CN104401875A - 一种起重机工况因素数据采集方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种起重机工况因素数据采集方法及系统，所述方法包括：采集起重机运行过程中的工况路谱；所述路谱中包括若干工况点；对所述路谱中的工况点进行区分；将上车操作过程中的工况点作为上车工况点；将下车操作过程中的工况点作为下车工况点；针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据。

Description

一种起重机工况因素数据采集方法及系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种起重机工况因素数据采集方法及系统。

背景技术

汽车起重机，是一种十分常见的工程车辆。汽车起重机往往包括上车部分和下车部分。所谓下车部分，实际上是具有特制底盘的汽车，使得所述汽车起重机能够行驶在各类公路上，保证了机动性。上车部分则安装在下车部分特制的底盘上，主体为伸缩吊臂和吊钩；能够通过伸缩、回转完成其中作业。上车部分和下车部分均有独立的操纵室。参见图1。

在大多数的汽车起重机，尤其是中小吨位的汽车起重机上，上车部分和下车部分是公用一套动力系统的。也就是说，由同一个发动机向上车部分和下车部分提供动力。发动机输出的动力经过变速箱输出轴后分为两路，一路为下车部分的底盘传动系统提供动力，另一路驱动液压油泵为上车部分的起重作业提供动力。

不过，由于上车部分和下车部分的运行工况区别非常大，所以其对于发动机性能的需求也是完全不同的。这就导致了在汽车起重机当中，发动机的性能优化格外重要。诸多工况因素——例如汽车起重机上车和下车工作时间比例、油耗比例，下车部分的车速、扭矩、转速、油门开度等工况区域的分布，上车部分的扭矩、转速等工况区域的分布等——均对于发动机的优化设计有明显的影响。

也就是说对于汽车起重机来讲，优化发动机所需要衡量的工况因素远远多于普通的汽车，所以复杂程度远超普通汽车发动机。不过在现有技术中，发动机优化设计往往基于工程师的经验以及反复的实验，并没有预先的采集完整的工况因素数据，并利用较为成熟的理论体系加以分析。所以优化的效果往往达不到理论上的最优，依然存在着非常大的优化空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种起重机工况因素数据采集方法及系统，通过统计运算得到完整的发动机工况因素数据，以便发动机的优化设计提供充分的理论基础。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种起重机工况因素数据采集方法，所述方法包括：

采集起重机运行过程中的工况路谱；所述路谱中包括若干工况点；

对所述路谱中的工况点进行区分；将上车操作过程中的工况点作为上车工况点；将下车操作过程中的工况点作为下车工况点；

针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；

针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据。

所述对所述路谱中的工况点进行区分具体为：

预先建立Matlab计算模型，并将所述工况点代入Matlab计算模型中；

所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分。

所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分具体为：

判断工况点的车速，若车速大于0则作为下车工况点；

若工况点车速为0，则判断工况点的发动机转速是否在上车转速阈值范围内；

若工况点的发动机转速不在所述上车转速阈值范围内，则作为下车工况点；

若工况点的发动机转速在所述上车转速阈值范围内，则判断工况点的扭矩与平均扭矩之差，是否小于扭矩差阈值；

若小于扭矩差阈值，则作为下车工况点；

若大于扭矩差阈值，则作为上车工况点。

所述针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据具体为：

利用Matlab计算模型对上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；

所述上车部分工况因素数据包括上车工况转速分布数据、上车工况扭矩分布数据、上车工况转速扭矩二维分布数据。

所述针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据具体为：

利用Matlab计算模型对下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据；

所述下车部分工况因素数据包括下车工况油门开度分布数据、下车工况转速分布数据、下车工况扭矩分布数据、下车工况车速分布数据、下车工况转速扭矩二维分布数据。

一种起重机工况因素数据采集系统，所述系统包括：

路谱模块，用于采集起重机运行过程中的工况路谱；所述路谱中包括若干工况点；

运算模块，用于对所述路谱中的工况点进行区分；将上车操作过程中的工况点作为上车工况点；将下车操作过程中的工况点作为下车工况点；针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据。

所述运算模块中预先建立Matlab计算模型，并将所述工况点代入Matlab计算模型中；所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分。

所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分具体为：

判断工况点的车速，若车速大于0则作为下车工况点；

若工况点车速为0，则判断工况点的发动机转速是否在上车转速阈值范围内；

若工况点的发动机转速不在所述上车转速阈值范围内，则作为下车工况点；

若工况点的发动机转速在所述上车转速阈值范围内，则判断工况点的扭矩与平均扭矩之差，是否小于扭矩差阈值；

若小于扭矩差阈值，则作为下车工况点；

若大于扭矩差阈值，则作为上车工况点。

所述运算模块还包括：

上车工况单元，用于利用Matlab计算模型对上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；所述上车部分工况因素数据包括上车工况转速分布数据、上车工况扭矩分布数据、上车工况转速扭矩二维分布数据。

