汽车起重机发动机停缸控制系统、汽车起重机及其机组的制作方法

本实用新型涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种汽车起重机发动机停缸控制系统、汽车起重机及其机组。

背景技术：

轮式起重机作为一种常见的工程机械，其在行驶作业和起重作业时均需要驱动装置，其中，行驶作业的驱动装置位于下车上，起重作业的驱动装置位于上车上。目前，轮式起重机的驱动方式分为两种，即为双发动机型驱动装置和单发动机型驱动装置，其中，双发动机型主要应用于100吨及以上起重机，上下车均设置有发动机；单发动机型主要应用于100吨以下起重机。

对于双发型轮式起重机而言，由于行驶作业和起重作业工况分别由一台发动机提供动力，因此可以根据不同功率需求进行匹配发动机。一般而言，上车发动机的排放低于下车发动机的排放，上车发动机额定功率的大小为下车发动机额定功率的50％左右，且上车发动机为非道路排放发动机，目前，轮式起重机上车发动机处于国三排放阶段。

而对于单发型轮式起重机而言，行驶作业和起重作业由同一台发动机提供动力，起重作业工况负荷率约为行驶作业工况负荷率的40％左右，根据发动机万有特性曲线，一定转速下，发动机在低负荷率的工作状态下运行时，燃油消耗率反而会上升。

随着能源紧缺和环境污染问题日益严重，当前国内外对柴油机节能与减排的呼声越来越高。呼之欲出的第六阶段整车油耗限制标准给发动机带来了前所未有的挑战，非道路发动机由国三过渡到国四排放也是必然趋势。因此，一种既能减少有害废气污染物排放，又能减少燃油消耗的技术是各个发动机厂一直在研究的方向，诸如混合动力、米勒循环、高效SCR、温度管理都是解决油耗和排放冲突的重要技术。

停缸技术作为柴油机节油的有效技术之一，早在20世纪初就有应用，但由于机械式燃油喷射需要加装额外装置、可靠性不良等方面原因未得到推广应用。随着石油价格攀升及电喷技术的发展，在电喷控制中使用此技术不需要加装额外装置，其燃油经济性和成本上的优势显现出来，停缸技术率先在乘用车汽油机上使用，其节油效果可达20％。

众所周知，柴油机小负荷的热效率远低于中高负荷的热效率，如果在相同的有效功率输出前提下能提升发动机的负荷率，那么发动机的热效率一定能提高。同时，负荷率的提高也带来排气温度的升高，这对于采用SCR技术的后处理系统来说是至关重要的，温度的提高会提高SCR催化器的转换效率。对于4缸以下的柴油机，停缸技术带来运转不均匀度增加、振动加剧、噪音增大等问题；但对于大功率柴油机，停缸技术所带来的影响有限，特别是在低转速和空载运行时，通过对点火顺序的合理分配，停缸技术在电喷柴油机上能够可靠工作。因此停缸技术能有效改善发动机中小负荷的油耗率，采用停缸技术后，发动机的NOX排放显著降低，SCR催化器的入口温度显著提升，可有效地改善排放。

然而，随着国内外排放要求的快速升级和对整车行驶重量的限制，迫使轮式起重机厂必须采取有效行动，100吨以上轮式起重机如何通过创新取消上车发动机，有效降低整车重量并且节能减排，是未来产品发展的必然趋势。

现有技术中，大吨位轮式起重机的底盘发动机一般为6缸大功率柴油发动机，上车作业时最大功率需求不超过下车发动机额定功率的50％，直接使上、下车共用一个大功率发动机，燃油消耗率较高，客户使用成本较高。如何降低大吨位轮式起重机上、下车共用一个发动机时的燃油消耗率且自动实现发动机工作模式的切换是本领域急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种汽车起重机发动机停缸控制系统，该汽车起重机发动机停缸控制系统能够降低大吨位轮式起重机上、下车共用一个发动机时的燃油消耗率且能够自动实现发动机工作模式的切换。

本实用新型提供一种汽车起重机发动机停缸控制系统，该汽车起重机发动机停缸控制系统包括：

依次连接的信号检测器、主控器和发动机电子控制单元，所述主控器包括上车控制器；其中，

所述信号检测器用于自动检测分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号；

所述主控器用于获取所述信号检测器所检测的所述分动箱下车切换档档位信号和所述分动箱上车取力口开闭信号并判断所述分动箱下车切换档档位信号是否为空挡信号且所述分动箱上车取力口开闭信号是否为开启信号；若所述分动箱下车切换档档位信号为空档信号且所述分动箱上车取力口开闭信号为开启信号，所述主控器还用于通过所述上车控制器向发动机电子控制单元发送执行指令；

