非道路用柴油发动机中的启停策略

非道路用柴油发动机中的启停策略

机器操作员通常希望采用“启停”策略,以使其发动机以尽可能低的速度空转,从而降低噪音和油耗。但是,必须有足够的扭矩可用于启动发动机,并在它运行后支持来自空调(AC,Air Conditioning)等各种机器系统的瞬态和稳态负载。这些要求规定了最低的空转运行。

尽可能低的怠速产生最小的噪音和最佳的油耗。一般而言,在不使 AC 等机器系统失灵的情况下,可达到的最低怠速实际上有一个极限。

当速度过低时,发动机将在其安装架上振动,而这可能会导致部件发生故障。这种振动还可能会馈入机器中,并被操作员所察觉。

可能会引入真正的非工作低怠速。开始工作时,机器会将发动机转速提高到最低工作速度。机器可通过操作员座椅臂上的一个开关做到这一点:臂抬起为低怠速;臂放下为低工作怠速。

用于操作机器和运行 AC 等系统的发动机扭矩可能需要高于其最低设置的工作怠速。机器可通过 AC 开关发来的信号管理此设置。

如果最低发动机转速驱动交流发电机过慢,在恶劣条件下无法产生足够的电流给蓄电池充电,则机器也可以通过编程来提高怠速。

工作速度

发动机的最高运行速度取决于以下若干特性:系统成本、传动能力、生产力要求、燃油经济性、监管的噪音目标和不利环境温度下的系统冷却。

不同类型的机器需要不同的工作速度。例如,限于较低机器履带转速的履带式挖掘机,其发动机通常以更低的速度运转。机器行驶速度较高的轮式挖掘机需要在某种程度上由更高的发动机转速产生的液压流量。

如果机器以中速运行,即高于低怠速但低于高怠速,则结果将是速度降低或生产率降低,但与以较高工作速度运行相比,控制效果更好,油耗和噪音更低。

自动化速度需求

挖掘机根据驾驶室中的开关使用自动怠速设施。关闭自动怠速功能后,机器速度需求致使发动机以目标速度运转。开启自动怠速功能后,如果机器不再工作,则以较高的目标转速运转的发动机在经过一段延迟后会恢复目标低怠速运转。此功能可降低噪音和油耗。

电子机器系统可以实现类似的功能改进。

自动化发动机运转

我们正在研究乘用车领域的创新,并为非道路柴油发动机采用这些创新。

许多乘用车现在都配备有启停系统,以减轻发动机在长时间低怠速运转时对当地空气质量的影响。一辆主要在城市环境下驾驶的车辆每年都会启停数万次,这就需要更稳健的物理系统和控制策略来确保可靠性。

启动期间,乘用车发动机与动力传动系统断开连接:启动发动机需要低扭矩。相比之下,采用液压变速箱的非道路机器在启动期间产生一个较高的附加负载,随着环境温度下降,该附加负载稳步上升。

在非道路用机器中,以一定的成本确保系统可靠性的启停控制策略非常重要。

 


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