所述运算模块还包括：

下车工况单元，用于利用Matlab计算模型对下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据；所述下车部分工况因素数据包括下车工况油门开度分布数据、下车工况转速分布数据、下车工况扭矩分布数据、下车工况车速分布数据、下车工况转速扭矩二维分布数据。

通过以上技术方案可知，本发明存在的有益效果是：利用路谱对汽车起重机的运行工况点进行收集，并使用Matlab计算模型对所述工况点进行分类分析以及统计运算，最终实现将上车工况与下车工况以工况因素数据的形式直观展现出来；所述工况因素数据，为后续发动机的优化分析提供了充分的理论依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为现有技术中汽车起重机示意图；

图2为本发明实施例所述方法流程图；

图3为本发明实施例所述Matlab计算模型对工况点划分原理图；

图4A～H为本发明实施例所述工况因素数据图；

图5为本发明实施例所述系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种起重机工况因素数据采集方法及系统，通过对汽车起重机的运行工况进行收集，并进一步的分析计算，得到工况因素数据，用以进行后续发动机的优化设计。参见图2所示，为本发明所述方法的具体实施例，所述方法包括：

步骤201、采集起重机运行过程中的工况路谱；所述路谱中包括若干工况点。

本实施例中，所述路谱中包括了起重机运行过程中，一个工况点的诸多项数据。如表1所示：

表1

表1中每一行即代表1个工况点。

步骤202、对所述路谱中的工况点进行区分；将上车操作过程中的工况点作为上车工况点；将下车操作过程中的工况点作为下车工况点。

在表1包括的诸多工况点中，一部分是上车操作过程中运行产生的工况点，另一部分是下车操作过程中运行产生的工况点，本步骤中即对上述工况点逐一的进行划分。

本步骤中，将预先建立Matlab计算模型，并将所述工况点代入Matlab计算模型中；所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分。Matlab计算模型对于工况点的划分原理如图3所示流程，具体为：

a、判断工况点的车速，若车速大于0则作为下车工况点，否则进入步骤b。

显而易见，上车工况下，车速不可能大于0，所以若车速大于0必然属于下车工况点。若车速等于0，则还需进一步判断。

b、判断工况点的发动机转速是否在上车转速阈值范围内，若工况点的发动机转速不在所述上车转速阈值范围内，则作为下车工况点；否则进入步骤c。

c、判断工况点的扭矩与平均扭矩之差，是否小于扭矩差阈值，若小于扭矩差阈值，则作为下车工况点；若大于扭矩差阈值，则作为上车工况点

进一步的，对工况点的转速和扭矩进行判断，只有当一个工况点，转速在上车转速阈值范围内，并且的扭矩与平均扭矩之差大于扭矩差阈值时，才能够视为是上车工况点，其余情况均认定为下车工况点。

本实施例中，所述上车转速阈值范围为750～1900转/分，扭矩差阈值为20Nm。

步骤203、针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据。

在所述Matlab计算模型中，采集到上车工况点和下车工况点之后，分别进行进一步的统计运算，以便将上车工况与下车工况以数据的形式直观展现出来，便完成了工况因素数据的采集。后续如果对所述工况因素数据进行专业的分析处理，可以更为高效的实现发动机性能的优化，不过后续过程并不包括在本实施例的整体技术方案当中，在此不作赘述。

所述上车部分工况因素数据包括上车工况转速分布数据、上车工况扭矩分布数据、上车工况转速扭矩二维分布数据。所述下车部分工况因素数据包括下车工况油门开度分布数据、下车工况转速分布数据、下车工况扭矩分布数据、下车工况车速分布数据、下车工况转速扭矩二维分布数据。参见图4A～图4H。

通过以上技术方案可知，本实施例存在的有益效果是：利用路谱对汽车起重机的运行工况点进行收集，并使用Matlab计算模型对所述工况点进行分类分析以及统计运算，最终实现将上车工况与下车工况以工况因素数据的形式直观展现出来；所述工况因素数据，为后续发动机的优化分析提供了充分的理论依据。

参见图5所示，为本发明所述系统的具体实施例。本实施例中所述系统用于实现前述实施例中所述的方法，其技术方案本质上与前述实施例一致，前述实施例中相关描述，同样适用于本实施例中。本实施例中所述系统包括：

路谱模块，用于采集起重机运行过程中的工况路谱；所述路谱中包括若干工况点。

运算模块，用于对所述路谱中的工况点进行区分；将上车操作过程中的工况点作为上车工况点；将下车操作过程中的工况点作为下车工况点；针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据。

