發(fā)動機與液壓元件的動力匹配測試方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機與液壓元件的動力匹配測試方法及系統(tǒng)。該方法包括:采集發(fā)動機的特性參數(shù)值和液壓元件的特性參數(shù)值;根據(jù)發(fā)動機的特性參數(shù)值獲取發(fā)動機的實際輸出扭矩和實際輸出功率;根據(jù)實際輸出扭矩和實際輸出功率分別形成發(fā)動機的實際扭矩特性曲線和實際萬有特性曲線;根據(jù)液壓元件的特性參數(shù)值和實際輸出扭矩獲取液壓元件的扭矩;根據(jù)液壓元件的扭矩與實際扭矩特性曲線獲取符合預(yù)設(shè)匹配條件的液壓元件的匹配扭矩;獲取匹配扭矩對應(yīng)的功率,并在實際萬有特性曲線上生成功率譜;根據(jù)功率譜和實際萬有特性曲線進(jìn)行動力匹配評價。通過上述方式,本發(fā)明對液壓傳動機械的設(shè)計和改善提供了參考數(shù)據(jù),并有利于改善發(fā)動機的性能和液壓元件的性能。
【專利說明】發(fā)動機與液壓元件的動力匹配測試方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓傳動機械性能測量領(lǐng)域,特別是涉及發(fā)動機與液壓元件的動力匹配測試方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]將發(fā)動機動力轉(zhuǎn)化為液壓能,再將液壓能轉(zhuǎn)化為機械能的機械稱為液壓傳動機械,其動力性能的核心不僅在動力單元發(fā)動機和液壓元件(如液壓泵)上,兩者的綜合匹配性也將直接影響著液壓傳動機械的整體工作效率,因此匹配性的測試和評價研究尤為重要。但是,目前現(xiàn)有的測試系統(tǒng)中只能測試發(fā)動機動力性能,或者僅測試液壓元件工作性能,不能直接測試和評價出由發(fā)動機和液壓元件形成的液壓傳動機械的動力匹配性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)動機與液壓元件的動力匹配測試方法和系統(tǒng),可以測試出發(fā)動機和液壓元件的動力匹配性能,從而對液壓傳動機械的設(shè)計和改善提供了參考數(shù)據(jù),并有利于改善發(fā)動機的性能和液壓元件的性能。
[0004]為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種發(fā)動機與液壓元件的動力匹配測試方法,該方法包括:在測試工況下,采集發(fā)動機的特性參數(shù)值和液壓元件的特性參數(shù)值;根據(jù)發(fā)動機的特性參數(shù)值獲取發(fā)動機的實際輸出扭矩和實際輸出功率;根據(jù)發(fā)動機的實際輸出扭矩和實際輸出功率分別形成發(fā)動機的實際扭矩特性曲線和實際萬有特性曲線;根據(jù)液壓元件的特性參數(shù)值和發(fā)動機的實際輸出扭矩獲取液壓元件的扭矩并存儲液壓元件的扭矩;根據(jù)液壓元件的扭矩與發(fā)動機的實際扭矩特性曲線獲取符合預(yù)設(shè)匹配條件的液壓元件的扭矩作為匹配扭矩;獲取匹配扭矩對應(yīng)的液壓元件的功率,并在發(fā)動機的實際萬有特性曲線上生成功率譜;根據(jù)功率譜和實際萬有特性曲線進(jìn)行動力匹配評價。
[0005]其中,預(yù)設(shè)匹配條件包括預(yù)設(shè)區(qū)域以及預(yù)設(shè)分布密度,根據(jù)液壓元件的扭矩與發(fā)動機的實際扭矩特性曲線獲取符合預(yù)設(shè)匹配條件的液壓元件的扭矩作為匹配扭矩的步驟進(jìn)一步包括:根據(jù)液壓元件的扭矩在發(fā)動機的實際扭矩特性曲線上生成扭矩譜;獲取扭矩譜中的扭矩在預(yù)設(shè)區(qū)域的分布密度;選擇符合預(yù)設(shè)分布密度的扭矩所占據(jù)的最小面積;選擇最小面積內(nèi)的扭矩作為匹配扭矩。
[0006]其中,根據(jù)功率譜和實際萬有特性曲線進(jìn)行動力匹配評價的步驟進(jìn)一步包括:功率譜越靠近實際萬有特性曲線的低耗油區(qū),動力匹配越好。
[0007]其中,采集發(fā)動機的特性參數(shù)值和液壓元件的特性參數(shù)值的步驟包括:采集發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、油門開度、水溫、進(jìn)入發(fā)動機燃燒缸中的空氣溫度、發(fā)動機的機油壓力、進(jìn)入發(fā)動機燃燒缸的空氣壓力以及發(fā)動機的排氣壓力;采集液壓元件的總流量、主壓力以及回油壓力。
