[发明专利]电控发动机及其节能方法、节能装置和工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种电控发动机及其节能方法、节能装置和工程机械。

背景技术

随着全球经济的发展，工程机械得到了空前发展，其中，液压挖掘机虽能进行大功率、高灵敏度的各种作业，但其能量的总利用率仅20％左右，巨大的能量损失使节能技术成为当前的主要课题。其中，发动机是挖掘机的动力源，随着全球对环保意识的增强，搭载欧Ⅲ、欧Ⅳ电控发动机的越来越多，如何优化改善电控发动机的油耗，将成为今后液压挖掘机控制系统的主流。

目前，传统挖掘机大多采用机械式燃油系统发动机，根据作业工况的不同，将系统分为重载（H）和轻载（L）两种工作模式。在传统的重载（H）、轻载（L）模式下，发动机万有特性曲线一定，机械式燃油系统发动机无法设定多条万有特性曲线，不可能让重载（H）、轻载（L）都工作在发动机的最佳油耗区。

另外，现有的电控发动机以发动机转速和负荷作为反映发动机实际工况的基本信号，参照由试验得出的发动机各工况相对应的喷油量和喷油定时脉谱图来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时或点火定时，然后通过执行器进行控制输出。虽然，现有的电控发动机的节能方案可实现挖掘机节能，但存在以下问题：

如图1所示，虽然有的节能方案根据负荷改变了发动机的外特性曲线，也就是说，对发动机的最大输出功率进行简单的限制，但对发动机的万有特性曲线中的比油耗曲线并没有进行相应标定，即要在降低发动机功率时，实现降低油耗。另外，最佳油耗区往往靠近轻载（L）模式，重载（H）高负载时，功率高，对应油耗也无法改善，因此不能两者同时兼顾，所以节油效果有限。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种电控发动机及其节能方法、节能装置和工程机械，能够针对不同负荷的工况调节对应的最佳油耗区，从而达到节能目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种电控发动机的节能方法，该方法包括：

根据工程机械的实际作业工况，获取电控发动机的输出功率，根据所述输出功率确定电控发动机当前的作业模式，并根据当前的作业模式确定与之对应的万有特性曲线；根据所述万有特性曲线，确定所述电控发动机的最佳转速，并将所述电控发动机的当前实际转速调节为最佳转速，使所述电控发动机在对应当前工况的最佳油耗区域内运行。

进一步地，上述方法中，所述万有特性曲线的获取方式包括：

采集电控发动机不同作业模式下的扭矩及转速；对所述扭矩及转速进行标定，建立转速与扭矩的关系，制作分别与作业模式相对应的电控发动机万有特性曲线。

进一步地，上述方法中，所述作业模式包括：轻载作业模式和重载作业模式；

所述万有特性曲线包括：轻载作业模式万有特性曲线和重载作业模式万有特性曲线；所述轻载作业模式万有特性曲线对应于轻载作业模式；重载作业模式万有特性曲线对应于重载作业模式。

进一步地，上述方法中，所述确定电控发动机当前的作业模式包括：

根据所述电控发动机的输出功率的大小，判断其是否落入轻载作业模式对应的功率范围，若是，则所述电控发动机当前的作业模式为轻载作业模式；否则，电控发动机当前的作业模式为重载作业模式。

可选地，上述方法中，作业模式包括：轻载作业模式、一级重载作业模式、二级重载作业模式、三级重载作业模式；所述万有特性曲线包括：轻载作业模式万有特性曲线、一级重载作业模式万有特性曲线、二级重载作业模式万有特性曲线、及三级重载作业模式万有特性曲线。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明实施例的电控发动机的节能方法通过提取实际负荷工况点，并按照如轻载、重载工况，对应制定电控发动机的万有特性曲线，通过对电控发动机转速和负荷的标定，获取对应工况在最佳油耗区域，并且无需改变外特性曲线，即在同等功率状态下，能够针对负载的高低，对应设置最佳油耗区，从而针对不同负荷的工况，达到有效降低整机能耗的目的。

另一方面，本发明还提供一种电控发动机的节能装置，该节能装置包括：存储器，配置为存储用于确定电控发动机的最佳转速的万有特性曲线；采集仪器，配置为采集所述电控发动机的输出功率；控制器，配置为确定所述输出功率所属的作业模式，并根据所述作业模式选择与所述作业模式对应的万有特性曲线，并通过所述万有特性曲线确定所述电控发动机的最佳转速，并配置为将所述电控发动机的当前实际转速调节为最佳转速。