汽车燃油经济性检测方法与设备

2023-10-11 理论教育版权反馈

【摘要】：知识点一常见油耗仪工作原理及使用汽车燃油经济性的测量方法主要有容积法、质量法、超声波法和碳平衡法等。前两种方法需要使用专用的油耗仪，现在燃油消耗量的测量主要采用容积法和质量法。称重装置的秤盘上装有油杯2，燃油经电磁阀4 加入油杯。由于它的体积较小、安装简便，VBOX 数据采集系统非常适合汽车综合测试时使用。② 能完成国家标准要求的汽车动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性能等实验。

【知识引导】

知识点一　常见油耗仪工作原理及使用

汽车燃油经济性的测量方法主要有容积法、质量法、超声波法和碳平衡法等。前两种方法需要使用专用的油耗仪，现在燃油消耗量的测量主要采用容积法和质量法。

1.容积法

容积法是采用容积式油耗仪，通过测量发动机运转时累计消耗的燃油总容量，同时记录汽车行驶时间和行驶里程，然后换算成汽车的燃油消耗量。

容积式油耗仪分为定容式和容量式两种。定容式油耗仪主要用于汽油发动机的台架试验，是通过测量消耗一定容积的燃油所需时间来计算燃油消耗量的，不能用于瞬时油耗的测量。容量式油耗仪可以进行连续测量，有膜片式、往复活塞式和行星活塞式等多种结构形式。其中，膜片式油耗仪具有结构简单、密封性好、对燃油清洁性要求低等优点，但使用中膜片将不可避免地产生塑性变形，因而需要经常校准；往复活塞式油耗仪（见图2-1）的密封和排气问题不易解决，目前使用较少；行星活塞式油耗仪具有结构紧凑、布置对称、计量精度高、适合道路试验等优点，目前油耗测量主要采用这种结构，但它具有设备成本高、对燃油清洁性要求高等不足。

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图2-1　容积式（往复活塞式）油耗仪

容积法的工作原理：使被测燃油充满一定容量的测量室，通过充满测量室的次数，可得出被测燃油的总量，然后再除以测定时间或行驶里程即可得到平均燃油消耗量。流量检测装置是由流量变换机构及信号转换机构组成的。如图2-2 所示，曲轴每旋转一圈，各缸分别泵油一次，曲轴每转一周的泵油量为

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图2-2　容积式油耗仪

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式中　V——四缸排油量（cm3）；

4——4 个油缸；

π d2/4——某一活塞的截面面积（cm2）；

2h——2 倍制的曲轴偏心距，即活塞行程。

经上述流量变换机构的转换后，燃油消耗量转化为流量变换机构曲轴的旋转圈数。

2.质量法

质量式油耗仪由称重装置、计数装置和控制装置组成，如图2-3 所示。

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图2-3　质量式油耗仪

在测量消耗一定质量的燃油所需的时间后，即可按下式计算出单位时间内发动机的燃油消耗量。

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式中　ω——燃油质量（g）；

t——测量时间（s）；

G——燃油消耗量（kg/h）。

称重装置通常利用台秤改制，量程为10 kg，称重误差为±0.1%。称重装置的秤盘上装有油杯2，燃油经电磁阀4 加入油杯。电磁阀的开闭由装在平衡块上的行程限位器12 拨动两个微型限位开关7 和13 来控制。光电传感器给出油耗始点和终点信号，它由两个光电二极管6、8 和装在棱形指针上的光源9 组成，光电二极管6 为固定式，光电二极管8 装在活动滑块上，滑块通过齿轮齿条机构移动，齿轮轴与鼓轮11 相连，计量的燃油量通过转动鼓轮11 从刻度盘上读出。计量开始时，光源9 的光束射在光电二极管6上，光电二极管6 发出信号，使计数器1 开始计数，随着油杯中燃油的消耗，指针移动。当光束射到光电二极管8 上时，光电二极管8 发出信号，使计数器1 停止计数。

上述质量式油耗仪有一个系统误差，即测量时油杯中油面高度发生变化，使得伸入油杯中的油管浮力的反作用力也随之发生变化，从而造成称重时存在系统误差，此项系统误差必须根据汽车耗油量及油杯液面高度变化情况进行修正。此外，使用百公里油耗量单位时，在换算时还须考虑燃油密度与温度之间的关系。(www.chuimin.cn)

3.油耗仪的安装

油耗仪的安装注意事项：

① 油耗仪传感器串接在燃料系供油管道上；

② 传感器的进出油管最好为透明塑料管；

③ 管道产生气泡、发生泄漏，应仔细检查并消除泄漏。

知识点二　VBOX 数据采集系统

基于GPS 的VBOX Ⅲ数据采集系统是一种功能强大的仪器。它是新一代的高性能卫星接收器，主机用于测量移动汽车的速度和距离，并且提供横纵向加速度值、减速度、MFDD（平均减速度）、时间及制动、滑行、加速等距离的准确测量；外接各种模块和传感器可以采集油耗、温度、加速度、角速度及角度、转向角速度及角度、转向力矩、制动踏板力、制动踏板位移、制动风管压力、车辆CAN（控制器局域网）接口信息等其他数据。由于它的体积较小、安装简便，VBOX 数据采集系统非常适合汽车综合测试时使用。由于VBOX 本身带有标准的模拟、数字、CAN 总线接口，整个系统的功能可以根据用户的需要进行扩充。VBOX 系统组成如图2-4 所示。

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