骤(2)，通过台架试验获取步骤（1)所确定液力变矩器在i=0和i = 0.5的输入特 性曲线；
[0049] 步骤(3)，通过发动机台架实验得到发动机外有特性图，确定发动机经济油耗区转 速区间(ηι-Π2)，如图3所示，本应用实例中m = 11 SOr/min，Π2 = 1 SOOr/min;
[0050] 步骤(4)，确定特征点A、B、C、D;A点为m与i = 0.5时液力变矩器输入特性曲线的交 点，B为i =0时液力变矩器输入特性曲线与nmax的交点，nmax为发动机最大扭矩点对应的转 速，C为怠速点最大扭矩点，D为i = 0时输入特性曲线与最大牵引力点对应转速的交点；
[0051] 步骤(5)，按照国家标准GBT 10170-2010装载机实验要求，利用本发明所述系统进 行V型作业循环实验，通过分段合并、滤波W及加权平均方法对每种物料的测试数据进行处 理，获得装载机液压累(包括变速油累，转向油累和工作装置油累)的平均消耗扭矩；
[0052] 步骤(6)，根据Ξ点约束条件标定发动机四个特征点外特性，即发动机转速分别为 no, rw，n2，nf四个特征点对应转速下的扭矩值，发动机外特性扭矩等于各特征点扭矩值加 上伊装不同物料时消耗的发动机扭矩W及发动机附件消耗的扭矩，即：
[0053] T = Tj+Tp 皿 p+Ti〇ss(j=A、B、C、D)
[0054] 其中，TiDss为发动机附件消耗的扭矩；
[0055] 步骤(7)，将所述步骤(6)得出的特征点外特性和其他必要特征点在外特性图上依 次连接，即得到对应工况下的发动机外特性曲线。通过标定计算机将发动机外特性曲线写 入ECU,完成标定。
[0056] 所述步骤(5)的处理步骤为：
[0057] 步骤(5-1):在标定计算机上设定A、B、C、D四个特征点的标定转速；
[0058] 步骤(5-2):在每个转速下分别进行石子物料、松散物料、大石块物料和原±物料 等四种常见物料的V型作业循环；
[0059] 步骤(5-3):数据采集系统采集来自发动机转速传感器、工作累扭矩传感器、转向 累扭矩传感器和变速箱扭矩传感器的数据信号，并传递给数据处理系统；
[0060] 步骤(5-4):数据处理系统对采集到的数据信号分别进行数字滤波处理，从而抑制 引入过程的干扰，最后将处理之后的信号传递给标定计算机；
[0061] 步骤(5-5):经数据处理系统处理后的转速信号作为当前转速反馈信号传递给计 算机，用W标定计算机确定是否需要对当前转速进行调节;标定计算机将数据系统传递处 理后的工作累扭矩数据、转向累扭矩数据和变速箱扭矩数据根据当前发动机转速进行分类 储存。
[0062] 所述步骤(2)中，由伊装过程分析知，伊装过程占整个循环过程的1/3,所W循环作 业过程主要还是牵引过程。伊装过程中，车速较低，变矩器变速比基本工作在i<〇.5的状 态，所W匹配过程中选择i = 0.5时液力变矩器输入特性曲线。
[0063] 所述步骤(5)中，如果使用机械累，液压系统消耗的扭矩可W由下述公式求得
[0064]
[0065] 式中化:第k种物料消耗的发动机转矩，N · m;ak:第k种常见物料作业比例（常见物 料分别为:k=l，石子物料;k = 2,松散物料;k = 3,大石块物料;4 = 4，原±物料，且
);Tpump:4种作业物料加权平均转矩，N · m。
[0066] 所述步骤(6)中，发动机其他外特性点扭矩根据运行特点进行标定。
[0067] 所述步骤(6)中，使用该系统和方法标定的装载机具有多模式工作转换设置，外特 性曲线标定时可W根据伊装不同物料独立自动化确定。
[0068] 伊装碎石子和松散物料扭矩相接近，可W标定为一条外特性，伊装大石块为一条， 伊装原±为一条。
[0069] 据此设定装载机四中工作转换模式，分别为混合模式，石子松散物料模式，大石块 模式和原±模式。驾驶员驾驶装载机时，可W根据工作物料不同自主选择工作模式，具有更 好的工况适应性，发动机也会具有更好的动力性和经济性。
[0070] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围W内。
【主权项】
