2.2. Автоматизация вождения самоходных зерноуборочных комбайнов

Автоматизация вождения комбайна на рабочем гоне обеспечивает повышение производительности комбайна при прямом комбайнировании не менее чем на 6 % при одновременном значительном снижении утомляемости комбайнера, у которого до 80 % рабочего времени затрачивается на процесс управления (вождения).

На рис. 2.7 показана схема электронно-гидравлической САВ самоходного зерноуборочного комбайна при прямом комбайнировании и скашивании хлебов в валки. Электрический сигнал от пьезочувствительного элемента 8 (рис. 2.7, а) положения бровки нескошенного хлеба поступает в электронный управляющий блок 6, где суммируется с электрическим сигналом от устройства 4 обратной связи по положению направляющих колес комбайна. По сигналам от устройств 4 и 8 формируется сигнал управления на электрогидравлический распределитель 1, управляющий силовым гидроцилиндром 5 поворота направляющих колес. Выход распределителя 1 включен параллельно выходу распределителя 2 ручного управления комбайном. Распределитель 2 включен через электрогидравлический кран 3 переключения режимов вождения, управляемый от общей цепи питания системы, которая включается тумблером 7.

Рис. 2.7. Схемы САВ зерноуборочного комбайна:

а – функциональная; б – структурная

САВ работает по принципу сведения к нулю ошибки вождения, которая измеряется чувствительным элементом 4 бровки нескошенного хлеба. При отклонении комбайна от бровки управляющий блок 6 по сигналу от устройства 8 обеспечивает поворот направляющих колес комбайна в соответствующую сторону для возвращения комбайна к бровке.

Структурная схема системы показана на рис. 2.7, б, где приняты следующие обозначения: 1 – чувствительный элемент бровки нескошенного хлеба, 2 – фильтр, 3 – электронный усилитель, 4 –электрогидравлический распределитель, 5 – гидроцилиндр поворота управляемых колес, 6 – комбайн, 7 – датчик обратной связи, х₀ – задающее воздействие сигнала от бровки нескошенного хлеба, у –координата левой крайней точки режущего аппарата жатки,  – ошибка вождения.

2.3. Сав самоходных сельскохозяйственных машин

При уборке урожая на самоходных уборочных машинах примерно 80 % времени механизатор затрачивает на операции, связанные с вождением. Специфика условий проведения сельскохозяйственных работ такова, что при ручном управлении современные энергонасыщенные машины могут быть использованы только на 60–70 %. При этом после первых 3–4 ч работы неизбежно снижается качество выполняемых операций.

САВ самоходных сельскохозяйственных машин позволяют повысить производительность труда на гоне, улучшить качество проведения технологических операций и облегчить труд механизатора.

Созданные в настоящее время САВ построены в основном на методе ориентации с использованием естественных ориентиров поля. Встречаются системы с использованием метода копирования.

На рис. 2.8 приведена принципиальная схема САВ самоходных свеклоуборочных комбайнов. Система осуществляет управление передними колесами машины с требуемой точностью вдоль убираемых рядков. Работа системы построена на гидромеханическом принципе.

Копирующее устройство состоит из трех преобразователей 1 полозкового типа, установленных на параллелограммных подвесках и подвешенных к брусу рамы на поворотных кронштейнах. Для заглубления перьев в почву преобразователь имеет культиваторную лапу, что повышает надежность нащупывания корней. Применение трех преобразователей повышает надежность отслеживания рядков при наличии пропусков корней в рядках. Для усреднения показателей преобразователи соединены поперечной тягой.

Рис. 2.8. Упрощенная принципиальная схема системы автоматического

вождения свеклоуборочных комбайнов:

1 – копир; 2 – рычаг; 3 – гидрораспределитель; 4 – гидроцилиндр;

5 – рулевая трапеция; 6 – гидроцилиндр ручной коррекции

При отклонении преобразователей рычаг 2 передает отклонение на золотниковый гидрораспределитель 3, который подает масло от гидросистемы в одну из полостей гидроцилиндра 4, и шток гидроцилиндра, воздействуя на рулевую трапецию 5, поворачивает колеса в нужном направлении. Положение копиров относительно рамы корректируется при помощи гидроцилиндра ручной коррекции 6.

Структурная схема гидромеханической САВ машин показана на рис. 2.9, где 1 – копир, 2 – гидрораспределитель, 3 – гидроцилиндр, 4 – корнеуборочная машина, 5 – обратная связь.

Рис. 2.9. Структурная схема гидромеханической

САВ комбайна

На рис. 2.10 показана принципиальная схема электрогидравлического автомата вождения самоходного свеклоуборочного комбайна. Принцип его работы аналогичен рассмотренной ранее гидромеханической системе автовождения.

Рис. 2.10. Схема электрогидравлического автомата вождения

самоходного свеклоуборочного комбайна:

1 – копирующий щуп; 2 – рычажная связь; 3 – гидрозолотник;

4 – гидроцилиндр; 5 – контактная головка; 6 – контактный сектор;

7, 8 – контакты, закрепленные на контактной головке;

9 – механизм обратной связи; 11 – электромагниты; 12 – рама машины

Отличительной особенностью автомата является конструкция контактной головки, которая обеспечивает опережение отключения электромагнитного золотника по углу поворота колес. Введение опережающего отключения значительно увеличивает запас устойчивости системы автовождения.

Дальнейшим этапом совершенствования САВ самоходных свеклоуборочных машин явилось создание автомата вождения с использованием электронной техники. Здесь полностью отсутствуют электроконтактные устройства и элементы; осуществлен релейно-импульсный принцип управления, который в сочетании со схемой форсированного включения и отключения электромагнитов гидрораспределителя позволяет получить высокую и достаточно стабильную во времени точность управления положением управляемых колес (0,15–0,30º). В системе используются индуктивно-трансформаторные датчики угла поворота копира и управляемых колес.