燃油消耗量的测量方法李锥

燃油消耗量的测量方法汽车(qìchē)燃油经济性实验共三十三页燃油消耗量的测定方法可采用容积法、质量法和碳平衡法等多种方法。前两种可构成各种形式的油耗仪进行(jìnxíng)直接分析测量，而碳平衡法是通过排气分析仪对汽车排气污染物中的CO、CO2和HC体积排放测量的分析，间接得出燃油消耗量的方法。一、燃油消耗量的测量方法共三十三页燃油消耗量测定的试验中要测量：车速、距离、时间和燃料消耗量等参数。道路试验测量时，车速、距离和时间用第五轮仪或非接触式车车速仪。室内模拟道路试验时，采用底盘测功机来模拟汽车行驶时的道路，燃料消耗量的检测仪器(yíqì)使用油耗仪。

一、燃油消耗量的测量方法共三十三页共三十三页（一）容积(róngjī)法容积(róngjī)式油耗仪分为定容式和容量式两种。定容式油耗仪是通过测定消耗一定容量的燃料所需时间来计算油耗量。容量式油耗仪是通过测定一定时间内消耗的燃油容积，按下式计算得到燃油消耗量Qf：式中：Qf－燃油消耗量,kg/h,V－消耗的燃油容积，mL；

γ－燃油比重,kg/L,t－消耗容积为V的燃油所经 历的时间，s。1．测量原理共三十三页容积(róngjī)法测量油耗量的油耗计1-油箱(yóuxiāng)2-开关3-滤油器4-三通阀5-量瓶共三十三页2.行星(xíngxīng)活塞式油耗仪

行星活塞式油耗仪由滤清排气装置、四活塞联动式流量传感器、路程传感器、测量(cèliáng)仪表和快速连接接头等组成。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，再除以测定时间间隔或行驶里程即可得平均燃油消耗量。行星活塞式油耗仪的组成（一）容积法共三十三页1）滤清排气装置

为保护(bǎohù)油耗计，燃油在进入油耗传感器前须滤清，滤清器滤芯用陶土制成，在滤芯中心装有磁环，以加强对燃料中金属杂质的滤清效果。行星(xíngxīng)活塞式油耗仪的滤清排气装置（一）容积法共三十三页2）四活塞联动(liándònɡ)式流量传感器四活塞联动式流量传感器由流量/转速变换部和转速/脉冲信号变换部两部分组成。流量/转速变换部是将一定容积的燃油流量变为曲轴的旋转运动。燃油在泵油压力作用下，推动活塞运动做往复直线运动，四个活塞共同带动小曲轴转动，从而(cóngér)将燃油流量变为曲轴的旋转运动。转速/脉冲信号变换部是通过光栅，经光电变换将曲轴的旋转运动变换为脉冲电信号。（一）容积法共三十三页四活塞(huósāi)联动式油耗传感器的结构共三十三页四活塞(huósāi)联动式流量传感器的工作原理共三十三页图示序号曲轴位置活塞1活塞2活塞3活塞4图a0°进油行程排油终了排油行程进油终了图b90°进油终了进油行程排油终了排油行程图c180°排油行程进油终了进油行程排油终了图d270°排油终了排油行程进油终了进油行程4个活塞(huósāi)在图（a）～（d）所示位置的进排油情况曲轴每旋转一周(yīzhōu)，四个活塞各往复运动一次，完成一个进排油循环。各缸分别排油一次，其排油量可用下式确定：V=4·(πd2/4)·2h=2πd2h 式中：V－四缸排油量，cm3；

d－油缸直径，cm；

h－曲轴偏心距，cm。共三十三页（二）质量(zhìliàng)法

质量(zhìliàng)式油耗传感器由称量装置、计数装置和控制装置组成。通过测定消耗一定质量的燃油所经历的时间，经下式计算得到燃油消耗量Qf：式中:Qf－燃油消耗量，g；

t－消耗的燃油质量G所经历的时间，s。1．测量原理共三十三页质量(zhìliàng)式油耗仪外接油箱，将汽车(qìchē)进油管与排油管一起接入油箱。检测方法：检测油箱中油质量变化推断出燃油消耗量（二）质量法共三十三页工作(gōngzuò)原理称量装置的秤盘上装有油杯1，燃油经电磁阀3加入油杯。电磁阀的开闭由装在平衡块上的行程限位器8拨动两个(liǎnɡɡè)微型限位开关6和7进行控制。光电传感器由两个光电二极管5、10和装在棱形指针上的光源9组成，用于给出油耗始点和终点信号。光电二极管5为固定式，光电二极管10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12相连，计量的燃油量通过转动鼓轮12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5上，光电二极管发出信号使计数群13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10上时，光电二极管10发出信号，使计数器停止计数。共三十三页（三）碳平衡(pínghéng)法汽(柴)油经过发动机燃烧后，根据质量守恒定律，排气中碳质量总和与燃烧前的燃油中碳质量总和相等。碳原子在汽(柴)油车排气中主要以CO2、C0和碳氢化合物(以CHx表示)的形式存在。因此，碳平衡法是通过废气分析仪对尾气中CO，CO2和HC体积排放测量的分析，得到排气中单位里程内的C元素含量，再与所用汽油中C元素含量相比而间接得出燃油消耗量的方法。这种方法可用于路试油耗的测量中，且不需要在汽车油路中串接油耗仪，避免了由于回油量大而影响(yǐngxiǎng)测量精度的问题。碳平衡油耗计算法是目前国际上通行的实验室内车辆工况法油耗试验方法。共三十三页（四）电喷汽车(qìchē)油耗仪