1. 一种装载机用电控柴油机外特性标定系统，其特征是，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累和工作累通 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。2. 如权利要求1所述一种装载机用电控柴油机外特性标定系统，其特征是，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，所述工作累和转向累的转动轴上分别 装有的工作累扭矩传感器和转向累扭矩传感器;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。3. 采用权利要求1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，其特征 是，包括W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(m-m); 步骤(4)，确定发动机的转速分别为no，nmax，Π 2，nf时的四个特征点A、B、C、D对应转速下 的扭矩值;η日为发动机怠速，m~m为发动机经济油耗转速区间的边界，nmax为发动机最大扭 矩点对应的转速，nf为发动机与液力变矩器共同工作转速； 步骤(5)，利用所述标定系统进行V型作业循环实验，确定循环中装载机液压累的平均 消耗扭矩； 步骤(6 )，根据Ξ点约束条件标定发动机外特性。 步骤(7)，通过标定计算机将发动机外特性曲线写入ECU,完成标定。4. 如权利要求3所述的标定方法，其特征是，所述步骤(1)的具体方法为，发动机外特性 转矩扣除液压系统的最小扭矩，得到净转矩特性曲线，外特性曲线与调速特性的交点就是 全功率匹配额定工作点，在液力变矩器原始特性拟合曲线中找出最高效率点，过全功率匹 配额定工作点做液力变矩器的负荷抛物线，求得液力变矩器的有效直径，确定液力变矩器。5. 如权利要求3所述的标定方法，其特征是，所述步骤(4)中，发动机外特性扭矩等于 各特征点扭矩值加上伊装不同物料时消耗的发动机扭矩W及发动机附件消耗的扭矩。6. 如权利要求3所述的标定方法，其特征是，所述步骤五中的装载机液压累包括变速油 累，转向油累和工作装置油累。7. 如权利要求3所述的标定方法，其特征是，所述步骤巧)的具体步骤为： 步骤巧-1):在标定计算机上设定A、B、C、D四个特征点的标定转速； 步骤(5-2):在每个转速下分别进行石子物料、松散物料、大石块物料和原±物料四种 常见物料的V型作业循环； 步骤巧-3):数据采集系统采集来自传感器组的数据信号，并传递给数据处理系统； 步骤(5-4):数据处理系统对采集到的数据信号分别进行数字滤波处理，从而抑制引入 过程的干扰，最后将处理之后的信号传递给标定计算机； 步骤(5-5):经数据处理系统处理后的转速信号作为当前转速反馈信号传递给计算机， 用W标定计算机确定是否需要对当前转速进行调节。8. 如权利要求7所述的标定方法，其特征是，标定计算机将数据系统传递处理后的工作 累扭矩数据、转向累扭矩数据和变速箱扭矩数据根据当前发动机转速进行分类储存。9. 如权利要求3所述的标定方法，其特征是，所述步骤(5)中，如果使用机械累时，液压 系统消耗的扭矩由公式求得，式中Tk:第k种物料消耗的发动机转矩，N . m; Qk:第k种常见物料作业比例(常见物料分别为:k=l，石子物料;k = 2,松散物料;k = 3,大石 块物料;4 = 4，原±物料，丑4种作业物料加权平均转矩，N · m。10. 如权利要求9所述的标定方法，其特征是，所述步骤(6)中，Ξ点约束条件为：（1 )D点 输出的扭矩满足最大牵引力的要求；（2)部分功率匹配时，i = 0的匹配点不能越过发动机最 大扭矩点；（3)怠速扭矩储备满足要求； 伊装碎石子和松散物料扭矩相接近，标定为一条外特性曲线，伊装大石块为一条外特 性曲线，伊装原±为一条外特性曲线；据此设定装载机四种工作转换模式，分别为混合模 式，石子松散物料模式，大石块模式和原±模式；驾驶员驾驶装载机时，根据工作物料不同 自主选择工作模式。
【专利摘要】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。
【IPC分类】F02D45/00
【公开号】CN105697179
【申请号】CN201610195249
【发明人】张强, 韩奎超, 李培新, 李孟涵
【申请人】山东大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月31日