CN104374442B - 低沸点燃料油耗测试系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低沸点燃料油耗测试系统及方法，用以改善气液两相燃料油耗的测量问题。该系统包括燃料罐、油耗测试装置和发动机，油耗测试装置包括密封式装置，密封式装置内设有量杯，量杯的底部通过位于密封式装置底部的柔性密封膜片与天平相连；天平设有激光测试装置，激光测试装置通过信号处理模块与显示模块串联在一起；密封式装置还设有油源进油管和发动机进油管，油源进油管插入量杯中。利用低沸点燃料在密封式装置中不断汽化，并达到饱和蒸汽压，随后进入所述量杯中的低沸点燃料在常温、饱和蒸汽压下保持液态，即可测量低沸点液态燃料的油耗值，测量准确，系统可靠性高而且燃料泄漏率低。

Description

低沸点燃料油耗测试系统及方法
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种测量低沸点内燃机液态燃料油耗测试系统及方法。
背景技术
低沸点燃料在常温、常压下为气态，在内燃机上进行试验研究时需要测量质量消耗量。目前已经存在的测量方法主要有两种：称重法和科氏流量计法测量。
称重法是将低沸点燃料放置在秤上，通过计算单位时间内低沸点燃料罐重量的差值来计算燃料的消耗量。此方法结构比较简单，缺点是单次测量油耗用时较长，不能瞬时测量，测量结果误差大。
科氏流量计测量方法是通过给低沸点燃料罐通入高压气体（如氮气）给低沸点燃料增加压力，使其保持液态，同时将液态燃料压入燃油系统，用质量油耗仪测量低沸点燃料的消耗量。此种方法的缺点是需要增加一个高压气瓶，体积庞大，系统压力达到16bar以上，容易造成密封件泄露；液氮融入发动机燃油系统中容易造成穴蚀，发动机工作不稳定。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中采用称重法时存在单次测量油耗用时较长、不能瞬时测量、测量结果误差大和采用科氏流量计测量方法时存在需要增加高压气瓶、造成密封件泄漏等缺陷，提供一种带有密封式结构的低沸点内燃机液态燃料油耗测试系统及其油耗测试方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种低沸点燃料油耗测试系统，包括燃料罐、油耗测试装置和发动机，所述的油耗测试装置包括密封式装置，所述密封式装置内设有量杯，所述量杯的底部通过位于密封式装置底部的柔性密封膜片与天平相连；
所述天平设有激光测试装置，所述激光测试装置通过信号处理模块与显示模块串联在一起；
所述密封式装置还设有油源进油管接口、发动机进油管接口和排空阀，油源进油管接管的一端通过油源进油管接口和第一发动机进油管的一端通过发动机进油管接口都插入量杯中。
所述燃料罐通过三通阀与并联的油耗测试装置和发动机相连，采用油管相连；
所述油源进油管的另一端和第一发动机进油管另一端通过三通阀与燃料罐相连。
一种利用所述的低沸点燃料油耗测试系统的油耗测试方法，包括以下步骤：（1）首先，使低沸点燃料从燃料罐流向所述密封式装置中的量杯中；（2）然后，密封式装置中低沸点燃料不断汽化，并达到饱和蒸汽压，随后进入所述量杯中的低沸点燃料在常温、饱和蒸汽压状态下保持液态；（3）此时切断燃料罐通向发动机的第二发动机进油管和所述密封装置量杯的油源进油管，发动机只消耗量杯中的燃料，即可测量低沸点液态燃料的油耗值。
所述步骤（1）中，调节三通阀使低沸点燃料从燃料罐流向密封式装置中的量杯中，向量杯充燃料，同时保持燃料罐和第二发动机进油管的接通状态使发动机正常运转，并切断油耗测试装置通向第一发动机进油管的路径。
所述步骤（3）中，采用天平测得量杯中液体燃料的质量，激光测试装置用来精确测得天平的读数，信号处理模块通过计算激光测试装置数据可以得到油耗值，信号处理模块得到的油耗值显示在显示模块上。
本发明的有益效果是：本发明的测试系统结构简单，操作方便，单次测量油耗用时短，测试准确，系统可靠性高，而且泄漏率低。本发明的测试方法巧妙的采用了饱和蒸汽压的原理，使得测试方法简单、数据精确度高，解决了现有技术中采用称重法时存在单次测量油耗用时较长、不能瞬时测量、测量结果误差大和采用科氏流量计测量方法时存在需要增加高压气瓶、造成密封件泄漏等缺陷，为在内燃机上进行试验研究时提供了一种检测结果可靠准确、简单的测试方法。
附图说明
图1是本发明实施例1中的低沸点燃料油耗测试装置的结构示意图。
图2是本发明实施例1中的低沸点燃料油耗测试系统的结构示意图。
