油耗儀測量汽車燃油消耗量
發布時間:2017-09-15 責任編輯:wenwei
【導讀】汽車燃油消耗量的測量是評價汽車燃油經濟性的主要指標。汽油機燃油供給係統由過去的化油器式、機械噴油(K)、機電噴油(KE)發展到電子控製噴射式(JET),具ju有you很hen大da的de不bu同tong。柴chai油you機ji的de燃ran油you供gong給gei係xi統tong也ye進jin行xing了le改gai進jin,發fa生sheng了le很hen大da的de變bian化hua。我wo們men應ying根gen據ju發fa動dong機ji燃ran油you供gong給gei係xi統tong的de特te點dian,選xuan擇ze相xiang應ying的de測ce量liang儀yi器qi,正zheng確que連lian接jie和he使shi用yong,才cai能neng準zhun確que的de測ce量liang汽qi車che的de燃ran油you消xiao耗hao量liang。
發動機電控燃油供給係統的特點
化油器式發動機燃油供給係統是由油箱、燃油泵、濾清器、化油器、油管等部分組成。
電控燃油噴射供給係統是由油箱、電動燃油泵、濾清器、燃油壓力調節器、燃油脈動減振器、噴油器、油管等組成。由於電控燃油噴射技術的發展,機械式(K)或機電式( KE)噴射已被電子燃油噴射係統(EFI )典型的供油係統所取代。
目前在汽車上應用的EFI係統可分為D型、L型和MONO型三大類。D型是通過檢測進氣歧管絕對壓力(真空度),間接測量發動機吸入的空氣量來調節噴油量的EFI係統。由於汽車不同工況下發動機吸入的空氣量不同,氣流對進氣歧管的壓力波動,采用壓力傳感器很難準確地檢測進氣量。尤其是在汽車工況發生急劇變化,如汽車突然製動或加速時,其檢測精度較差,因而影響了D型EFI 係統在現代汽車中的推廣。取而代之的是L型EFI 係統,它是用空氣流量計直接測量發動機吸入的空氣量,因而有較高的檢測精度。D型和L型EFI係統均采用多點噴射(MPI),即每個氣缸的進氣歧管設一個噴油器,因而係統總體結構比較複雜,製造成本較高。目前最受歡迎的是MONO係統,該係統是一種低壓中央噴射係統,即單點噴射(SPI)係統,它隻在進氣總管設一個噴油器進行集中控製,使結構大為簡化。因此在轎車和載貨汽車上迅速推廣使用。
qiyoujidiankongpenshegongyouxitongshidiandongranyoubengbaranyoucongyouxiangzhongbengchu,jinglvqingqiguolvhouyoupeiyouguansongzhipenzui。youyuyoubengzaiyidingzhuansuxiayunzhuan,yincishuchudeyouliangbubian,dangyouluneiyalishenggaoshi,yalitiaojieqikaishigongzuo,cishijianyafadakai,duoyuderanyoujinghuiyouguanfanhuiyouxiang,congerbaochisonggeipenzuideranyouyalihengdingbubian。youyugongyouxitongdeyouyayiding,suoyipenyouqipenchuderanyouliangyupenyouqikaiqideshijianchengzhengbi,yincikeyitongguokongzhipenyouqidekaiqishijianlaikongzhixitongdegongyouliang。fadongjikongzhixitongyijieqimenkaiduhefadongjizhuansuzuoweizhuyaoshuruxinhao,youcilaiquedingjibenshuyouliang。zaitongguogezhongchuanganqijiangjiancedaodefadongjiyunxingzhuangtaicanshushurudiankongdanyuan(ECU),由ECU對基本輸油量進行修正,計算出所需的燃油量,然後控製電磁噴油器的開啟時間,達到精確控製噴油量的目的。

柴油機的燃料噴射係統是由噴油泵、噴油器、高壓油管及一些附屬輔助件組成。柴油機燃料輸送的簡單過程是:輸油泵將柴油送到濾清器,過濾後進入噴油泵(為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)充(chong)足(zu)的(de)燃(ran)料(liao)並(bing)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)的(de)壓(ya)力(li),要(yao)求(qiu)輸(shu)油(you)泵(beng)的(de)供(gong)油(you)量(liang)比(bi)噴(pen)油(you)泵(beng)的(de)需(xu)要(yao)量(liang)要(yao)大(da)得(de)多(duo),多(duo)餘(yu)的(de)柴(chai)油(you)就(jiu)經(jing)低(di)壓(ya)管(guan)回(hui)到(dao)油(you)箱(xiang),其(qi)它(ta)部(bu)分(fen)柴(chai)油(you)被(bei)噴(pen)油(you)泵(beng)壓(ya)縮(suo)至(zhi)高(gao)壓(ya))經jing過guo高gao壓ya油you管guan進jin入ru噴pen油you器qi直zhi接jie噴pen入ru氣qi缸gang燃ran燒shao室shi中zhong壓ya燃ran。傳chuan統tong的de柴chai油you機ji存cun在zai著zhe供gong油you不bu精jing確que的de問wen題ti,解jie決jue的de辦ban法fa是shi采cai用yong電dian子zi控kong製zhi燃ran油you噴pen射she技ji術shu。

