[發(fā)明專利]一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挖掘機(jī)燃油消耗測(cè)試系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710249711.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN106989788A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王飛;劉永杰;李耀;居世昊;張孝天;胡一明;趙振飛;劉洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐州徐工挖掘機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): G01F9/00
• 分類號(hào): G01F9/00
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所32220
• 代理人: 周愛芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液壓挖掘機(jī)燃油消耗測(cè)試方法，具體是一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挖掘機(jī)燃油消耗測(cè)試系統(tǒng)及其方法，屬于挖掘機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

挖掘機(jī)燃油消耗是衡量挖掘機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)，用以評(píng)價(jià)所用機(jī)器技術(shù)狀況的性能參數(shù)。在挖掘機(jī)使用成本中，燃油消耗費(fèi)用約占30％～40％，因此越發(fā)受到用戶的關(guān)注。挖掘機(jī)燃油消耗量作為挖掘機(jī)主要性能之一，可以準(zhǔn)確、迅速地對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并做出評(píng)價(jià)是非常關(guān)鍵的。現(xiàn)有的油耗測(cè)量方法可歸納為兩類，第一類是直接測(cè)量法，第二類是間接測(cè)量法。

對(duì)于直接測(cè)量法而言，目前，在挖掘機(jī)能耗試驗(yàn)方法方面已經(jīng)形成的標(biāo)準(zhǔn)，如JCMAS H020:2007《土方機(jī)械液壓挖掘機(jī)燃油消耗試驗(yàn)方法》、JIS8403《土方機(jī)械挖掘機(jī)性能試驗(yàn)方法》、GB7586《挖掘機(jī)試驗(yàn)方法》以及中國(guó)工程機(jī)械協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)GXB-2014《液壓挖掘機(jī)燃油消耗試驗(yàn)方法》等。該類標(biāo)準(zhǔn)均詳細(xì)地闡述了試驗(yàn)條件、模擬過程、測(cè)試方法。但核心是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量的測(cè)試使用油耗儀或附加油箱測(cè)試法，即通過測(cè)量試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)消耗燃油的質(zhì)量或體積來表示。其中，最為常用的是《土方機(jī)械液壓挖掘機(jī)性能試驗(yàn)方法》中約定的附加燃油箱法和使用油耗儀法。利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、回油副油箱來測(cè)量試驗(yàn)前后質(zhì)量差或者進(jìn)、回油的油耗儀/流量計(jì)差值，求出燃料消耗量的方法。

使用油耗儀或附加油箱法，可以較準(zhǔn)確地確定挖掘機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，但是這種試驗(yàn)方法在操作上較為繁雜，主要表現(xiàn)在：1、挖掘機(jī)作業(yè)試驗(yàn)時(shí)需要將油耗儀或附加油箱串接在柴油機(jī)的油路中，改裝時(shí)，除了要保證各接頭的密封性能外，還需排除由于改裝帶入管路內(nèi)的空氣，耗時(shí)又費(fèi)力；2、一般的油耗傳感器輸出信號(hào)相對(duì)于瞬時(shí)流量都存在著不同程度的滯后現(xiàn)象，測(cè)量不及時(shí)。

然而，間接測(cè)量法中最為常用的是碳平衡法測(cè)量油耗，其主要方法是通過發(fā)動(dòng)機(jī)排放尾氣中的CO₂、CO、HC等含碳元素氣體的質(zhì)量來推導(dǎo)油耗值。其原理是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，燃油燃燒前后碳質(zhì)量的總和不變。這種方法在實(shí)驗(yàn)室中是可行的，但國(guó)外有關(guān)碳平衡法測(cè)量的檢測(cè)設(shè)備體積龐大，不可攜帶，不方便在實(shí)際中應(yīng)用，因而不適用于挖掘機(jī)整機(jī)的燃油消耗測(cè)試。

2016年4月1日，中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)迎來了一項(xiàng)強(qiáng)制性政策的實(shí)施。所有制造、進(jìn)口和銷售的非道路移動(dòng)機(jī)械不得裝用不符合《非道路標(biāo)準(zhǔn)》第三階段要求的柴油機(jī)，即應(yīng)用在挖掘機(jī)上電噴式發(fā)動(dòng)機(jī)將全面取代機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，如何高效、準(zhǔn)確、低成本地測(cè)量電噴發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挖掘機(jī)的燃油成為一個(gè)有待解決的技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挖掘機(jī)燃油消耗測(cè)試系統(tǒng)及其方法，通過電控柴油機(jī)噴油脈寬測(cè)量，計(jì)算獲取挖掘機(jī)燃油消耗量，從而解決電噴發(fā)油機(jī)油耗測(cè)量不便的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挖掘機(jī)燃油消耗測(cè)試系統(tǒng)，包括待測(cè)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挖掘機(jī)、安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的各傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、數(shù)據(jù)采集模塊以及上位計(jì)算機(jī)，所述安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的各傳感器為發(fā)動(dòng)機(jī)自帶傳感器，用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的工況參數(shù)，并將采集到的工況參數(shù)發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)ECU；所述發(fā)動(dòng)機(jī)ECU用于接收、轉(zhuǎn)換各傳感器采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況信息；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于接收并傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)ECU獲取、轉(zhuǎn)換的發(fā)動(dòng)機(jī)噴油信息，分別形成電控噴油器驅(qū)動(dòng)信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)噴油脈寬，測(cè)量脈寬信號(hào)的幅值、頻率；所述數(shù)據(jù)采集模塊與上位計(jì)算機(jī)建立通訊，將從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU獲取的信號(hào)傳遞至上位計(jì)算機(jī)；所述上位計(jì)算機(jī)上具有采集軟件對(duì)傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)、導(dǎo)入導(dǎo)出、處理與分析，顯示功能，上位計(jì)算機(jī)根據(jù)傳遞的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算得到發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗值，發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗值包括瞬時(shí)燃油消耗量、累積燃油消耗量和小時(shí)燃油消耗量；所述上位計(jì)算機(jī)可保存、顯示、回放上述數(shù)據(jù)。

所述上位計(jì)算機(jī)具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析功能，用于將所述數(shù)據(jù)采集模塊記錄的發(fā)動(dòng)機(jī)噴油信息進(jìn)行分析，對(duì)電控噴油器驅(qū)動(dòng)信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)噴油脈寬，測(cè)量脈寬信號(hào)的幅值、頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算，得到發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)燃油消耗量，進(jìn)而由瞬時(shí)燃油消耗量，測(cè)量時(shí)間，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到累積燃油消耗量、小時(shí)燃油消耗量。

所述安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的各傳感器包括轉(zhuǎn)速傳感器、氣壓傳感器、進(jìn)氣歧管壓力傳感器、溫度傳感器以及用于檢測(cè)噴油器壓力的噴油壓力傳感器。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)ECU具有CAN通道接口，與數(shù)據(jù)采集模塊通過CAN通訊建立數(shù)據(jù)傳輸通道，傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)工況參數(shù)。

所述數(shù)據(jù)采集模塊具備CAN功能，與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通過CAN通訊建立數(shù)據(jù)傳輸通道，識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)ECU噴油信息地址、位數(shù)。