所述发动机电子控制单元用于接收所述上车控制器所发送的执行指令并根据所述执行指令执行与所述执行指令对应的操作；其中，所述执行指令为停缸指令。

进一步地，所述信号检测器包括下车信号检测器；其中，

所述下车信号检测器用于自动检测所述分动箱下车切换档档位信号；

所述主控器用于获取所述下车信号检测器所检测的所述分动箱下车切换档档位信号。

进一步地，所述信号检测器包括上车信号检测器；其中，

所述上车信号检测器用于自动检测所述分动箱上车取力口开闭信号；

所述主控器用于获取所述上车信号检测器所检测的所述分动箱上车取力口开闭信号。

进一步地，所述主控器包括获取单元和判断单元，所述信号检测器、所述获取单元、所述判断单元和所述上车控制器依次连接；其中，

所述获取单元用于获取所述信号检测器所检测的所述分动箱下车切换档档位信号和所述分动箱上车取力口开闭信号并向所述判断单元发送所述分动箱下车切换档档位信号和所述分动箱上车取力口开闭信号；

所述判断单元用于接收所述分动箱下车切换档档位信号和所述分动箱上车取力口开闭信号并判断所述分动箱下车切换档档位信号是否为空挡信号且所述分动箱上车取力口开闭信号是否为开启信号；若所述分动箱下车切换档档位信号为空档信号且所述分动箱上车取力口开闭信号为开启信号，所述判断单元还用于通过所述上车控制器向发动机电子控制单元发送执行指令。

进一步地，所述上车信号检测器为传感器。

进一步地，所述上车信号检测器为传感器。

本实用新型提供的汽车起重机发动机停缸控制系统，具体应用时，设定起重机驱动链包括依次连接的发动机、离合器、变速箱、传动轴、分动箱，分动箱具有高低空挡切换机构和上车取力口。

当在下车行驶状态时，分动箱的上车取力口输出功能关闭，动力依次自发动机、离合器、变速箱、传动轴、分动箱、下车传动轴进行动力传递，实现下车行驶功能。

当在上车起重作业状态时，分动箱处于空档状态，分动箱的取力口输出功能开启，动力依次自发动机、离合器、变速箱、传动轴、分动箱、上车取力传动轴进行动力传递，实现起重作业功能。

当上车操作时，通过信号检测器自动检测分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号，通过主控器获取信号检测器所检测的分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号并判断分动箱下车切换档档位信号是否为空挡信号且分动箱上车取力口开闭信号是否为开启信号，若分动箱下车切换档档位信号为空档信号且分动箱上车取力口开闭信号为开启信号，则主控器通过上车控制器向发动机电子控制单元发送执行指令，发动机电子控制单元接收上车控制器所发送的执行指令并根据执行指令执行与执行指令对应的操作，并且，该执行指令为停缸指令。

如此，主控器自动检测到分动箱的高低空挡切换机构处于空挡且分动箱的取力口处于开启状态，则主控器通过上车控制器传输信号给发动机电子控制单元，控制发动机燃油系统停止向一个缸体或者多个缸体喷燃油；当上车控制器断电关闭后，发动机自动恢复到正常工作状态，即非停缸运行模式。

相比于现有技术，本实用新型提供的汽车起重机发动机停缸控制系统具有以下优势：

其一，发动机具备停缸功能，上车作业时功率需求低，发动机停止向部分缸体内喷燃油，即满足上车作业的需求又可实现油耗的降低；

其二，该系统通过系统自动控制实现，无需手动控制对应的发动机处于行驶工况模式或上车作业工况模式，可防止误操作出现，致使在上车工作状态时人为切换至下车模式，以致下车行驶机构误运行。