第di一yi代dai柴chai油you機ji電dian控kong燃ran油you噴pen射she係xi統tong也ye稱cheng位wei置zhi控kong製zhi係xi統tong,它ta用yong電dian子zi伺si服fu機ji構gou代dai替ti調tiao速su器qi控kong製zhi供gong油you滑hua套tao位wei置zhi以yi實shi現xian供gong油you量liang的de調tiao整zheng,這zhe類lei技ji術shu已yi發fa展zhan到dao了le可ke以yi同tong時shi控kong製zhi定ding時shi和he預yu噴pen射she的de 係xi統tong。第di二er代dai係xi統tong也ye稱cheng時shi間jian控kong製zhi係xi統tong,其qi特te點dian是shi供gong油you仍reng維wei持chi傳chuan統tong的de脈mai動dong式shi柱zhu塞sai泵beng油you方fang式shi,但dan油you量liang和he定ding時shi的de調tiao節jie則ze由you電dian腦nao控kong製zhi的de強qiang力li快kuai速su響xiang應ying電dian磁ci閥fa的de開kai閉bi時shi刻ke所suo決jue定ding。第di三san代dai也ye稱cheng為wei直zhi接jie數shu控kong係xi統tong,它ta完wan全quan脫tuo開kai了le傳chuan統tong的de油you泵beng分fen缸gang燃ran油you供gong應ying方fang式shi,通tong過guo共gong軌gui壓ya力li和he噴pen油you壓ya力li時shi間jian的de綜zong合he控kong製zhi,實shi現xian各ge種zhong複fu雜za的de供gong油you回hui路lu和he特te性xing。
因柴油機的噴射係統形式多樣,因此柴油機的電控係統也形式多樣,有直列泵和分配泵的可變預行程 xitong,youjiyushijiankongzhibengzuixitong,youxuyagongguixitonghegaoyagongguixitongdeng。gezhongjishufangandouzaiyuanyoudejichushangyousuofazhan,dangaoyagongguixitongshizongdefazhanfangxiang。
gongguishidiankongranyoupenshejishutongguogongguizhijiehuojianjiedixingchenghengdingdegaoyaranyou,fensongdaomeigepenyouqi,bingjiezhuyujichengzaimeigepenyouqishangdegaosudiancikaiguanfadekaiqiyubihe,dingshi、定量地控製噴油器噴射至柴油機燃燒室的油量,從而保證柴油機達到最佳的燃燒比和良好的霧化,以及最佳的點火時間、足夠的點火能量和最少的汙染排放。

