混凝土泵车发动机万有特性建模与工况优化

摘要

混凝土泵车是一种大功率，高能耗的专用车辆，广泛地应用于建筑施工作业中。泵车工作条件恶劣，负载变化范围大，而泵车发动机在同一种油耗模式下工作，常常偏离经济油耗区，发动机功率利用率低，燃油浪费严重。本文对混凝土泵车发动机进行了建模与工况参数优化匹配。主要研究工作如下： (1)提出了一种混凝土泵车发动机万有特性的在线测试方法，将泵车发动机输出扩展到底盘传动系统，用混凝土泵车的液压工作系统对发动机进行加载，避免了发动机台架试验，也避免对发动机扭矩的直接测量。 (2)研究了用神经网络建立发动机万有特性模型的原理和技术，建立了两种底盘型号混凝土泵车发动机的万有特性模型，并通过现场试验验证了模型的正确性。 (3)根据混凝土泵车发动机万有特性模型，对两种底盘型号的泵车工况进行优化匹配，工况优化后的泵车节油效果明显，其中一型号泵车的最大节油百分比达21.18％，在满负荷工况下节油百分比达7.59％。 (4)获得了两种底盘型号混凝土泵车发动机的全局功率经济目标控制曲线，为混凝土泵车功率匹配设计提供了理论依据。 本文研究成果均经过试验验证，并应用于泵车的改进设计，所提出的方法和技术可推广到其他工程机械。

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2功率匹配及控制技术研究现状

1.3论文主要内容

第二章功率匹配理论分析

2.1柴油机特性

2.1.1速度特性

2.1.2负荷特性

2.1.3调速特性

2.1.4万有特性

2.2功率匹配理论基础

2.2.1发动机最佳工作点

2.2.2柴油机与液压泵的功率匹配原理

第三章发动机万有特性建模方法

3.1发动机万有特性曲线传统绘制方法

3.2发动机万有特性数值计算法

3.2.1二元抛物线插值法

3.2.2负荷特性法

3.2.3曲面拟合法

3.3基于曲面插值的发动机万有特性曲线绘制方法

3.4基于人工神经网络的万有特性建模方法

3.4.1 BP神经网络简介

3.4.2发动机万有特性的神经网络建模方法

3.5万有特性建模方法比较

第四章混凝土泵车发动机万有特性建模

4.1混凝土泵车简介

4.1.1基本构造

4.1.2工作原理

4.2混凝土泵车能耗分析

4.2.1机械摩擦损失

4.2.2液压能量损失

4.2.3液压系统冲击能量损失

4.2.4发动机和变量泵匹配能量损失

4.3混凝土泵车发动机万有特性参数测试方法

4.3.1测试方案

4.3.2液压泵效率测试

4.3.3混凝土泵车发动机万有特性数据测试

4.4混凝土泵车发动机万有特性建模

4.5混凝土泵车发动机万有特性模型的验证

第五章混凝土泵车发动机工况优化

5.1混凝土泵车发动机工况优化原理

5.2混凝土泵车发动机工况优化结果

结 论

参考文献

致 谢

附录攻读学位期间发表论文