其中，1-燃料罐，2-三通阀，3-油耗测试装置，4-发动机，5-油源进油管，6.1-第一发动机进油管，6.2-第二发动机进油管，7-密封式装置，8-量杯，9-柔性密封膜片，10-排空阀，11-精密天平，12-激光测试装置，13-信号处理模块，14-显示模块。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图2所示，一种低沸点燃料油耗测试系统，包括燃料罐1、油耗测试装置3和发动机4，所述燃料罐1通过三通阀2与并联的油耗测试装置3和发动机4相连；
如图1所示，所述的油耗测试装置3，用于测量发动机的燃料消耗量，包括密封式装置7，所述密封式装置7内设有量杯8，所述量杯8的底部与用于测定量杯8中油重量的精密天平11，通过耐腐蚀柔性密封膜片8相连接以降低机械摩擦带来的误差；
所述密封式装置7设有油源进油管接口和发动机进油管接口，油源进油管5的一端通过油源进油管接口和第一发动机进油管6.1的一端通过发动机进油管接口都插入量杯8中；
所述油源进油管5的另一端和第一发动机进油管6.1另一端通过三通阀与燃料罐1相连 。
所述密封式装置7设有排空阀10，测量结束后用于排空密封装置中的燃料蒸汽，保证安全性，比如二甲醚燃料。
所述精密天平11设有激光测试装置12，用来精确测得精密天平的读数。
所述激光测试装置12通过信号处理模块13与显示模块14连接，所述信号处理模块13通过计算激光测试装置12数据可以得到油耗值，显示模块14用于油耗值的显示。
一种利用所述低沸点燃料油耗测试系统的油耗测试方法，调节三通阀2使低沸点燃料从燃料罐1流向所述密封式装置7中的量杯8中向量杯充燃料，同时保持燃料罐1和第二发动机进油管6.2的接通状态使发动机正常运转，并切断油耗测试装置3通向第一发动机进油管6.1的路径。所述密封式装置7中低沸点燃料不断汽化，并达到饱和蒸汽压，气态的燃料充满整个密封式装置7中，随后进入所述量杯8中的低沸点燃料在常温、饱和蒸汽压状态下保持液态。待量杯8中的液面到达量杯8的需要量程时，调节三通阀2切断燃料罐通向密封装置7和发动机第二进油管6.2的管路，此时发动机只消耗量杯中的燃料。此时采用精密天平11测得量杯8中液体燃料的质量，激光测试装置12用来精确测得精密天平的读数，信号处理模块13通过计算激光测试装置12数据可以得到油耗值，信号处理模块13得到的油耗值显示在显示模块14上。
本发明的测试系统相对于现有技术结构简单，测试准确，系统可靠性高而且燃烧泄漏率低。
本发明的测试方法巧妙的采用了饱和蒸汽压的原理，使得测试方法简单、数据精确度高，解决了现有技术中采用称重法时存在单次测量油耗用时较长、不能瞬时测量、测量结果误差大和采用科氏流量计测量方法时存在需要增加高压气瓶、造成密封件泄漏等缺陷，为在内燃机上进行试验研究时提供了一种检测结果可靠准确、简单的测试方法。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种低沸点燃料油耗测试系统，包括燃料罐、油耗测试装置和发动机，所述燃料罐通过三通阀与并联的油耗测试装置和发动机相连,其特征是：
所述的油耗测试装置包括密封式装置，所述密封式装置内设有量杯，所述量杯的底部通过位于密封式装置底部的柔性密封膜片与天平相连；
所述天平设有激光测试装置，所述激光测试装置通过信号处理模块与显示模块串联在一起；
所述密封式装置还设有油源进油管接口和第一发动机进油管接口, 油源进油管的一端通过油源进油管接口和第一发动机进油管的一端通过发动机进油管接口分别插入量杯中。
2.如权利要求1所述的低沸点燃料油耗测试系统，其特征是：所述密封式装置设有排空阀。
3.如权利要求1所述的低沸点燃料油耗测试系统，其特征是：所述油源进油管的另一端和第一发动机进油管另一端通过三通阀与燃料罐相连。
4.一种利用如权利要求1所述的低沸点燃料油耗测试系统的油耗测试方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）首先使低沸点燃料从燃料罐流向所述密封式装置中的量杯中,调节三通阀使低沸点燃料从燃料罐流向密封式装置中的量杯中，向量杯充燃料，同时保持燃料罐和第二发动机进油管的接通状态使发动机正常运转，并切断油耗测试装置通向第一发动机进油管的路径；
（2）然后，密封式装置中低沸点燃料不断汽化，并达到饱和蒸汽压，随后进入所述量杯中的低沸点燃料在常温、饱和蒸汽压状态下保持液态；
（3）此时切断燃料罐通向发动机的第二发动机进油管和密封装置量杯的进油管，发动机只消耗量杯中的燃料，即可测量低沸点液态燃料的油耗值。
5.如权利要求4所述的油耗测试方法，其特征是：所述步骤（3）中，采用天平测得量杯中液体燃料的质量，激光测试装置用来精确测得天平的读数，信号处理模块通过计算激光测试装置数据可以得到油耗值，信号处理模块得到的油耗值显示在显示模块上。
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