本实用新型的另一目的在于提供一种汽车起重机，该汽车起重机包括如上所述的汽车起重机发动机停缸控制系统。

进一步地，还包括依次连接的发动机、离合器、变速箱、传动轴、分动箱，以及前桥驱动传动轴、后桥驱动传动轴和上车驱动传动轴；其中，

所述分动箱具有高低空挡切换机构和上车取力口，所述高低空挡切换机构和所述上车取力口均与所述汽车起重机发动机停缸控制系统的信号检测器对应设置；

所述前桥驱动传动轴和所述后桥驱动传动轴分别与所述高低空挡切换机构连接；所述上车驱动传动轴与所述上车取力口连接；

进一步地，所述信号检测器包括下车信号检测器和上车信号检测器；

所述高低空挡切换机构和所述上车取力口与所述下车信号检测器和所述上车信号检测器一一对应设置。

本实用新型提供的汽车起重机相比于现有技术的有益效果，同于本实用新型提供的汽车起重机发动机停缸控制系统相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。

本实用新型的另一目的还在于提供一种汽车起重机组，该汽车起重机包括如上所述的汽车起重机。

本实用新型提供的汽车起重机组相比于现有技术的有益效果，同于本实用新型提供的汽车起重机相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的汽车起重机的动力链示意图；

图2是本实用新型实施方式提供的汽车起重机发动机停缸控制系统的工作流程图；

图3是本实用新型实施方式提供的汽车起重机发动机停缸控制系统的第一示意图；

图4是本实用新型实施方式提供的汽车起重机发动机停缸控制系统的第二示意图。

图标：

10-发动机； 10a-离合器；

11-变速箱； 12-传动轴；

13-分动箱； 131-高低空档切换机构；

132-上车取力口； 14a-前桥驱动传动轴；

14b-后桥驱动传动轴； 15-上车驱动传动轴；

100-信号检测器； 200-主控器；

300-发动机电子控制单元； 110-下车信号检测器；

120-上车信号检测器； 210-获取单元；

220-判断单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1是本实用新型实施方式提供的汽车起重机的动力链示意图；

图2是本实用新型实施方式提供的汽车起重机发动机停缸控制系统的流程图；图3是本实用新型实施方式提供的汽车起重机发动机停缸控制系统的第一示意图；图4是本实用新型实施方式提供的汽车起重机发动机停缸控制系统的第二示意图。

参照图1至图4所示，本实施例提供的汽车起重机发动机停缸控制系统包括依次连接的信号检测器100、主控器200和发动机电子控制单元300，主控器200包括上车控制器；其中，信号检测器100用于自动检测分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号；主控器200用于获取信号检测器100所检测的分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号并判断分动箱下车切换档档位信号是否为空挡信号且分动箱上车取力口开闭信号是否为开启信号；若分动箱下车切换档档位信号为空档信号且分动箱上车取力口开闭信号为开启信号，主控器200还用于通过上车控制器向发动机电子控制单元300发送执行指令；发动机电子控制单元300用于接收上车主控器200所发送的执行指令并根据执行指令执行与执行指令对应的操作；其中，执行指令为停缸指令。

其工作流程如下：

信号检测器自动检测分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号；

主控器获取信号检测器所检测的分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号并判断分动箱下车切换档档位信号是否为空挡信号且分动箱上车取力口开闭信号是否为开启信号；

若分动箱下车切换档档位信号为空档信号且分动箱上车取力口开闭信号为开启信号，主控器通过上车控制器向发动机电子控制单元发送执行指令；

发动机电子控制单元接收上车控制器所发送的执行指令并根据执行指令执行与执行指令对应的操作；其中，执行指令为停缸指令。

进一步地，信号检测器100包括下车信号检测器110；其中，下车信号检测器110用于自动检测分动箱下车切换档档位信号；主控器200用于获取下车信号检测器110所检测的分动箱下车切换档档位信号。

进一步地，信号检测器100包括上车信号检测器120；其中，上车信号检测器120用于自动检测分动箱上车取力口开闭信号；主控器200用于获取上车信号检测器所检测的分动箱上车取力口开闭信号。

进一步地，主控器200包括获取单元210和判断单元220，信号检测器100、获取单元210、判断单元220和上车控制器依次连接；其中，获取单元210用于获取信号检测器100所检测的分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号并向判断单元220发送分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号；判断单元220用于接收分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号并判断分动箱下车切换档档位信号是否为空挡信号且分动箱上车取力口开闭信号是否为开启信号；若分动箱下车切换档档位信号为空档信号且分动箱上车取力口开闭信号为开启信号，判断单元220还用于通过上车控制器向发动机电子控制单元300发送执行指令。

