CN112610341A

CN112610341A - 拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法

Info

Publication number: CN112610341A
Application number: CN202110019151.1A
Authority: CN
Inventors: 黄风清; 姜锋; 张红星; 胡实
Original assignee: Shanghai Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Shanghai Diesel Engine Co Ltd
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2021-04-06

Abstract

本发明公开了一种拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法，包括：在拖拉机柴油机的控制系统中设置有标准工作模式和功率加强工作模式，功率加强工作模式下的柴油机的输出功率大于标准工作模式下的柴油机输出功率；拖拉机柴油机控制单元ECU分别采集动力输出PTO档位信息、变速箱档位信息以及柴油机转速数据；若动力输出PTO档位处在工作档位上，并且变速箱档位处在工作档位上，并且柴油机的转速小于超负荷临界转速，则将柴油机的工作模式设定为功率加强工作模式，否则设定为标准工作模式。本发明的柴油机功率调控方法避免了拖拉机进行PTO大负荷作业时柴油机输出功率不足的情况，保证作业能正常稳定进行，同时也不会对变速箱造成伤害。

Description

拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法

技术领域

本发明涉及一种拖拉机柴油机的控制方法，尤其涉及一种拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法。

背景技术

用于农耕作业的拖拉机，其上有动力输出PTO（英文power take-off的缩写，中译文为动力输出，一种机械动力输出端），动力输出PTO的动力来自拖拉机的柴油机，也就是说，拖拉机柴油机的输出功率除了用于自身行走外还用于驱动动力输出PTO，即动力输出PTO与拖拉机行走共享柴油机的输出功率。

用于农耕作业的农机具可分为两种，一种是PTO驱动农机具，比如，另一种是非PTO驱动农机具。所述PTO驱动农机具上都设置有专门与所述动力输出PTO连接的动力输入端，PTO驱动农机具与拖拉机的动力输出PTO连接后，拖拉机则可带动并驱动农耕机具在农田里进行相应的农耕作业，比如旋耕机属于PTO驱动农机具，旋耕机的PTO动力输入端与拖拉机的动力输出PTO连接后，拖拉机则可带动旋耕机在农田里进行旋耕作业。而所述非PTO驱动农机具并不需要动力输出PTO提供动力，因此其上并不设置PTO动力输入端，比如铧犁，在用铧犁进行犁地作业时，铧犁由拖拉机牵引，其犁地的驱动力完全依靠拖拉机的牵引力，也就是说，驱动力来自于拖拉机的行走系统。

动力输出PTO有档位操作杆，该档位操作杆有两个档位，两个档位分别为工作档位和空档，当操作杆切入到工作档时，动力输出PTO则受柴油机驱动而运转，当操作杆切入到空档时，动力输出PTO则与柴油机脱离开而停止运转。一般来说，当拖拉机带动的是PTO驱动农机具时，作业时则将档位操作杆切入工作档位，而当拖拉机带动的是非PTO驱动农机具时，作业时则将档位操作杆切入空档。

目前，现有拖拉机的柴油机的控制系统中没有运行模式之分，只有一种标准工作模式，在唯一的标准工作模式下运转，柴油机的输出功率是恒定不变的。该标准工作模式下的柴油机输出功率是依据拖拉机的设计指标确定的，动力输出需要满足与之匹配的农机具的动力需求，还需要保证拖拉机的动力传动系统的可靠性，在拖拉机用柴油机标准工作模式下，柴油机的输出功率能够保证动力传动系统的可靠性，不会对包括变速箱在内的动力系统造成伤害。

然而，在实际工作中，PTO驱动农机具作业的负荷往往是较大的，拖拉机柴油机的输出功率往往会大量分流至动力输出PTO，而分流至行走系统的功率则变小，由此导致拖拉机的行走速度变慢，拖拉机整体表现出动力不足的情况，整体作业效率则会降低。比如用旋耕机对农田进行旋耕作业，随着农耕要求的提高，一方面，为了节约成本及提高耕作效率，对已收割完成的土地，往往省略犁耕作业工序，直接对未整地进行旋耕作业，另一方面，对于旋耕作业的旋耕深度要求也越来越高，上述两方面情况势必会导致旋耕作业的负荷加大，旋耕机对动力输出PTO的功率需求变大。而如前所述，动力输出PTO与拖拉机行走是共享柴油机的输出功率的，那么，当动力输出PTO的功率需求变大时，拖拉机行走系统所能获得的柴油机输出功率则变小，拖拉机的行走速度则会变慢，从而使得旋耕作业效率降低。

