по-лека от обикновените дискови спирачки. Предвидена е функция на механично разединяване на вала на хидравличния двигател от водещото зъбно колело на редуктора при теглене на машината. Други нововъведения на компанията са новият цветен чувствителен на допир сензорен дисплей - BODAS DI4 и новата серия сензори за налягане -PR4. В сравнение с предишните модели, тези сензори се отличават с най-компактни размери на корпуса сред аналозите, висока точност при измерване на параметрите на налягането на работната течност и влагоустойчив корпус, направен в съответствие със стандартите IP67 и IP69K. В допълнение, сензорите PR4 имат ниска цена и отлично качество на изработка. Новото поколение сензорен дисплей BODAS DI4 се характеризира с висока разделителна способност. Благодарение на свободно конфигурируемия интерфейс, дисплеят може ефективно да се използва за минитоварачи в селското стопанство. Той значително повишава ергономичността на работното място на водача.

Датската компания Danfoss от своя страна предлага нови мобилни устройства със сензорен екран с голям размер DP730 и DP570 на базата на платформата PLUS+1™. Те осигуряват по-добро управление на двигателя и другите компоненти на техниката, което прави машината по-функционална, ефективна и надеждна. Високото ниво на конфигуриране и удобството на управление са постигнати благодарение на модулната елементарна база и простата система за програмиране PLUS+1GUIDE.

Устройството DP570 на Danfoss се препоръчва за малки приложения при управление с бутони. DP730 е ново допълнение към серията DP7xx и се предлага в три различни варианта за използване, както в кабината, така и на открито пространство. Снабдено е с 178-милиметров екран, който е водозащитен и предоставя реагира на допир на пръсти в ръкавици. Работният температурен диапазон на устройството е от -30 до +60 градуса. DP570 се предлага като продукт с подобна надеждност, но е по-подходящ за работа в кабината като панел за управление на машини от средната класа, включително складова и селскостопанска техника, както и за специални превозни средства. DP570 е оборудван с 145-милиметров екран с висока разделителна способност. Минималната му зададена работна температура е -20 градуса. Друг иновативен продукт на компанията Danfoss е реверсивната бутална помпа. Тя е предназначена за системи с отворен контур, които могат да променят посоката на потока на хидравличната течност без използване на външни клапани. Компактната помпа се предлага за избор от 2 варианта с производителност 38 или 45cm3/r. Сензор за скорост осигурява по-точно управление, като 24-волтов клапан разширява възможностите за инсталиране на допълнителни компоненти. RDM е добро допълнение към редица аксиално-бутални помпи Danfoss от серия 45, микроконтролери PLUS+1 и мобилни дисплеи DP700 PLUS+1. Препоръчва се да се използва RDM за задвижване на вентилаторите на охладителните системи на селскостопанската техника.

Немската фирма Hawe Hydraulik предлага нова аксиално-бутална помпа-V40M-028. Последната е с производителност от 28cm3 и се препоръчва за хидравличното задвижване на охладителните системи на машините и оборудването. Тя е проектирана за максимално работно налягане от 35МРа и може да издържи върховите натоварвания до 38МРа. Електрическият пропорционален регулатор на налягането P1R1 непрекъснато променя производителността на охлаждащия вентилатор в съответствие с температурата на двигателя, което спомага за поддържане на екологичните норми в съответствие с изискванията на стандартите на Tier 4 final и Euro 6. Допълнителни предимства могат да се получат при комбинирано използване на тази помпа с различни клапани Hawe. Важно е да се отбележи, че в зависимост от наличието на свободно пространство и необходимостта от охлаждане, вентилаторите могат да бъдат инсталирани паралелно и независимо един от друг.