赵旭，郭占斌

（黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆 163319）

基于C++环境下拖拉机液压故障诊断软件的开发

赵旭1，郭占斌1

（黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆 163319）

拖拉机的液压故障的发生较为复杂，在使用过程中要简单和快捷的检查出来是一个急需解决的难题。为了解决这个问题，本文采用C++语言设计了液压系统故障诊断专家系统。研究表明，该系统是由农机故障现象、农机故障原因、农机故障解决方法和液压元件故障解决方法四部分组成。该系统解决了在非专业液压维修人员帮助下，也能完成液压系统故障的排查、原因分析及对应的解决策略，有效的缩减了拖拉机液压系统故障检修和维修的时间，提升了液压系统的检修效率。

液压系统；故障诊断；C++软件

农业机械化是农业现代化的重要内容之一，也是衡量农业现代化的重要标志。随着工业化、城镇化进程的加快，我国农村劳动力结构和农业生产方式都在发生深刻变革，对农机的需求日益迫切，对农机的要求也越来越高，农业机械化在建设现代农业中的支撑作用也越来越重要[1]。

液压技术是一门既古老又新兴的技术，液压传动具有能输出功率大，能实现无级变速，设计操作简单方便，动作灵活，传递效率高等特点，能够根据实际需要，与发动机、传感器、工作机构等各部件一起使用，发挥出更强的作用[2]。液压系统在拖拉机上的应用越来越多，随之而来，拖拉机液压系统出现的故障也越来越复杂，因此，拖拉机液压系统故障诊断显得十分迫切。目前，在我国北方农垦地区，拖拉机液压系统故障诊断主要还是通过有经验的技术人员进行处理，工作量大，诊断效率低。采用C++语言编制了一款具有针对性的拖拉机液压系统故障诊断软件，可大大提升拖拉机液压系统故障检修的工作效率，提升诊断准确率，使拖拉机液压系统故障诊断更为简单化。

1 故障诊断系统开发的意义

目前，拖拉机液压系统故障诊断常规的处理方法主要为采用人工处理的方法，即专业液压系统维护工程师现场检修。为了缩短检修时间，减轻维护费用，亟需开发一款适合普通操作工人使用，能及时排查液压系统故障、分析原因的故障诊断系统。

1.1 人工处理方法

首先列出拖拉机液压系统的故障种类，用逻辑诊断的方式进行诊断、从而检测出需要检修的液压元件，然后列举出以不同部件作检测对象的液压系统，从而为液压元件的维修提出解决方案。主要还是凭借专业人员的“查、听、看”来进行诊断和维修，而对非专业的人员来说则是非常困难的问题[3]。

1.2 该软件处理方法

该软件使用C++进行程序的编写，将拖拉机液压系统的故障原因及解决方案进行了系统化的整理，并编写成相应软件，使拖拉机液压系统故障诊断简单化，减轻了相关技术人员的工作量，能够及时、准确、高效的对拖拉机液压系统进行诊断，解决了拖拉机液压系统故障多样化的问题。

2 拖拉机液压系统故障分析

为了开发拖拉机液压系统故障诊断软件，首先要将液压系统故障的类型、原因和解决方法进行整理和归类，然后利用C++语言编制故障诊断系统的各个分类模块，最后形成完善的液压系统故障分析系统。因此，根据现场检修和维护情况，拖拉机液压系统故障主要包括农具不能提升、农具提升缓慢、拖拉机转向沉重和拖拉机转向太轻等，对应不同的故障的原因和解决措施作如下分析：

2.1 农具不能提升

故障原因：（1）操作失灵；（2）液压油外漏；（3）液压油内漏；（4）残留油膜黏住而卡在油缸处；（5）工作中突然失灵。

解决方案：（1）检查操纵手柄和滑阀连接处的弹簧是否有弹力；（2）检查油管和密封圈是否有损坏；（3）首先检查各阀与阀孔、阀座是否密封紧密，同时检查是否卡阀。如果卡阀，应及时清洗干净；（4）用酒精或汽油冲洗；（5）立即关闭液压系统，检查连接杆是否折断、分配器或者油缸是否损坏[4]。

2.2 农具提升缓慢

故障原因：（1）空气进入液压系统；（2）系统中部分元件磨损堵塞，使系统发生内部漏油；（3）进油量减小；（4）液压油外漏；（5）液压泵漏油；（6）分配器处漏油；（7）油缸处漏油。

解决方案：（1）检测进油路接头，拧紧各接头的螺丝，其次检测齿轮泵的自锁油封是否漏气，若漏气应及时更换油封；（2）检测液压油是否足够，及时添加液压油；（3）检测滤清器流动是否通畅，主控制阀和调节杠杆之间的距离是否调节妥当；（4）检测管路中或连接处是否漏油；（5）检测齿轮的配合间隙是否过大、轴与轴套之间是否存在磨损，导致液压油从高压腔往低压腔泄漏；（6）检测分配器主控制阀与阀套之间是否有严重磨损，导致高压油往进油道泄漏；（7）检测回油阀是否关闭严紧，导致高压油往回油道泄漏[4-5]。

2.3 拖拉机转向沉重

故障原因：（1）液压系统使用得油不清洁，导致赃物将分流阀的阀芯卡住在“3”口敞开的位置；（2）分流阀的阀芯发生形变，使其在阀套内活动时发生卡滞现象；（3）分流阀的阀套与阀芯发产严重磨损，内泄漏太大。

