[发明专利]一种装载机用电控柴油机外特性标定系统及方法

说明书

本发明公开了一种装载机用电控柴油机外特性标定系统及方法，包括通过传动轴依次连接的发动机、液力变矩器、变速箱和驱动桥，所述液力变矩器分别与装载机的转向泵和工作泵通过齿轮传动系连接；传感器组将采集得转速和扭矩信号传递给数据采集系统，所述数据采集系统将采集到的参数传输到数据处理系统进行分析，分析结果将传递给标定计算机，标定计算机将标定结果写入发动机电控系统的ECU；在测试进行时，标定计算机通过ECU控制发动机转速，实现测试自动化。从装载机实际工作情况出发，测试铲装不同物料时液压泵实际消耗扭矩的大小，通过调整发动机的参数，标定发动机的外特性曲线，使装载机用柴油机在不同工况下工作在低油耗区。

技术领域

本发明涉及发动机设计领域，尤其涉及一种装载机用电控柴油机外特性标定系统及方法。

背景技术

柴油机的外特性是指保持油门在最大位置，各工况又在最佳调整状态时，发动机的性能指标和特性参数随转速的变化规律。柴油机的外特性曲线规定了柴油机在各个转速下的最大输出功率和扭矩，如果柴油机运行在外特性曲线之外的区域，可能导致发动机超负荷运转，产生黑烟甚至会损坏发动机。柴油机的标定工作都是在发动机试验台架上，使用电力测功机加载负载，针对客户提出的外特性要求进行标定实验。

装载机用发动机与液力变矩器匹配是否合理直接影响装载机的动力性和经济性。目前，装载机用发动机通常采用全功率匹配、部分功率匹配或折衷匹配方案对发动机和液力变矩器进行匹配。全功率匹配是发动机外特性转矩减去变速油泵满载、转向油泵和工作装置油泵空载扭矩，得到净转矩特性曲线。部分功率匹配是发动机外特性转矩减去变速油泵满载、转向油泵空载，工作装置油泵满载扭矩，得到净转矩特性曲线。折衷匹配一般认为匹配点选在在比部分匹配点转速大50r/min左右，小于全功率匹配点转速。但是装载机实际作业工况复杂，液压泵负载变化频繁，工作装置液压系统消耗发动机转矩的实际情况与上述常用3种匹配方式均存在较大差异，发动机不能在不同工况下均运行在或尽量靠近低油耗区，不能保证在各个工况下都较好的动力性和经济性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种装载机用电控柴油机外特性标定系统及方法，从装载机实际工作情况出发，测试铲装不同物料时液压泵实际消耗扭矩的大小，通过调整发动机的参数，标定发动机的外特性曲线，使装载机用柴油机在不同工况下工作在低油耗区。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种装载机用电控柴油机外特性标定系统，包括通过传动轴依次连接的发动机、液力变矩器、变速箱和驱动桥，所述液力变矩器分别与装载机的转向泵和工作泵通过齿轮传动系连接；

传感器组将采集得转速和扭矩信号传递给数据采集系统，所述数据采集系统将采集到的参数传输到数据处理系统进行分析，分析结果将传递给标定计算机，标定计算机将标定结果写入发动机电控系统的ECU；在测试进行时，标定计算机通过ECU控制发动机转速，实现测试自动化。

所述传感器组包括，所述发动机飞轮装有的发动机转速传感器，所述工作泵和转向泵的转动轴上分别装有的工作泵扭矩传感器和转向泵扭矩传感器；所述液力变矩器与变速箱的传动轴上装有的变速箱扭矩传感器。

采用所述一种装载机用电控柴油机外特性标定系统的标定方法，包括以下步骤：

步骤(1)，将发动机与液力变矩器进行全功率匹配，求得液力变矩器的有效直径，确定液力变矩器；

步骤(2)，通过台架试验获取液力变矩器i＝0和i＝0.5时的输入特性曲线，i为变矩器变速比；

步骤(3)，通过发动机台架实验确定发动机经济油耗区转速区间(n₁-n₂)；