其主要由電控單元、高壓油泵、共軌管、電(dian)控(kong)噴(pen)油(you)器(qi)以(yi)及(ji)各(ge)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)組(zu)成(cheng)。低(di)壓(ya)燃(ran)油(you)泵(beng)將(jiang)燃(ran)油(you)輸(shu)入(ru)高(gao)壓(ya)油(you)泵(beng),高(gao)壓(ya)油(you)泵(beng)將(jiang)燃(ran)油(you)加(jia)壓(ya)送(song)入(ru)高(gao)壓(ya)油(you)軌(gui),高(gao)壓(ya)油(you)軌(gui)中(zhong)的(de)壓(ya)力(li)由(you)電(dian)控(kong)單(dan)元(yuan)根(gen)據(ju)油(you)軌(gui)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量(liang)的(de)油(you)軌(gui)壓(ya)力(li)以(yi)及(ji)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie),高(gao)壓(ya)油(you)軌(gui)內(nei)的(de)燃(ran)油(you)經(jing)過(guo)高(gao)壓(ya)油(you)管(guan),根(gen)據(ju)機(ji)器(qi)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai),由(you)電(dian)控(kong)單(dan)元(yuan)從(cong)預(yu)設(she)的(de)(三維控製數據表)中確定合適的噴油定時,噴油持續期由電液控製的電子噴油器將燃油噴入氣缸。
油耗儀測量燃油消耗量
依據 GB/T 12545.1~12545.2-2001《乘用車及商用車輛燃料消耗量試驗方法》,等deng速su行xing駛shi燃ran油you消xiao耗hao量liang的de測ce量liang,既ji可ke在zai底di盤pan測ce功gong機ji上shang進jin行xing,也ye可ke在zai道dao路lu上shang進jin行xing試shi驗yan。試shi驗yan所suo用yong儀yi器qi基ji本ben上shang都dou是shi活huo塞sai型xing容rong積ji式shi流liu量liang傳chuan感gan器qi。此ci種zhong類lei型xing的de傳chuan感gan器qi具ju有you攜xie帶dai方fang便bian、精度高等特點。典型的產品如日本小野測器的EP-2140 ,德國達特朗公司的DEL-2 等。
1、小野測器的EP-2140測量方法
(1)測量原理
小野EP-2140油耗儀的傳感器由兩部分構成:流量轉速變換部分和轉速脈衝變換部分。
liuliangzhuansubianhuanjigoushijiangyidingrongjideranyouliuliangbianweiquzhoudexuanzhuanyundong,tacaiyongxiangxinbuzhidesihuosaizhongxingongyongyigequzhoulianganjigou,dangranyouliuguoshiyicifanfujiaotidijinxingranyoudetianchongpaichu,tuidonghuosai—— —曲軸組運轉,曲軸旋轉一周即四個活塞各往複運動一次,完成一個循環。
轉速脈衝變換機構安裝在曲軸的另一端,由主動磁鐵、從動磁鐵、轉軸、光柵板、發光二極管、光敏管、電dian纜lan插cha座zuo及ji殼ke體ti等deng組zu成cheng。主zhu動dong磁ci鐵tie裝zhuang在zai曲qu軸zhou上shang,從cong動dong磁ci鐵tie裝zhuang在zai轉zhuan軸zhou上shang,轉zhuan軸zhou通tong過guo軸zhou承cheng支zhi承cheng在zai殼ke體ti內nei,轉zhuan軸zhou的de上shang端duan固gu定ding有you轉zhuan動dong光guang柵zha板ban,在zai固gu定ding光guang柵zha上shang、下xia方fang有you發fa光guang二er極ji管guan和he光guang敏min管guan。當dang曲qu軸zhou轉zhuan動dong時shi,由you於yu一yi對dui永yong久jiu磁ci鐵tie的de吸xi引yin作zuo用yong,轉zhuan軸zhou及ji其qi上shang的de轉zhuan動dong光guang柵zha也ye隨sui之zhi轉zhuan動dong,通tong過guo發fa光guang二er極ji管guan和he光guang敏min管guan的de光guang電dian作zuo用yong,把ba曲qu軸zhou的de轉zhuan動dong變bian成cheng光guang電dian脈mai衝chong信xin號hao送song入ru計ji量liang顯xian示shi儀yi,經jing過guo內nei部bu運yun算suan處chu理li後hou,與yu時shi間jian信xin號hao、速度信號相結合,即可顯示出流經的燃油量,並可計算累積流量,瞬時流量、百公裏燃油消耗量等參數。

(2)連接方式
在(zai)早(zao)期(qi)的(de)化(hua)油(you)器(qi)式(shi)燃(ran)油(you)係(xi)統(tong)中(zhong),我(wo)們(men)可(ke)以(yi)將(jiang)油(you)耗(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)串(chuan)聯(lian)在(zai)汽(qi)油(you)泵(beng)到(dao)化(hua)油(you)器(qi)的(de)油(you)路(lu)當(dang)中(zhong),使(shi)油(you)耗(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)入(ru)口(kou)接(jie)汽(qi)油(you)泵(beng)的(de)出(chu)口(kou),油(you)耗(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)出(chu)口(kou)接(jie)化(hua)油(you)器(qi)的(de)入(ru)口(kou)(如圖所示)。

流(liu)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)柴(chai)油(you)車(che)中(zhong)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)法(fa)的(de)主(zhu)要(yao)特(te)點(dian)是(shi)把(ba)流(liu)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)串(chuan)聯(lian)在(zai)油(you)箱(xiang)到(dao)高(gao)壓(ya)油(you)泵(beng)的(de)油(you)路(lu)當(dang)中(zhong)。值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)應(ying)該(gai)為(wei)其(qi)接(jie)好(hao)回(hui)油(you)管(guan)路(lu),並(bing)且(qie)必(bi)須(xu)把(ba)回(hui)油(you)管(guan)路(lu)接(jie)在(zai)流(liu)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)出(chu)口(kou)管(guan)路(lu)上(shang),以(yi)免(mian)燃(ran)油(you)被(bei)油(you)耗(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)重(zhong)複(fu)計(ji)量(liang)使(shi)油(you)耗(hao)檢(jian)測(ce)數(shu)據(ju)失(shi)真(zhen),下(xia)圖(tu)。

