一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统及其方法，包括待测电喷发动机液压挖掘机、安装在发动机上的各传感器、发动机ECU、数据采集模块和上位计算机，利用发动机自身配置的各传感器以及发动机电控喷油器的控制脉宽信息，将各缸的供油信息进行标定、采集、运算后输出测量时间内的燃油消耗量。本发明专利技术在不改装挖掘机油路的情况下，充分利用发动机自身配置的各传感器以及发动机电控喷油器的控制脉宽信息，将各缸的供油信息进行标定、采集、运算后输出测量时间内的燃油消耗量，操作简单、方便、测量迅速，测量界面友好、携带方便、可靠性高，可实时测量和在线分析，配合数据同步记录并可实现测量过程的回放。

Fuel consumption test system and method for hydraulic excavator of electronic injection engine

The invention discloses a hydraulic excavator EFI engine fuel consumption testing system and method, including the EFI engine, hydraulic excavator engine mounted on the engine, ECU sensor, data acquisition module and the computer to be tested, using the engine configuration of each sensor and the engine injector pulse width control information, the information of each oil cylinder the calibration, acquisition, operation after the output time measurement of fuel consumption. The present invention in the modified excavator under the condition of oil, make full use of engine configuration of each sensor and the engine injector pulse width control information, the supply information of each cylinder calibration, acquisition, operation after the output time measurement of fuel consumption, simple operation, convenient and rapid measurement, measurement, friendly interface easy to carry, high reliability, real-time measurement and online analysis, with the data recorded and can realize the measurement process of playback.

【技术实现步骤摘要】
一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统及其方法
本专利技术涉及一种液压挖掘机燃油消耗测试方法，具体是一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统及其方法，属于挖掘机