对应地，上述信号检测器自动检测分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号包括：

下车信号检测器自动检测分动箱下车切换档档位信号；

上车信号检测器自动检测分动箱上车取力口开闭信号；

上述主控器获取信号检测器所检测的分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号包括：

主控器获取下车信号检测器所检测的分动箱下车切换档档位信号和上车信号检测器所检测的分动箱上车取力口开闭信号。

更为具体地，主控器获取信号检测器所检测的分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号并判断分动箱下车切换档档位信号是否为空挡信号且分动箱上车取力口开闭信号是否为开启信号包括：若判断为否，主控器控制分动箱的下车切换档档位切换为空档且主控器控制分动箱上车取力口开启。

其中，停缸指令为停止向一个缸体喷射燃油指令或停止向多个缸体喷射燃油指令。

其中，上述信号检测器均优选为传感器。

本实用新型实施例提供的汽车起重机发动机停缸控制系统，具体应用时，设定起重机驱动链包括依次连接的发动机、离合器、变速箱、传动轴、分动箱，分动箱具有高低空挡切换机构和上车取力口。

当在下车行驶状态时，分动箱的上车取力口输出功能关闭，动力依次自发动机10、离合器10a、变速箱11、传动轴12、分动箱13、下车传动轴进行动力传递，实现下车行驶功能。其中，下车传动轴包括前桥驱动传动轴14a和后桥驱动传动轴14b。

当在上车起重作业状态时，分动箱13处于空档状态，分动箱13的上车取力口132输出功能开启，动力依次自发动机10、离合器10a、变速箱11、传动轴12、分动箱13、上车驱动传动轴15进行动力传递，实现起重作业功能。

当上车操作时，通过信号检测器自动检测分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号，通过主控器获取信号检测器所检测的分动箱下车切换档档位信号和分动箱上车取力口开闭信号并判断分动箱下车切换档档位信号是否为空挡信号且分动箱上车取力口开闭信号是否为开启信号，若分动箱下车切换档档位信号为空档信号且分动箱上车取力口开闭信号为开启信号，则主控器通过上车控制器向发动机电子控制单元发送执行指令，发动机电子控制单元接收上车控制器所发送的执行指令并根据执行指令执行与执行指令对应的操作，并且，该执行指令为停缸指令。

如此，主控器自动检测到分动箱的高低空挡切换机构处于空挡且分动箱的取力口处于开启状态，则主控器通过上车控制器传输信号给发动机电子控制单元，控制发动机燃油系统停止向一个缸体或者多个缸体喷燃油；当上车控制器断电关闭后，发动机自动恢复到正常工作状态，即非停缸运行模式。

相比于现有技术，本实用新型提供的汽车起重机发动机停缸控制系统具有以下优势：

其一，发动机具备停缸功能，上车作业时功率需求低，发动机停止向部分缸体内喷燃油，即满足上车作业的需求又可实现油耗的降低；

其二，该系统通过系统自动控制实现，无需手动控制对应的发动机处于行驶工况模式或上车作业工况模式，可防止误操作出现，致使在上车工作状态时人为切换至下车模式，以致下车行驶机构误运行。

本实用新型实施例的另一目的还在于提供一种汽车起重机，该汽车起重机包括如上的汽车起重机发动机停缸控制系统。

上述起重机还包括依次连接的发动机10、离合器10a、变速箱11、传动轴12、分动箱13，以及前桥驱动传动轴14a、后桥驱动传动轴14b和上车驱动传动轴15；其中，所述分动箱13具有高低空挡切换机构和上车取力口，所述高低空挡切换机构和所述上车取力口均与所述汽车起重机发动机停缸控制系统的信号检测器100对应设置；所述前桥驱动传动轴14a和所述后桥驱动传动轴14b分别与所述分动箱具有高低空挡切换机构连接；所述上车驱动传动轴15与所述上车取力口连接。

进一步地，所述信号检测器包括下车信号检测器110和上车信号检测器120；所述高低空挡切换机构和所述上车取力口与所述下车信号检测器110和所述上车信号检测器120一一对应设置。

本实用新型实施例提供的汽车起重机相比于现有技术的有益效果，同于本实用新型实施例提供的汽车起重机发动机停缸控制系统相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。

本实用新型实施例的另一目的还在于提供一种汽车起重机组，该汽车起重机包括如上所述的汽车起重机。

本实用新型实施例提供的汽车起重机组相比于现有技术的有益效果，同于本实用新型实施例提供的汽车起重机相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。