就目前而言，解决上述矛盾的措施是提升标准工作模式下的柴油机输出功率，这样的措施虽然能够解决动力输出PTO大负荷农耕作业时拖拉机动力不足的问题，但是也带来了新的问题。如果拖拉机带动非PTO驱动农机具进行作业时，比如带动铧犁进行犁地作业时，动力输出PTO无动力输出，柴油机输出功率全部经变速箱传递给行走系统，若提升柴油机的输出功率，变速箱将会承受很大的功率输入，从而可能会对变速箱造成伤害，比如变速箱传动抽断裂或者传动齿轮破碎等，最终使得变速箱报废。

此外，目前拖拉机的柴油机中均设置有ECU（英文Electronic Control Unit的缩写，中译文为电子控制单元），该ECU也经常被称为行车电脑，通过ECU可对柴油机的运行过程进行程序性的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法，该柴油机功率调控方法避免了拖拉机进行动力输出PTO大负荷作业时柴油机输出功率不足的情况，从而保证作业能正常稳定地进行，同时也不会对变速箱造成伤害，进而保证了变速箱的稳定工作。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法，包括如下步骤：

步骤1，在拖拉机柴油机的控制系统中设置有标准工作模式和功率加强工作模式，功率加强工作模式下设定的柴油机输出功率大于标准工作模式下的柴油机输出功率；

步骤2，拖拉机柴油机控制单元ECU分别采集动力输出PTO档位信息、变速箱档位信息以及柴油机转速数据；

步骤3，拖拉机柴油机控制单元ECU对所采集的动力输出PTO档位信息、变速箱档位信息以及柴油机转速数据进行判断，若动力输出PTO档位处在工作档位上，并且变速箱档位处在工作档位上，并且柴油机的转速小于超负荷临界转速，则将柴油机的工作模式设定为功率加强工作模式，否则将柴油机的工作模式设定为标准工作模式。

进一步地，所述功率加强工作模式下的柴油机输出功率设定为在标准工作模式下的柴油机输出功率的110%~130%。

进一步地，所述超负荷临界转速为可设定参数。

进一步地，所述超负荷临界转速的值设定为1900r/min。

当拖拉机进行作业时，柴油机的控制单元ECU判断动力输出PTO档位是否处在工作档位上、变速箱档位是否处在工作档位上、柴油机的转速是否小于超负荷临界转速，若上述三个条件均成立的话，则认为动力输出PTO处于大负荷作业状态，柴油机的控制单元ECU会控制柴油机进入功率加强工作模式，若上述三个条件有一个不成立的话，则认为动力输出PTO的作业负荷不大或没有负荷，柴油机的控制单元ECU会控制柴油机进入标准工作模式。在标准工作模式下，柴油机的输出功率不会对变速箱造成伤害。而在功率加强工作模式下，柴油机的输出功率则在标准工作模式的基础上进行提升，以应对动力输出PTO大负荷作业时发生的柴油机输出功率不足的情况。由于功率加强工作模式下，大部分的柴油机输出功率分流至动力输出PTO所驱动的PTO驱动农机具上，而经变速箱分流至行走系统的功率占比不大，即使提升柴油机的输出功率，其对变速箱的影响也不大，因此也不会对变速箱造成伤害。

本发明的柴油机功率调控方法相对现有技术，针对拖拉机动力输出PTO大负荷作业，在柴油机控制系统中设置了功率加强工作模式，其有益效果在于：当拖拉机动力输出PTO处于大负荷作业时，拖拉机柴油机则切换至功率加强工作模式，当拖拉机柴油机处在功率加强工作模式下，柴油机的输出功率在标准工作模式的基础上进行提升，从而避免了拖拉机进行动力输出PTO大负荷农耕作业时柴油机输出功率不足的情况，进而保证农耕作业能正常稳定地进行；而拖拉机柴油机只有在功率加强工作模式下才会提升输出功率，此时提升输出功率并不会对变速箱造成伤害，从而保证了变速箱的稳定工作。

附图说明

图1为本发明拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本实施方式为一种拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法，该柴油机功率调控方法能使拖拉机柴油机在进行动力输出PTO大负荷作业中出现动力不足的情况时提升柴油机的输出功率，从而保证作业正常稳定地进行。