技术介绍
挖掘机燃油消耗是衡量挖掘机燃油经济性的主要指标，用以评价所用机器技术状况的性能参数。在挖掘机使用成本中，燃油消耗费用约占30％～40％，因此越发受到用户的关注。挖掘机燃油消耗量作为挖掘机主要性能之一，可以准确、迅速地对其进行检测，并做出评价是非常关键的。现有的油耗测量方法可归纳为两类，第一类是直接测量法，第二类是间接测量法。对于直接测量法而言，目前，在挖掘机能耗试验方法方面已经形成的标准，如JCMASH020:2007《土方机械液压挖掘机燃油消耗试验方法》、JIS8403《土方机械挖掘机性能试验方法》、GB7586《挖掘机试验方法》以及中国工程机械协会标准GXB-2014《液压挖掘机燃油消耗试验方法》等。该类标准均详细地阐述了试验条件、模拟过程、测试方法。但核心是对于发动机燃油消耗量的测试使用油耗仪或附加油箱测试法，即通过测量试验时间内消耗燃油的质量或体积来表示。其中，最为常用的是《土方机械液压挖掘机性能试验方法》中约定的附加燃油箱法和使用油耗仪法。利用发动机进、回油副油箱来测量试验前后质量差或者进、回油的油耗仪/流量计差值，求出燃料消耗量的方法。使用油耗仪或附加油箱法，可以较准确地确定挖掘机的燃油经济性，但是这种试验方法在操作上较为繁杂，主要表现在：1、挖掘机作业试验时需要将油耗仪或附加油箱串接在柴油机的油路中，改装时，除了要保证各接头的密封性能外，还需排除由于改装带入管路内的空气，耗时又费力；2、一般的油耗传感器输出信号相对于瞬时流量都存在着不同程度的滞后现象，测量不及时。然而，间接测量法中最为常用的是碳平衡法测量油耗，其主要方法是通过发动机排放尾气中的CO2、CO、HC等含碳元素气体的质量来推导油耗值。其原理是根据质量守恒定律，燃油燃烧前后碳质量的总和不变。这种方法在实验室中是可行的，但国外有关碳平衡法测量的检测设备体积庞大，不可携带，不方便在实际中应用，因而不适用于挖掘机整机的燃油消耗测试。2016年4月1日，中国工程机械行业迎来了一项强制性政策的实施。所有制造、进口和销售的非道路移动机械不得装用不符合《非道路标准》第三阶段要求的柴油机，即应用在挖掘机上电喷式发动机将全面取代机械式发动机。因此，如何高效、准确、低成本地测量电喷发动机液压挖掘机的燃油成为一个有待解决的技术课题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统及其方法，通过电控柴油机喷油脉宽测量，计算获取挖掘机燃油消耗量，从而解决电喷发油机油耗测量不便的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统，包括待测电喷发动机液压挖掘机、安装在发动机上的各传感器、发动机ECU、数据采集模块以及上位计算机，所述安装在发动机上的各传感器为发动机自带传感器，用于采集发动机运行过程中的工况参数，并将采集到的工况参数发送至发动机ECU；所述发动机ECU用于接收、转换各传感器采集到的发动机运行工况信息；所述数据采集模块用于接收并传递发动机ECU获取、转换的发动机喷油信息，分别形成电控喷油器驱动信号、发动机喷油脉宽，测量脉宽信号的幅值、频率；所述数据采集模块与上位计算机建立通讯，将从发动机ECU获取的信号传递至上位计算机；所述上位计算机上具有采集软件对传递的数据进行记录和存储、导入导出、处理与分析，显示功能，上位计算机根据传递的数据，通过计算得到发动机的油耗值，发动机的油耗值包括瞬时燃油消耗量、累积燃油消耗量和小时燃油消耗量；所述上位计算机可保存、显示、回放上述数据。所述上位计算机具有数据转换、数据处理和数据分析功能，用于将所述数据采集模块记录的发动机喷油信息进行分析，对电控喷油器驱动信号、发动机喷油脉宽，测量脉宽信号的幅值、频率进行转换计算，得到发动机瞬时燃油消耗量，进而由瞬时燃油消耗量，测量时间，进行转换，得到累积燃油消耗量、小时燃油消耗量。所述安装在发动机上的各传感器包括转速传感器、气压传感器、进气歧管压力传感器、温度传感器以及用于检测喷油器压力的喷油压力传感器。所述发动机ECU具有CAN通道接口，与数据采集模块通过CAN通讯建立数据传输通道，传输发动机工况参数。所述数据采集模块具备CAN功能，与发动机ECU通过CAN通讯建立数据传输通道，识别发动机ECU喷油信息地址、位数。一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试方法，其是通过获取发动机ECU控制电控喷油器的喷油脉宽信息，将各缸的供油信息进行标定、采集，运算后输出测量时间内的燃油消耗量。一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试方法的具体步骤如下：步骤1、将数据采集模块通过CAN线与发动机ECU建立通讯连接，依据传输协议识别发动机ECU中有关的喷油信息地址、位数，对数据采集模块各采集通道进行标定设置；步骤2、启动发动机，安装于发动机的各传感器获取发动机工况运行信息，并将获取的运行信息传递给发动机ECU；步骤3、通过发动机ECU获取发动机运行的喷油信息：电控喷油器驱动信号、发动机喷油脉宽，测量脉宽信号的幅值、频率信息；步骤4、数据采集模块对获取的发动机ECU数据信息进行预处理、信号转换，记录并传输至上位计算机；步骤5、上位计算机对数据采集模块传递的数据进行滤波过滤，将上述信息数据进行信号转换，记录和存储、导入导出、处理与分析，利用上位计算机软件中预设好的油耗计算公式，通过计算得到发动机的油耗值。所述发动机的油耗值包括瞬时燃油消耗量、累积燃油消耗量和小时燃油消耗量，上位计算机将所述数据采集模块记录的发动机喷油信息进行分析，对电控喷油器驱动信号、发动机喷油脉宽，测量脉宽信号的幅值、频率进行转换计算，得到发动机瞬时燃油消耗量，进而由瞬时燃油消耗量，测量时间，进行转换，得到累积燃油消耗量、小时燃油消耗量。与现有技术相比，本专利技术中发动机ECU根据发动机工况信息判断当前工况，然后计算喷油脉宽，发出的用来控制电磁喷油阀的脉冲信号，得到其中包含着的喷油时刻和喷油量等重要信息。利用数据采集模块拾取这个喷油脉冲信号，并用瞬时的发动机相关参数如发动机转速、喷油温度等以及蓄电池电压等进行补偿和修正，可以得到发动机的瞬时喷油量，从而达到对电喷发动机燃油消耗量的测试目的。本专利技术在不改装挖掘机油路的情况下，充分利用发动机自身配置的各传感器以及发动机电控喷油器的控制脉宽信息，将各缸的供油信息进行标定、采集、运算后输出测量时间内的燃油消耗量，操作简单、方便、测量迅速，测量界面友好、携带方便、可靠性高的特点，可以实时测量和在线分析，配合数据同步记录并可实现测量过程的回放。附图说明图1为本专利技术电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统的示意图；图2为本专利技术电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统组成框图；图3为本专利技术电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统连接图。图中：1、转速传感器，2、气压传感器，3、进气歧管压力传感器，4、喷油器，5、温度传感器，6、喷油压力传感器，7、上位计算机。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1至图3所示，一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统，其特征在于，包括待测电喷发动机液压挖掘机、安装在发动机上的各传感器、发动机ECU、数据采集模块以及上位计算机，所述安装在发动机上的各传感器为发动机自带传感器，用于采集发动机运行过程中的工况参数，并将采集到的工况参数发送至发动机ECU；所述发动机ECU用于接收、转换各传感器采集到的发动机运行工况信息；所述数据采集模块用于接收并传递发动机ECU获取、转换的发动机喷油信息，分别形成电控喷油器驱动信号、发动机喷油脉宽，测量脉宽信号的幅值、频率；所述数据采集模块与上位计算机建立通讯，将从发动机ECU获取的信号传递至上位计算机；所述上位计算机上具有采集软件对传递的数据进行记录和存储、导入导出、处理与分析，显示功能，上位计算机根据传递的数据，通过计算得到发动机的油耗值，发动机的油耗值包括瞬时燃油消耗量、累积燃油消耗量和小时燃油消耗量；所述上位计算机可保存、显示、回放上述数据。

