CN101196435A

CN101196435A - 一种通过排气稀释测量的汽车燃油消耗测试装置

Info

Publication number: CN101196435A
Application number: CNA200710192395XA
Authority: CN
Inventors: 刘军; 姚健; 谢俊
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2008-06-11

Abstract

一种通过排气稀释测量的汽车燃油消耗测试装置，进气管套在汽车排气管上，在进气管的后端接有内锥流量计，内锥流量计上设有温度传感器、压力传感器和差压传感器，内锥流量计的出口连有波纹补偿管，波纹补偿管的出口与离心风机入口连接，离心风机的出口与出气管连接；气体分析仪的取样探头插入波纹补偿管内；气体分析仪通过气管与零气和标定标准气瓶相连；气象台设有温度、湿度、压力传感器，通过导线与信号调理器连接，信号采集器通过导线与信号调理器连接，主控计算机通过USB线与信号采集器连接，通过RS232串口与气体分析仪连接，变频器通过导线与信号采集器连接。本发明能适应汽车燃油消耗和污染物排放的快速、实时、不解体检测。

Description

一种通过排气稀释测量的汽车燃油消耗测试装置

技术领域

本发明涉及一种快速测定汽车燃油消耗和污染物排放的汽车燃油消耗测试装置。

背景技术

现有的汽车燃油消耗测量方法可以归纳为两大类：第一类是直接测量法，即通过拆卸汽车发动机油路接入流量传感器直接测得燃油消耗量，具体可以分为体积法、重量法。它们的共同点是：测量精度较高；但操作复杂，费时费力；破坏汽车发动机供油管路的原有结构；造成二次污染。

第二类是间接测量法，常用的是碳平衡法。燃油是以C、H化合物为主要成分的混合物，燃烧生成CO、CO₂、HC、H₂O等，其燃烧产物中的C元素均来自燃油，所以，只要测出规定时间内汽车排气CO、CO₂、HC中的C元素含量，再与单位体积燃油中的C元素含量比较，经过换算，即可得到燃油消耗量。这种测量法的特点是：不需要拆卸被测车辆；可以和汽车排气污染物排放检测同时进行；可以满足汽车燃油油耗测量的精度要求。

因为测量汽车排气污染物排放时，需测HC、CO、CO₂、NO_x等排放物的质量，这样可以在测污染物排放的同时，通过碳平衡法计算出油耗，所以在国外，室内测量油耗多用碳平衡法。但应用碳平衡法测油耗，均采用定容取样法CVS。从测量汽车燃油消耗的角度来看，该方法具有明显的缺点：所需设备庞大、复杂、不适合检测站流水线操作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有测试技术存在的缺点，提供一种实现汽车燃油消耗和排气污染物排放性能的快速、实时、不解体检测的汽车燃油消耗测试系统。

一种通过排气稀释测量的汽车燃油消耗测试装置，由进气管，设有温度传感器、压力传感器、差压传感器的内锥流量计，波纹补偿器，离心风机，出气管，变频电机，变频器，零气和标定气瓶，气体分析仪，气象台，信号调理器，信号采集器，主控计算机组成，进气管套在汽车排气管上，在进气管的后端接有内锥流量计，内锥流量计上布置有温度传感器、压力传感器和差压传感器，内锥流量计的出口连有波纹补偿管，波纹补偿管的出口与离心风机入口连接，离心风机的出口与出气管连接；气体分析仪的取样探头插入波纹补偿管内；气体分析仪通过气管与零气和标定标准气瓶相连；气象台设有温度、湿度、压力传感器，通过导线与信号调理器连接，信号采集器通过导线与信号调理器连接，主控计算机通过USB线与信号采集器连接，通过RS232串口与气体分析仪连接，变频器通过导线与信号采集器连接，变频器控制变频电机从而改变离心风机的转速。

