悬挂农具对电液悬挂系统拖拉机振动的影响

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1、第31卷第7期农业工程学报Vol.31No.7242015年4月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringApr.2015悬挂农具对电液悬挂系统拖拉机振动的影响※承鉴，迟瑞娟，毛恩荣（中国农业大学工学院，北京100083）摘要：悬挂农具设备的拖拉机在行驶过程中的振动会加剧，有时甚至产生很大的俯仰运动。为了研究悬挂农具的存在对拖拉机振动特性的影响，该文在对拖拉机进行运动学和动力学分析的同时，首次详细分析了悬挂机构的运动及受力情况，从而建立了带有悬挂农具的大功率拖拉机整机振动数学模型；用Matlab仿真了拖拉机受到条形水泥障碍

2、激励时的振动情况。研究表明：农具的存在使拖拉机前轮动载系数由0.26增大到0.55；空载拖拉机垂直振动频率为3Hz，带农具的拖拉机垂直振动频率为2.5Hz；农具的存在使得拖拉机的俯仰振动显著增加，频率为4.8Hz；由于悬挂系统的运动与拖拉机机体振动的非线性耦合，一定条件下会表现出频率为10～15Hz的第3振型的振动；农具的振动使得电液悬挂系统下拉杆铰接点处的力发生相应变化，其垂直分量的大小与农具质心垂直加速度之间存在较好的线性关系。仿真结果与试验结果相吻合，验证了所建数学模型的正确性。所得到的上述结论为拖拉机主动减振控制提供了理论依据。关键词：拖拉机；振动；悬挂；机构；数学模型；仿真；振型d

3、oi：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.07.004中图分类号：S219.032.4；O32文献标志码：A文章编号：1002-6819(2015)-07-0024-09承鉴，迟瑞娟，毛恩荣.悬挂农具对电液悬挂系统拖拉机振动的影响[J].农业工程学报，2015，31(7)：24－32.ChengJian,ChiRuijuan,MaoEnrong.Influenceofhangingfarmimplementonvibrationoftractorwithelectro-hydraulichitchsystem[J].TransactionsoftheChineseSo

4、cietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2015,31(7):24－32.(inChinesewithEnglishabstract)福田雷沃TG-1254型拖拉机为对象，除了考虑拖拉机机0引言身外，首次详细分析了悬挂机构的运动和受力情况，从拖拉机在不平的道路上行驶会产生有害的振动。近[4]而建立整机振动数学模型，通过Matlab对其进行仿真，年来，随着大功率拖拉机的平均车速日益增加，拖拉机分析了农具的存在对整车振动特性产生的影响，并与试在不平路面上行驶时的振动问题也日益突出，已经成为验结果进行对比验证，以期为拖拉机电液悬挂

5、系统的减发展大功率拖拉机的瓶颈。早在20世纪60年代，就已振控制系统的设计提供了必要的理论依据。经有学者开始研究拖拉机的振动问题，但是至今为止，[1]1液压悬挂机构工作原理这些研究多针对于拖拉机空载的情况，考虑悬挂农具影响的研究很少，而且也做了大量的简化。朱思洪等将农本文采用的悬挂农具为东方红1LH-535五铧犁，采用具与拖拉机体的连接简化为刚性连接，建立了拖拉机-农的后悬挂机构为“三点悬挂”，由2根下拉杆和一根上拉具系统数学模型，研究了农具质量对拖拉机振动特性的杆组成。上拉杆和2根下拉杆相互不平行，假设2根下拉影响，研究结果表明，前轮动载系数随悬挂农具质量的杆处于同一平面内。拖拉机的牵引力

6、主要由2根下拉杆来[2]增大而增大，严重影响拖拉机的行驶安全性。王智慧在传递，上拉杆主要用来调节农具在纵向平面内的俯仰，其ADAMS/View模块中建立了拖拉机的车身、前后轴、轮长度可调。农具的升降由悬挂杆件来实现。提升液压缸通[3-5]胎、悬挂系统、农具等系统，形成了一个简化的拖拉机过提升臂和提升杆使下拉杆运动，从而使农具实现升降。[3]实体模型，并对减振控制策略进行了仿真研究。2数学模型的建立实际应用中，大功率拖拉机大多要通过液压悬挂系统悬挂农具进行工作。在运输过程中，农具被提升至最2.1运动学分析高点。由于悬挂农具的存在，拖拉机振动特性相比于空2.1.1拖拉机运动学分析载时会发生显著的

7、变化。本文以研究悬挂农具对运输状拖拉机的运动简化平面运动，选取拖拉机后驱动轮态下的大功率拖拉机的整车振动特性的影响为目的，以的轴心O为基点，则拖拉机各点的运动可分解为随同基点O的平移和绕基点O的转动。以O点为坐标原点，建收稿日期：2015-01-11修订日期：2015-03-19立一个平移参考系，如图1所示。由刚体平面运动的知基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（20130008110042）；识