(10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2021.10.19)
移动式液压加载型拖拉机动力输出轴试验装置设计
邱韶峰1，张延杰2，吴爱兵3，吴宁1，管春松3
（1.山东省农业机械试验鉴定站，济南市，250100；2.吉林省恒宁测控技术有限公司，长春市，130012；3.农业农村部南京农业机械化研究所，南京市，210014）
摘要：为解决拖拉机现场监督检查或维修后对其性能进行测试的需要，设计一种基于液压加载技术的移动式拖拉机动力输出轴（powertake-off，以下简称PTO）试验装置；该装置采用高压变量柱塞泵作为系统的加载装置，通过调节柱塞泵的斜盘摆角来调节加载装置的最大加载功率，通过调节油泵输出油口的压力来实现所调范围内的加载扭矩调节，具有体积小、便于移动、操作简单可靠、无需外部供电等特点。经现场比对试验验证，该装置的加载特性与现有的电力测功机相比，进入稳态时间快1.87倍，加载控制精度优于固定式PTO，转动惯量及整机重量约为同功率电力测功机的1/6。
关键词：拖拉机测试；移动式PTO；液压测功机；比例溢流阀；加载特性
文章编号：2095-5553 (2021) 10-0132-08
基金项目：“十三五”国家重点研发计划项目 (2016YFD0701003)
根据需求及现有设备特点，按照GB/T3871.3—2006《农业拖拉机 试验规程 第3部分：动力输出轴功率试验》、NY/T2207—2019《轮式拖拉机能效等级评价》规定的试验方法，设计一种基于液压测功机的拖拉机PTO试验装置，该装置采用变量柱塞泵加比例溢流阀的加载方式，实现了加载扭矩（或转速）的闭环PID控制。计算机将扭矩（或转速）传感器的测量值和设定值比较，用两者差值作为控制信号调整比例溢流阀阀口面积，从而实时校正、调整实际扭矩（或转速）使之达到设定值。该装置液压油贮存在一封闭的铝合金散热器内，散热风扇由液压马达驱动，整个系统工作时，无需外部供水、供电和供气，控制系统由系统自带的DC12 V蓄电池驱动。
比对试验的结果表明液压加载型拖拉机PTO动力输出轴功率试验装置能够满足GB/T3871.3-2006《农业拖拉机 试验规程 第3部分：动力输出轴功率试验》中关于最大功率试验、发动机标定转速下的功率试验、全负荷下变速试验、发动机标定转速下与PTO标定转速下最大功率时的变负荷试验项目试验要求；并且可以完成NY/T2207—2019《轮式拖拉机能效等级评价》要求的8工况下的功率试验。
该液压测功机系统的加载特性与电机测功机相比具有响应速度快、稳定状态与设定加载值偏差小的特点，加载性能优于现有的电力测功机，在试验扭矩2 000 N?m测试点，电力测功机从信号发出到实现稳态用时11.8 s，液压测功机用时6.3 s，响应速度是电力加载测功机的1.87倍。
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