所述运算模块中预先建立Matlab计算模型，并将所述工况点代入Matlab计算模型中；所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分。

所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分具体为：

判断工况点的车速，若车速大于0则作为下车工况点；

若工况点车速为0，则判断工况点的发动机转速是否在上车转速阈值范围内；

若工况点的发动机转速不在所述上车转速阈值范围内，则作为下车工况点；

若工况点的发动机转速在所述上车转速阈值范围内，则判断工况点的扭矩与平均扭矩之差，是否小于扭矩差阈值；

若小于扭矩差阈值，则作为下车工况点；

若大于扭矩差阈值，则作为上车工况点。

所述运算模块还包括：

上车工况单元，用于利用Matlab计算模型对上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；所述上车部分工况因素数据包括上车工况转速分布数据、上车工况扭矩分布数据、上车工况转速扭矩二维分布数据。

所述运算模块还包括：

下车工况单元，用于利用Matlab计算模型对下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据；所述下车部分工况因素数据包括下车工况油门开度分布数据、下车工况转速分布数据、下车工况扭矩分布数据、下车工况车速分布数据、下车工况转速扭矩二维分布数据。

通过以上技术方案可知，本实施例存在的有益效果是：利用路谱对汽车起重机的运行工况点进行收集，并使用Matlab计算模型对所述工况点进行分类分析以及统计运算，最终实现将上车工况与下车工况以工况因素数据的形式直观展现出来；所述工况因素数据，为后续发动机的优化分析提供了充分的理论依据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种起重机工况因素数据采集方法，其特征在于，所述方法包括：

采集起重机运行过程中的工况路谱；所述路谱中包括若干工况点；

对所述路谱中的工况点进行区分；将上车操作过程中的工况点作为上车工况点；将下车操作过程中的工况点作为下车工况点；

针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；

针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述路谱中的工况点进行区分具体为：

预先建立Matlab计算模型，并将所述工况点代入Matlab计算模型中；

所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分具体为：

判断工况点的车速，若车速大于0则作为下车工况点；

若工况点车速为0，则判断工况点的发动机转速是否在上车转速阈值范围内；

若工况点的发动机转速不在所述上车转速阈值范围内，则作为下车工况点；

若工况点的发动机转速在所述上车转速阈值范围内，则判断工况点的扭矩与平均扭矩之差，是否小于扭矩差阈值；

若小于扭矩差阈值，则作为下车工况点；

若大于扭矩差阈值，则作为上车工况点。

4.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据具体为：

利用Matlab计算模型对上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；

所述上车部分工况因素数据包括上车工况转速分布数据、上车工况扭矩分布数据、上车工况转速扭矩二维分布数据。

5.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据具体为：

利用Matlab计算模型对下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据；

所述下车部分工况因素数据包括下车工况油门开度分布数据、下车工况转速分布数据、下车工况扭矩分布数据、下车工况车速分布数据、下车工况转速扭矩二维分布数据。

6.一种起重机工况因素数据采集系统，其特征在于，所述系统包括：

路谱模块，用于采集起重机运行过程中的工况路谱；所述路谱中包括若干工况点；

运算模块，用于对所述路谱中的工况点进行区分；将上车操作过程中的工况点作为上车工况点；将下车操作过程中的工况点作为下车工况点；针对所述上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；针对所述下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据。

7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述运算模块中预先建立Matlab计算模型，并将所述工况点代入Matlab计算模型中；所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分。

8.根据权利要求7所述系统，其特征在于，所述Matlab计算模型对所述路谱中的工况点进行区分具体为：

判断工况点的车速，若车速大于0则作为下车工况点；

若工况点车速为0，则判断工况点的发动机转速是否在上车转速阈值范围内；

若工况点的发动机转速不在所述上车转速阈值范围内，则作为下车工况点；

若工况点的发动机转速在所述上车转速阈值范围内，则判断工况点的扭矩与平均扭矩之差，是否小于扭矩差阈值；

若小于扭矩差阈值，则作为下车工况点；

若大于扭矩差阈值，则作为上车工况点。

9.根据权利要求7或8所述系统，其特征在于，所述运算模块还包括：

上车工况单元，用于利用Matlab计算模型对上车工况点进行统计运算，得到上车部分工况因素数据；所述上车部分工况因素数据包括上车工况转速分布数据、上车工况扭矩分布数据、上车工况转速扭矩二维分布数据。

10.根据权利要求7或8所述系统，其特征在于，所述运算模块还包括：

下车工况单元，用于利用Matlab计算模型对下车工况点进行统计运算，得到下车部分工况因素数据；所述下车部分工况因素数据包括下车工况油门开度分布数据、下车工况转速分布数据、下车工况扭矩分布数据、下车工况车速分布数据、下车工况转速扭矩二维分布数据。