電dian控kong燃ran油you噴pen射she發fa動dong機ji中zhong為wei了le保bao證zheng燃ran油you的de恒heng定ding壓ya力li,有you部bu分fen燃ran油you在zai壓ya力li調tiao節jie器qi的de作zuo用yong下xia,返fan回hui油you箱xiang。這zhe樣yang的de話hua,就jiu增zeng加jia了le測ce量liang的de難nan度du。能neng不bu能neng也ye按an圖tu所suo示shi方fang法fa連lian接jie流liu量liang傳chuan感gan器qi呢ne?答da案an是shi否fou定ding的de。上shang圖tu的de連lian接jie方fang法fa在zai小xiao流liu量liang測ce試shi時shi沒mei有you問wen題ti,但dan在zai大da流liu量liang的de發fa動dong機ji測ce量liang時shi,從cong壓ya力li調tiao節jie器qi返fan回hui的de燃ran油you由you於yu壓ya力li迅xun速su降jiang低di,且qie靠kao近jin發fa動dong機ji溫wen度du較jiao高gao,會hui使shi輸shu出chu的de脈mai衝chong抖dou動dong,產chan生sheng很hen大da的de測ce量liang誤wu差cha,所suo以yi要yao準zhun確que測ce量liang電dian子zi燃ran油you噴pen射she係xi統tong的de燃ran油you消xiao耗hao量liang必bi需xu對dui返fan回hui的de燃ran油you進jin行xing處chu理li,在zai相xiang應ying的de測ce量liang係xi統tong中zhong增zeng加jia對dui返fan回hui燃ran油you處chu理li的de部bu分fen。
以日本小野測器的MF-2200 電噴流量傳感器為例(原理見下圖1)。 MF-2200實際上就是在FP-2140流liu量liang傳chuan感gan器qi的de基ji礎chu上shang增zeng加jia了le返fan回hui燃ran油you的de處chu理li部bu分fen。發fa動dong機ji返fan回hui的de燃ran油you被bei導dao入ru熱re交jiao換huan器qi中zhong按an照zhao油you箱xiang的de溫wen度du進jin行xing冷leng卻que,再zai被bei泵beng出chu形xing成cheng循xun環huan。其qi測ce量liang時shi連lian接jie圖tu見jian下xia圖tu2。