[0008]其中,根據(jù)發(fā)動機的特性參數(shù)值獲取發(fā)動機的實際輸出扭矩和實際輸出功率的步驟進(jìn)一步包括:獲取在測試工況且特定油門開度下,發(fā)動機的理想功率P,P滿足以下公式:
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機與液壓元件的動力匹配測試方法,其特征在于,所述方法包括: 在測試工況下,采集所述發(fā)動機的特性參數(shù)值和所述液壓元件的特性參數(shù)值; 根據(jù)所述發(fā)動機的特性參數(shù)值獲取所述發(fā)動機的實際輸出扭矩和實際輸出功率; 根據(jù)所述發(fā)動機的實際輸出扭矩和實際輸出功率分別形成所述發(fā)動機的實際扭矩特性曲線和實際萬有特性曲線; 根據(jù)所述液壓元件的特性參數(shù)值和所述發(fā)動機的實際輸出扭矩獲取所述液壓元件的扭矩并存儲所述液壓元件的扭矩; 根據(jù)所述液壓元件的扭矩與所述發(fā)動機的實際扭矩特性曲線獲取符合預(yù)設(shè)匹配條件的液壓元件的扭矩作為匹配扭矩; 獲取所述匹配扭矩對應(yīng)的液壓元件的功率,并在所述發(fā)動機的實際萬有特性曲線上生成功率譜; 根據(jù)所述功率譜和所述實際萬有特性曲線進(jìn)行動力匹配評價。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力匹配測試方法,其特征在于,所述預(yù)設(shè)匹配條件包括預(yù)設(shè)區(qū)域以及預(yù)設(shè)分布密度,所述根據(jù)所述液壓元件的扭矩與所述發(fā)動機的實際扭矩特性曲線獲取符合預(yù)設(shè)匹配條件的液壓元件的扭矩作為匹配扭矩的步驟進(jìn)一步包括: 根據(jù)所述液壓元件的扭矩在所述發(fā)動機的實際扭矩特性曲線上生成扭矩譜; 獲取所述扭矩譜中的扭矩在所述預(yù)設(shè)區(qū)域的分布密度; 選擇符合所述預(yù)設(shè)分布密度的扭矩所占據(jù)的最小面積; 選擇所述最小面積內(nèi)的扭矩作為匹配扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力匹配測試方法,其特征在于,所述根據(jù)所述功率譜和所述實際萬有特性曲線進(jìn)行動力匹配評價的步驟進(jìn)一步包括: 所述功率譜越靠近所述實際萬有特性曲線的低耗油區(qū),所述動力匹配越好。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力匹配測試方法,其特征在于,所述采集所述發(fā)動機的特性參數(shù)值和所述液壓元件的特性參數(shù)值的步驟包括: 采集所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、油門開度、水溫、進(jìn)入所述發(fā)動機燃燒缸中的空氣溫度、所述發(fā)動機的機油壓力、進(jìn)入所述發(fā)動機燃燒缸的空氣壓力以及所述發(fā)動機的排氣壓力;采集所述液壓元件的總流量、主壓力以及回油壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力匹配測試方法,其特征在于,所述根據(jù)所述發(fā)動機的特性參數(shù)值獲取所述發(fā)動機的實際輸出扭矩和實際輸出功率的步驟進(jìn)一步包括: 獲取在所述測試工況且特定油門開度下,所述發(fā)動機的理想功率P,P滿足以下公式: 2π^Τ K/ Λ \ P =-,IlJ
60000 其中,η為所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,T為所述發(fā)動機當(dāng)前額定輸出扭矩,K為所述發(fā)動機與所述液壓元件的速比; 分別獲取由所述發(fā)動機的水溫、進(jìn)入所述發(fā)動機燃燒缸中的空氣溫度、發(fā)動機的機油壓力、進(jìn)入所述發(fā)動機燃燒缸的空氣壓力以及所述發(fā)動機的排氣壓力導(dǎo)致的損耗功率匕、P2、P3、P4 以及 P5;
其中,P1=P^1,Ρ2=Ρ*Κ2,Ρ3=Ρ*Κ3,Ρ4=Ρ*Κ4,Ρ5=Ρ*Κ5, 其中,K1為所述水溫的影響系數(shù),K2為進(jìn)氣溫度的影響系數(shù),K3為機油壓力的影響系數(shù),K4為進(jìn)氣壓力的影響系數(shù),K5為排氣壓力的影響系數(shù); 根據(jù)所述P1、p2、p3、P4以及P5獲取所述發(fā)動機的損耗功率Po,其中,Po滿足以下公式:
?0=?1+?2+?3+?4+?5 ; 根據(jù)所述發(fā)動機的理想功率P和所述發(fā)動機的損耗功率Ptl獲取所述發(fā)動機的實際輸出功率Pt,其中,Pt滿足:
Pt=P-P0 (2); 將公式(2)獲取 得到的Pt代入公式(I)獲取所述發(fā)動機的實際輸出扭矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力匹配測試方法,其特征在于,所述根據(jù)所述發(fā)動機的實際輸出扭矩和實際輸出功率分別形成所述發(fā)動機的實際扭矩特性曲線和實際萬有特性曲線的步驟進(jìn)一步包括: 預(yù)存所述發(fā)動機的理想扭矩特性曲線和理想萬有特性曲線; 根據(jù)所述實際輸出扭矩和實際輸出功率分別修正所述理想扭矩特性曲線和理想萬有特性曲線,得到所述發(fā)動機的實際扭矩特性曲線和實際萬有特性曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力匹配測試方法,其特征在于,所述根據(jù)所述液壓元件的特性參數(shù)值和所述發(fā)動機的實際輸出扭矩獲取所述液壓元件的扭矩的步驟包括: 所述液壓元件的扭矩滿足:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動力匹配測試方法,其特征在于,所述獲取所述匹配扭矩對應(yīng)的液壓元件的功率的步驟進(jìn)一步包括: 所述液壓元件的功率滿足:
9.一種發(fā)動機與液壓元件的動力匹配測試系統(tǒng),其特征在于,所述動力匹配測試系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)采集單元(83),用于采集所述發(fā)動機(81)和所述液壓元件(82)在測試工況下的特性參數(shù)值; 數(shù)據(jù)處理器(84),與數(shù)據(jù)采集單元(83)電氣連接,用于接收并處理所述數(shù)據(jù)采集單元(83 )采集的信號,其中,所述數(shù)據(jù)處理器(84 )用于: 根據(jù)所述發(fā)動機(81)的特性參數(shù)值獲取所述發(fā)動機(81)的實際輸出扭矩和實際輸出功率; 根據(jù)所述發(fā)動機(81)的實際輸出扭矩和實際輸出功率分別形成所述發(fā)動機(81)的實際扭矩特性曲線和實際萬有特性曲線; 根據(jù)所述液壓元件(82)的特性參數(shù)值和所述發(fā)動機(81)的實際輸出扭矩獲取所述液壓元件(82)的扭矩;根據(jù)所述液壓元件(82)的扭矩與所述發(fā)動機(81)的實際扭矩特性曲線獲取符合預(yù)設(shè)匹配條件的液壓元件(82)的扭矩作為匹配扭矩; 獲取所述匹配扭矩對應(yīng)的液壓元件(82)的功率,并在所述發(fā)動機(81)的實際萬有特性曲線上生成用于評價所述發(fā)動機(81)與所述液壓元件(82)的動力匹配特性的功率譜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動力匹配系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)采集單元(83)包括: 轉(zhuǎn)速傳感器(830),用于采集所述發(fā)動機(81)的轉(zhuǎn)速; 油門開度傳感器(831),用于采集所述發(fā)動機(81)的油門開度; 水溫傳感器(832),用于采集所述發(fā)動機(81)的水溫; 進(jìn)氣溫度傳感器(833),用于采集進(jìn)入所述發(fā)動機燃燒缸中的空氣溫度; 機油壓力傳感器(834),用于采集所述發(fā)動機(81)的機油壓力; 進(jìn)氣壓力傳感器(835),用于采集進(jìn)入所述發(fā)動機燃燒缸的空氣壓力; 排氣壓力傳感器(836),用于米集所述發(fā)動機(81)的排氣壓力; 流量傳感器(837),用于采集所述液壓元件(82)的總流量; 壓力傳感器(838),用于采集所述液壓元件(82)的主壓力; 回油壓力傳感器(839 ),用于采集所述液壓元件(82)的回油壓力。
【文檔編號】G01M15/00GK103674551SQ201310682594
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】馮坤鵬, 袁治遠(yuǎn), 袁蒙, 張利, 侯偉 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司渭南分公司, 中聯(lián)重科股份有限公司