参见图1，具体来说，本实施方式的柴油机功率调控方法包括如下步骤：

步骤1，在拖拉机柴油机的控制系统中设置有标准工作模式和功率加强工作模式，功率加强工作模式下设定的柴油机的输出功率大于标准工作模式下的柴油机输出功率。更具体地，所述功率加强工作模式下的柴油机输出功率为在标准工作模式下的柴油机输出功率的基础上提升Y%，其中Y为可设定参数，该Y的较佳取值范围为10~30，即，所述功率加强工作模式下的柴油机输出功率较佳设定范围为在标准工作模式下的柴油机输出功率的110%~130%。这里所述的功率提升，其具体实现是提升柴油机的供油量，柴油机供油量的提升则可使柴油机输出功率提升。

步骤2，拖拉机柴油机控制单元ECU分别采集动力输出PTO档位信息、变速箱档位信息以及柴油机转速数据。具体来说，变速箱上设置有档位位置传感器，控制单元ECU可通过档位位置传感器采集变速箱档位信息；柴油机上设置有转速传感器，控制单元ECU可通过转速传感器采集柴油机转速数据；而在动力输出PTO的档位操作杆上设置有角度传感器，控制单元ECU可通过该角度传感器感知并采集动力输出PTO档位信息。

步骤3，控制单元ECU对所采集的动力输出PTO档位信息、变速箱档位信息以及柴油机转速数据进行判断，若动力输出PTO档位处在工作档位上，即动力输出PTO档位不处在空档上，并且变速箱档位处在工作档位上，即变速箱档位不处在空档上，并且柴油机的转速小于超负荷临界转速，则将柴油机的工作模式设定为功率加强工作模式，以提升柴油机的输出功率，否则将柴油机的工作模式设定为标准工作模式。如前所述，当柴油机处于功率加强工作模式下时，则在标准工作模式的基础上对柴油机输出功率进行提升，以克服动力不足的问题。

更具体地，所述超负荷临界转速为可设定参数，工程技术人员可根据实际情况对该超负荷临界转速进行调整。超负荷临界转速的最佳设定值为1900r/min，即每分钟1900转。

当拖拉机进行作业时，柴油机的控制单元ECU判断动力输出PTO档位是否处在工作档位上、变速箱档位是否处在工作档位上、柴油机的转速是否小于超负荷临界转速，若上述三个条件均成立的话，则认为动力输出PTO处于大负荷作业状态，柴油机的控制单元ECU则会控制柴油机进入功率加强工作模式，若上述三个条件有一个不成立的话，则认为动力输出PTO的作业负荷不大或没有负荷，柴油机的控制单元ECU则会控制柴油机进入标准工作模式。在标准工作模式下，柴油机的输出功率是设计匹配好的，因此不会对变速箱造成伤害。而在功率加强工作模式下，柴油机的输出功率则在标准工作模式的基础上进行提升，以应对动力输出PTO大负荷作业时发生的柴油机输出功率不足的情况。由于功率加强工作模式下，大部分的柴油机输出功率分流至动力输出PTO所驱动的PTO驱动农机具上，而经变速箱分流至行走系统的功率占比不大，即使提升柴油机的输出功率，其对变速箱的影响也不大，因此也不会对变速箱造成伤害。

本实施方式的柴油机功率调控方法尤其针对利用旋耕机进行的旋耕作业，采用本实施方式的柴油机功率调控方法后，拖拉机进行旋耕作业的效率得到了大幅的提高，不会再出现动力不足的情况。

拖拉机采用本实施方式的柴油机功率调控方法，一方面，避免了拖拉机进行动力输出PTO大负荷作业时柴油机动力不足的情况，从而保证作业能正常稳定地进行，另一方面，拖拉机柴油机只有在功率加强工作模式下才会提升输出功率，如前述，此时提升输出功率并不会对变速箱造成伤害，从而保证了变速箱的稳定工作。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法，其特征在于：所述功率加强工作模式下的柴油机输出功率设定为在标准工作模式下的柴油机输出功率的110%~130%。

3.根据权利要求1所述拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法，其特征在于：所述超负荷临界转速为可设定参数。

4.根据权利要求3所述拖拉机农耕作业时的柴油机功率调控方法，其特征在于：所述超负荷临界转速的值设定为1900r/min。