(3)測量中應注意的問題
汽車燃油消耗量的測量需要耐心細致地工作,我們除了要嚴格按照GB/T 12534 《汽車道路試驗方法通則》deguidingjinxingshiyanwai,haiyaocongduofangmiancaiqucuoshibaozhengceliangshujudezhunquexing。celiangyouluzhongcunzaideqitijiushiyigexuyaojiejuedewenti。ruguoyouluzhongcunzaiqipao,youhaochuanganqihuibaqipaosuozhanderongjidangzuoyetairanyouliangerjiruceliangjieguo,shiceliangjieguogaoyushijizhi,zaochengceliangwucha。yinciwomenbixuzaiceliangqianpaichuyouluzhongdeqiti。
油路中氣泡的產生是多方麵的:
a、拆裝油管時,原本充盈的油管產生滴漏現象,使得油管裝好後裏麵充滿空氣;
b、連接油管時,由於夾箍沒夾好,接頭處造成滲漏,形成空氣泡;
c、油泵進油閥皮碗老化,密封性下降,造成供油壓力不足,不斷形成空氣泡;
d、由於回油管路中的氣穴現象產生的氣泡;
e、某一段管路局部存在老化、密封性差,不斷產生空氣泡;
f、濾清器堵塞或油箱蓋上氣孔被堵塞,造成油泵泵油時形成“真空”,產生氣泡。汽油機油路中的氣泡有汽油蒸氣和空氣,柴油機油路中的氣體主要是空氣。
排除汽油車油路中的氣泡時,裝上油耗儀,發動機運轉時依靠汽油泵的泵油壓力即可自動排除油路中的氣泡。
排(pai)除(chu)柴(chai)油(you)車(che)油(you)路(lu)中(zhong)的(de)空(kong)氣(qi)泡(pao)時(shi),在(zai)柴(chai)油(you)車(che)油(you)路(lu)中(zhong)裝(zhuang)好(hao)油(you)耗(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)後(hou),須(xu)用(yong)手(shou)動(dong)泵(beng)泵(beng)油(you),以(yi)泵(beng)油(you)壓(ya)力(li)排(pai)除(chu)油(you)路(lu)中(zhong)的(de)空(kong)氣(qi)泡(pao),它(ta)與(yu)汽(qi)油(you)車(che)差(cha)別(bie)之(zhi)一(yi)在(zai)於(yu)汽(qi)油(you)車(che)可(ke)以(yi)在(zai)發(fa)動(dong)後(hou)排(pai)除(chu)空(kong)氣(qi)泡(pao),而(er)柴(chai)油(you)車(che)必(bi)須(xu)在(zai)發(fa)動(dong)之(zhi)前(qian)排(pai)盡(jin)油(you)路(lu)中(zhong)的(de)空(kong)氣(qi)泡(pao);差cha別bie之zhi二er在zai於yu汽qi油you車che在zai拆chai去qu油you耗hao傳chuan感gan器qi恢hui複fu其qi原yuan油you路lu時shi,無wu需xu排pai除chu空kong氣qi泡pao,而er柴chai油you車che在zai拆chai去qu傳chuan感gan器qi恢hui複fu原yuan油you路lu後hou仍reng需xu排pai除chu油you路lu中zhong剛gang產chan生sheng的de空kong氣qi泡pao。
在使用MF-2200電噴流量傳感器時,也需對油路中氣泡進行排除。其步驟如下:
a、在流量傳感器供油輸出到發動機的管路上安裝膠管和錐閥。
b、打開汽車鑰匙門,發動機運轉,將放氣錐閥打開處於小開度狀態。
c、打開流量傳感器電源開關,使傳感器中的油泵工作。
d、調節錐閥的開度,氣體便從錐閥排除。
zongshangsuoshu,zaiduiqicheranyouxiaohaoliangceliangshi,womenyaozhenduibutongderanyougonggeixitong,xuanyongheshideceliangyiqi,bingjinxingzhengquedelianjiehezhuyipaichuyouluzhongdeqiti,cainengbaozhengranyouxiaohaoliangceliangshujudezhunque。
2、達特朗油耗儀百公裏等速燃油消耗量測試實例
(1)測試內容
測定汽車在幾種特定的車速下等速行駛的百公裏燃料消耗量,繪製其等速百公裏燃料消耗量特性曲線。
(2)儀器精度
德國達特朗公司CDS-DFL-WT型油耗的精度不低於0.5%。計時器最小讀數為0.1s。試驗儀器必須經過計量檢定,在有效期內使用;並在使用前進行調整,確保功能正常,符合精度要求。
(3)連接方式(如圖)

達特朗CDF-DFL-WT油耗傳感器圖

傳感器測試係統連接圖
(4)測試原理
試驗車速從20km/h(最小穩定車速高於20km/h時,從30km/h)開始以10km/h的整數倍均勻選取車速,直至最高車速的90%,至少測定5個試驗車速。
試驗時,現場計算百公裏燃料消耗和平均行駛車速,將測定和計算結果記錄在表1內。並繪製等速百公裏燃料消耗監視曲線(Q-Va曲線)發現異常點,必須重新進行測試。
(5)測試方法與步驟
b.打開數據采集器的電源開關和油耗儀的電源開關,以及GPS的電源開關。
c.按下開關ALT+SYS、MENU鍵,設置當天實驗的日期。
d.在遙控器顯示屏主菜單上用↑或↓鍵選擇DFLS項。
e.按START鍵進入該實驗狀態。
f.當車速達到預定的車速時(如30、40、50、60、70km/h),按綠色搖控開關,儀器開始自動采樣,當通過設定的測區後,儀器自動停止采樣,並顯示相關數據。
g.按ENTER鍵存儲實驗數據。
h.反向實驗重複(b)~(d)。
i.本實驗項目完後控ESC鍵返回主菜單。
j.關掉數據采集器電源開關,取出CF數據卡,讀出實驗數據,並打印出實驗數據。

表1 實驗數據記錄表
- 注: 其中 S—測試距離(m);
- Δt—汽車通過測區所用時間(s)km;
- ΔQ—汽車通過測區的燃料消耗量(ml);
- Q—汽車等速百公裏燃料消耗量(L/100km)。
(6)測試的重點和難點
a.通過作散點圖,繪製Qc-Va曲線,找出經濟車速。
b.測試重複性要好。
目前市場上油耗測試中,達特朗、小野等油耗儀,針對部分機械泵或者特定電控係統的電控發動機產品能進行測量,其精度高、重複性好,但也存在了設備成本和使用維護成本高的缺陷。
本文轉載自傳感器技術。
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