由进气管的前端开口套入汽车的排气管，汽车的排气被旁通进入的空气稀释；稀释排气流经进气管；在进气管的后端接有内锥流量计，稀释排气流经内锥流量计，内锥流量计上布置有稀释排气进气温度传感器、进气绝对压力传感器和节流锥体前后差压传感器，可得到稀释排气的流量；内锥流量计的出口连有波纹补偿管，波纹补偿管是连接内锥流量计和离心风机的稀释排气流经通道，可用作安装位置补偿和减轻离心风机振动传递给内锥流量计，影响稀释排气流量的测量精度；波纹补偿管的出口与离心风机入口连接，离心风机的出口与出口管连接；变频器控制离心风机的转速，实现稀释排气流量的控制，从而实现排气稀释系数的优化调节；气体分析仪的取样探头插入内锥流量计后的波纹补偿管内，对稀释排气取样，并测量稀释排气中CO、CO₂、HC、NOx的浓度；气体分析仪配备有分析气路切换阀，通过零气和标定标准气瓶提供的标准气样进行定期零点和量程点的标定；气体分析仪通过RS232串口与主控计算机的连接，实现气体分析仪控制和测量数据读取；气象台布置有大气温度、大气湿度、大气压力传感器，分别测量试验环境大气的温度、湿度和绝对压力；内锥流量计上布置的传感器和气象台内的传感器通过导线将信号传入信号调理器输出标准电压信号，再通过导线送入信号采集器，将电压信号数字化，主控计算机通过USB接口与信号采集器进行数字信号传送。主控计算机计算得到最优的稀释比，通过信号采集器发出驱动信号给变频器，实现离心风机转速的控制；主控计算机上运行的测量与控制软件通过碳平衡技术得到汽车的燃油消耗量和污染物排放量。

附图说明

图1本发明的结构示意图

1、温度传感器 2、压力传感器 3、差压传感器 4、内锥流量计 5、取气样口 6、测试设备支架 7、离心风机 8、变频支架 9、变频电机 10、出气管 11、变频器 12、波纹补偿管 13、零气和标定气瓶 14、气体分析仪 15、主控计算机 16、信号采集器 17、信号调理器 18、气象台 19、进气管

具体实施方式

驾驶员操作汽车使之处在等速工况，通过底盘测功机给汽车施加行驶阻力，操作主控计算机15控制信号采集器16发出变频器11驱动信号驱动变频电机9使离心风机7工作，通过进气管19进口套到汽车排气管上。内锥流量计4通过温度、压力和差压传感器1、2、3测量稀释排气的温度、绝对压力和内锥前后的压差，通过信号采集器16采集信号后计算得到稀释排气的流量；同时得到气象台18测量的试验环境温度、湿度和压力；气体分析仪14的取样探头装在内锥流量计4后的稀释气体输送管路内，气体分析仪14与主控计算机15通过RS232串口进行数据通讯；通过主控计算机15设定和信号采集器16内的数模端口产生电压信号来设置变频器11的输出频率，从而改变离心风机7的驱动电机9的转速，从而实现稀释排气流量的控制。利用汽车发动机燃烧前成分和燃烧后成分中的碳原子质量平衡，即可得到汽车的燃油消耗。

测试过程：当被测车辆和相关仪器如上图连接好后，本系统的所有测试过程都可以在主控计算机15上实现自动控制。首先汽车驾驶员在底盘测功机上将被测车辆车速稳定到目的车速，并将车速传送给主控计算机15；其次由主控计算机15向气体分析仪14发出控制信号使气体分析仪14工作；主控计算机15发送命令控制变频器11调节离心风机7的转速，实现稀释排气稀释系数调节，在保证不出现冷凝的前提下，尽可能使稀释排气中含碳成分的浓度大些；稀释排气经进气管19通过内锥流量计4时，计算机通过测量内锥流量计4的温度、绝对压力和差压信号计算出此时的稀释排气的流量值；同时，主控计算机15向气体分析仪14发出控制信号、并接收气体分析仪传过来的数据。主控计算机15将测量得到数据计算后得到汽车在此车速下的百公里燃油消耗量和单位公里排气污染物排放量。

本发明专利通过排气稀释测量的汽车燃油消耗测试装置的型号为VT_VFTS，已经在南通汽车性能检测中心的汽车产品性能检测线上得到使用。通过与直接法燃油消耗测量装置的比对表明VT_VFTS的测试燃油消耗测量最大误差小于3％，完成一次试验的时间在4分钟以内。能满足汽车燃油消耗性能检测的要求。

Claims

1.一种通过排气稀释测量的汽车燃油消耗测试装置，由进气管，设有温度传感器、压力传感器、差压传感器的内锥流量计，波纹补偿器，离心风机，出气管，变频电机，变频器，零气和标定气瓶，气体分析仪，气象台，信号调理器，信号采集器，主控计算机组成，进气管套在汽车排气管上，在进气管的后端接有内锥流量计，内锥流量计上布置有温度传感器、压力传感器和差压传感器，内锥流量计的出口连有波纹补偿管，波纹补偿管的出口与离心风机入口连接，离心风机的出口与出气管连接；气体分析仪的取样探头插入波纹补偿管内；气体分析仪通过气管与零气和标定标准气瓶相连；气象台设有温度、湿度、压力传感器，通过导线与信号调理器连接，信号采集器通过导线与信号调理器连接，主控计算机通过USB线与信号采集器连接，通过RS232串口与气体分析仪连接，变频器通过导线与信号采集器连接，变频器控制变频电机从而改变离心风机的转速。