解决方案：（1）清洁分流阀并使用清洗液压油，或更换新机油；（2）把单路稳定分流阀进行拆卸，使用细研磨膏对阀芯和阀套实施研磨；（3）更换单路稳定分流阀总成[6]。

2.4 拖拉机转向太轻

故障原因：（1）有赃物把分流阀的阀芯卡住在封闭“B”口的位置上，使液压泵排出的油液经“A”口到达转向器的流量加大；（2）阀芯中的节流片脱落，无法按照设计所要求的进行节流，进而提升了去液压转换器的流量。

解决方案：（1）清洁节流阀和油路；（2）维修并固定节流片。

3 拖拉机液压系统故障诊断软件的开发

使用C++进行软件程序的编写，软件流程图，如图1所示，使该软件具有搜索、查询、增加、删除等功能，使拖拉机液压系统故障诊断及解决方法一目了然，提高了液压系统检测工艺的先进性，减轻技术人员维修劳动工作量，进而提高工效。

图1 液压系统故障诊断软件流程图界面Fig.1Fault diagnosis software flow chart interface of hydraulic system

3.1 软件系统组成

液压系统故障诊断专家系统界面见图2，该软件主要由农机故障现象、农机故障原因、农机故障解决方法和液压元件故障解决方法四部分组成。使用时点击选项进入相应界面，可以进行农机具故障的相应索引和查询。如进入“农机故障现象”界面，在“结果”中即可显示出该故障所表现出的现象，还伴随着一系列相关现象的发生，如图3所示。

图2 液压系统故障诊断专家系统界面Fig.2Fault diagnosis expert system’s interface of hydraulic system

3.2 液压系统故障模糊查询

液压系统故障诊断模糊查询界面见图3所示。本模糊查询功能能够快速的索引出农机具的液压系统故障现象，找出故障原因并提出解决方案，该软件采取了模糊查询的方法。输入关键字，即可从数据库中索引出相对应的相关内容。

图3 液压系统故障诊断原因分析界面Fig.3Fault diagnosis cause analysis interface of hydraulic system

图4 液压系统故障诊断模糊查询界面Fig.4Fault diagnosis fuzzy query interface of hydraulic system

3.3 液压故障数据库

操作Navicat for MySQL进行故障数据库的创建[6]，本数据库具有良好的开放性，用户可以根据实际情况，针对新出现的故障问题进行添加，编辑，并对已经完全解决的原有故障问题进行删除，不断完善、更新和优化数据库的内容，如图5所示。

图5 液压系统故障诊断数据库界面Fig 5Fault diagnosis database interface of hydraulic system

4 结论

（1）采用C++程序设计的液压系统故障诊断专家系统主要由农机故障现象、农机故障原因、农机故障解决方法和液压元件故障解决方法四部分组成，该系统有效的解决了传统依靠有经验技术人员现场检测液压系统故障费时费力的现状，通过在线查询，可以迅速发现液压系统可能发生的故障位置、具体原因和解决方法。

（2）设计的液压系统仅需要普通的液压设备操作人员就能完成使用和排除故障，解决了在液压系统发生故障时只能依靠专业液压系统维修人员维护的现状，从而提高了拖拉机液压系统的检修效率。

［1］杨树果，刘丽，刘英会.我国农业机械化发展演变历程与问题分析［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2016，28（3）：148-153.

［2］陈四彬，何兆爱.全液压推土机特点及其发展［J］.工程机械与维修，2005（13）：70-71.

［3］安向东，乔雪涛，安宏伟.液压故障诊断系统的开发［J］.机床与液压，2010，38（18）：96-97.

［4］邹广勇.拖拉机液压系统的故障及简易修理［J］.科技传播，2013（8）：75-76.

［5］刘仁勇，唐文丽.拖拉机液压悬挂系统的调整与故障排除［J］.河北农机，2015（10）：32-34.

［5］迟媛.面向用户的农机液压系统故障诊断专家系统的设计与实现［D］.哈尔滨：东北农业大学，2002.

［6］毕好昌.基于加窗傅里叶级数算法的FIR带通滤波器设计［J］.赤峰学院学报：自然科学版，2014（5上）：94-95.

Development of Fault Diagnosis Software of the Tractor Hydraulic System Based on C++Software

Zhao Xu1，Guo Zhanbin1
（College of Engineering，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

The tractor hydraulic failure was relatively complicated，simply and quickly detected is an urgent need to solve the problem in using the tractor hydraulic system.In order to solve this problem，fault diagnosis expert system of hydraulic system was designed using C++language.Research showed that the system was made up of agricultural machinery fault phenomena，agricultural machinery fault cause，solution of agricultural machinery fault and hydraulic parts fault.This system could accomplish the screening of hydraulic system failure，cause analysis，and the solution of the corresponding strategies under the help of non-professional hydraulic maintenance persons，effectively shorten the time of the tractor hydraulic maintenance，improve the maintenance efficiency of the hydraulic system.

hydraulic system；fault diagnosis；C++software

S232.8+5

A

1002-2090（2017）04-0102-03

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.04.023

投稿日期：2016-05-11

现代化农业农机装备研究与示范（2014BAD0B00）。

赵旭（1992-），女，黑龙江八一农垦大学工程学院2014级硕士研究生。

郭占斌，男，教授，硕士研究生导师，E-mail：329984136@qq.com。