由于电喷发动机的喷油压力很大，回油量多且油温较高，易造成(zàochénɡ)接在传感器上的回油管软化胀爆，严重威胁试验的安全。因此，对电喷发动机的油耗应采用电喷汽车油耗仪来测量。电喷油耗仪由电喷油耗传感器和测量仪表组成。电喷油耗传感器是由高精度流量传感器、安全阀、减压阀、燃油泵、温度及压力传感器、回油处理装置等组成。共三十三页电喷汽车(qìchē)油耗仪结构共三十三页二、油耗传感器在供油系中的安装(ānzhuāng)

只有精确地记录油耗传感器的脉冲数，才能准确地测定汽车油耗，这就要求必须保证：

(1)进入油耗传感器的燃油不得夹杂任何气体，否则，夹杂的气体可能使得(shǐde)通过油耗传感器燃油的脉冲数增加．

(2)经油耗传感器计数的燃油必须全部进入燃烧室，不得产生二次记数。 油耗传感器在汽车上的安装位置及连接方式随发动机供油系的不同而有所变化。共三十三页（一）汽油车

油耗传感器在化油器式汽车(qìchē)供油系中的安装1．化油器式共三十三页用普通油耗仪测油耗，应注意以下三点：1)处理压力(yālì)调节器的回油。如果多余的油回到油耗传感器的前面，则测出的油耗变成是发动机实际消耗的油加上回流的油。须增加一个三通阀，将压力(yālì)调节器的回油管接油耗传感器的输出端。见图a。2．电控发动机共三十三页

2)当油耗传感器及喷油泵间产生负压而引起(yǐnqǐ)气穴现象时，自油箱来的油压约为20KPa，须增加一个辅助泵，见图b。该辅助泵使燃油泵的进油端的油路保持正压，气穴现象不易发生，以进行稳定的油耗测量。共三十三页3）回油温度(wēndù)过高时，可采用如图c所示接法。油耗传感器在电喷汽油车供油系中的安装(ānzhuāng)共三十三页使用(shǐyòng)电喷油耗仪测油耗时，可用下图所示的接法。电喷油耗仪的油路连接(liánjiē)共三十三页（二）柴油车1.柱塞式喷油泵的柴油发动机

由于(yóuyú)输油泵的供油量比喷油泵的出油量多3～4倍。为保证进入喷油泵进油室内的油压稳定，滤清器或喷油泵上装有溢流阀，过量的燃油经溢流阀和回油管流向输油泵的进口或直接流向油箱。所以测量油耗时，只要将传感器安装在油箱与输油泵之间，并在传感器输出端的低压油路上增加一个三通阀，将燃油箱与油耗传感器输入端之间的回油管接在三通阀上即可。共三十三页柱塞式喷油泵的油路连接共三十三页2．装PT燃油泵的柴油发动机

PT输油泵是低压油泵，取消了高压油管。从输油泵输出的每循环供油量只有小部分(约20%)喷射到气缸内，其余大部分燃油对喷油器冷却后重新回到油箱里，并有大量的气泡随燃油一起回到油箱里。所以测量油耗时，应将油耗传感器安装在油箱与滤清器之间，在输出端的低压油路上(lùshɑng)增加一个三通阀。在喷油器的回油管路中增加一个油气分离器和一个散热器，然后接到三通阀上。油耗传感器所计量的油量仅是每循环喷入气缸的燃油量，因此可准确地测量装PT燃油泵的柴油车的燃油消耗量。共三十三页PT输油泵喷油泵的柴油发动机的油路连接(liánjiē)共三十三页三、油路中气泡(qìpào)的排除

空气泡会对油耗检测结果产生很大的影响，油耗传感器会把空气泡所占的容积当作燃油消耗量计量，使得检测数据偏高于实际(shíjì)油耗值，造成测量失真。共三十三页（一）汽油车油路中空气(kōngqì)泡的排除

空气泡产生的原因通常是：

1．拆装油管时，原本充盈的油管产生滴漏现象，使得油管装好后里面充满空气泡；

2．连接油管时，由于夹箍没夹好，接头处造成渗漏，形成空气泡；

3．汽油泵进油阀皮碗老化，密封性下降，造成供油压力不足，不断形成空气泡；

4．由于发动机过热，形成气阻产生空气泡；

5．从油箱(yóuxiāng)到汽油泵这一段管路局部老化、密封性差，不断产生空气泡；

6．汽油滤清器堵塞或油箱盖上气孔堵塞，造成汽油泵泵油形成“真空”，产生空气泡。共三十三页排除空气泡常采取如下方法(fāngfǎ)：1）用性能较稳定的电动汽油泵和汽油滤清器替换原车相应部件；2）装上短的密封性好的新油管，以缩短汽油泵到油耗传感器的油管长度，减小汽油泵到油耗传感器的油路阻力，从而避免空气泡对检测结果的影响。（二）汽油车油路中空气(kōngqì)泡的排除共三十三页（三）柴油车油路中空气(kōngqì)泡的排除

在柴油车油路中装好油耗传感器后，须用手动泵泵油，以泵油压力排除油路中的空气泡，与汽油车不同的是：1)汽油(qìyóu)车可在发动后排除空气泡，而柴油车须在发动前排尽油路中的空气泡；2)试验完毕，汽油车在拆去油耗传感器恢复其原油路时，无需排除空气泡，而柴油车在拆去传感器恢复原油路后仍需排除油路中产生的空气泡