【技术特征摘要】
1.一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统，其特征在于，包括待测电喷发动机液压挖掘机、安装在发动机上的各传感器、发动机ECU、数据采集模块以及上位计算机，所述安装在发动机上的各传感器为发动机自带传感器，用于采集发动机运行过程中的工况参数，并将采集到的工况参数发送至发动机ECU；所述发动机ECU用于接收、转换各传感器采集到的发动机运行工况信息；所述数据采集模块用于接收并传递发动机ECU获取、转换的发动机喷油信息，分别形成电控喷油器驱动信号、发动机喷油脉宽，测量脉宽信号的幅值、频率；所述数据采集模块与上位计算机建立通讯，将从发动机ECU获取的信号传递至上位计算机；所述上位计算机上具有采集软件对传递的数据进行记录和存储、导入导出、处理与分析，显示功能，上位计算机根据传递的数据，通过计算得到发动机的油耗值，发动机的油耗值包括瞬时燃油消耗量、累积燃油消耗量和小时燃油消耗量；所述上位计算机可保存、显示、回放上述数据。2.根据权利要求1所述的一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统，其特征在于，所述上位计算机具有数据转换、数据处理和数据分析功能，用于将所述数据采集模块记录的发动机喷油信息进行分析，对电控喷油器驱动信号、发动机喷油脉宽，测量脉宽信号的幅值、频率进行转换计算，得到发动机瞬时燃油消耗量，进而由瞬时燃油消耗量，测量时间，进行转换，得到累积燃油消耗量、小时燃油消耗量。3.根据权利要求1或2所述的一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统，其特征在于，所述安装在发动机上的各传感器包括转速传感器(1)、气压传感器(2)、进气歧管压力传感器(3)、温度传感器(5)以及用于检测喷油器(4)压力的喷油压力传感器(6)。4.根据权利要求1或2所述的一种电喷发动机液压挖掘机燃油消耗测试系统，其特征在于，所述发动机ECU具有CAN通道接口，与数据采集模块通过CAN通讯建立数据传输通道，传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，刘永杰，李耀，居世昊，张孝天，胡一明，赵振飞，刘洋，
申请(专利权)人：徐州徐工挖掘机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32