CN104897256B - 发动机台架机油耗量测试装置和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供湿式油底壳发动机台架机油耗量测试装置，包括系统控制器、称重箱、变频泵、两位四通阀、电磁阀、压差传感器和取样装置，所述取样装置插入发动机油底壳内，所述取样装置依次通过电磁阀、两位四通阀连接变频泵，所述两位四通阀还连通称重箱和变频泵；所述压差传感器的高压端位于发动机油底壳的底部；所述称重箱、变频泵、两位四通阀、电磁阀和压差传感器均与系统控制器电连接。本发明湿式、干式发动机台架机油耗量测试装置和测试方法具有的优点和积极效果是：能够满足湿式油底和干式油底发动机台架机油耗试验的通用性要求，测量快速、便捷安装、操作和维护简单、测量准确度较高。

Description

发动机台架机油耗量测试装置和测试方法

技术领域

本发明属于发动机测试技术领域，尤其是涉及一种发动机台架机油耗量测试装置和测试方法。

背景技术

机油消耗量对发动机的可靠性、经济性和发动机寿命有着相当大的影响。发动机在工作状态下需要对活塞、活塞环和气缸进行润滑。润滑油不足时，活塞环的密封作用降低，磨损加剧，且妨碍活塞环的冷却作用；若润滑油量供给过剩，则剩余的润滑油进入燃烧室，不仅经济性差，而且形成不完全燃烧，产生积淀，成为活塞环粘着、咬死的原因。同时，对于柴油发动机，会导致其排气中的微粒含量增加，因此，对精确机油耗测量提出了要求。

现有技术中，所使用的机油消耗测量方法主要是针对发动机曲轴箱中的机油总体质量或体积变化来进行的。按照测量原理的不同可以分为直接法和间接法两种。直接法是通过直接测量发动机油底壳中润滑油的数量变化如润滑油液面体积的变化来测定润滑油消耗的。间接法则是通过检测发动机排气中来自机油中的示踪元素的含量来达到精确计量润滑油的消耗率的。由于间接法测量机油耗试验方法成本高昂，因此，目前常采用直接法测取机油耗量。

对应湿式油底发动机，常用台架直接法测量机油耗方法有两种：1)将试验前后发动机油底中的机油彻底放掉称重，两次测量结果差为机油消耗量。该测量方式不仅带来繁重的工作量，机油来回倾倒会导致称重的机油有一定的损失，从而引入测量误差；2)利用取样探头重复吸送发动机油底机油的机油耗测量方法。该测量方式虽然操作简单，但在测量时由于发动机振动、油底壳液面的波动等会使插入油底壳的机油管道接触液面的垂直距离发生变动从而导致一定的测量数据误差。

对应干式油底发动机，由于发动机润滑机油储存在台架设备油箱中，常用直接法测量机油耗方法有：1)台架油箱液位指示法。该测量方法的精度受油箱截面影响，截面越大的油箱测量精度越低，且发动机运转在不同的工况下曲轴箱存油量也会不同，从而引入测量误差；2)采用双涡轮传感器获得进回油流量之差的实时机油耗测量方法。该测量方法的精度受发动机运转工况稳定性的限制，而且为了保证回油畅快，常规发动机试验台架回油管路较进油管路粗，因此常伴有气泡的吸入，测量准确度较差。

发明内容

针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试装置，以提高湿式油底壳发动机台架机油耗量测试的精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试装置，包括系统控制器、称重箱、变频泵、两位四通阀、电磁阀、压差传感器和取样装置，

所述取样装置插入发动机油底壳内，所述取样装置依次通过电磁阀、两位四通阀连接变频泵，所述两位四通阀还连通称重箱和变频泵；

所述压差传感器的高压端位于发动机油底壳的底部；所述称重箱、变频泵、两位四通阀、电磁阀和压差传感器均与系统控制器电连接。

本发明的另一目的在于提出一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，以提高湿式油底壳发动机台架机油耗量测试的精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，包括如下步骤：

第一步:发动机试验前,通过变频泵将发动机油底壳中的部分容积机油吸入称重箱中，称重箱将第一次吸入的机油重量反馈给系统控制器；通过压差传感器测量发动机油底壳中的机油压力并反馈至系统控制器，形成基准液位；通过变频泵将称重箱中的机油抽回发动机油底壳内；

第二步:发动机试验后,通过变频泵按第一次记录的基准液位再次将发动机油底壳内的机油吸入称重箱中，压差传感器实时测量发动机油底壳中的机油压力并反馈至系统控制器，系统控制器发现发动机试验前后压差传感器测量的发动机油底壳中的机油压力相同时，控制变频泵停止抽油；称重箱将第二次吸入的机油重量反馈给系统控制器；系统控制器根据试验前后称重箱吸入的机油重量计算机油耗量。

进一步的，第一步中通过变频泵将发动机油底壳中的部分容积机油吸入称重箱，抽取所述部分容积后，所述发动机油底壳中剩下的机油量为满足发动机正常运转时所需最低润滑油量的边界。

本发明的另一目的在于提出一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试装置，以提高干式油底壳发动机台架机油耗量测试的精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试装置，包括系统控制器、称重箱、变频泵、两位四通阀、电磁阀、压差传感器、表压传感器和取样装置，

两个所述取样装置分别插入相互连通的发动机油底壳和试验室机油箱内，所述取样装置依次通过电磁阀、两位四通阀连接变频泵，所述两位四通阀还连通称重箱和变频泵；

所述压差传感器的低压端位于发动机油底壳的底部，其高压端位于试验室机油箱的底部，所述表压传感器位于试验室机油箱底部；

所述称重箱、变频泵、两位四通阀、电磁阀、压差传感器和表压传感器均与系统控制器电连接。

本发明的另一目的在于提出一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，以提高干式油底壳发动机台架机油耗量测试的精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，包括如下步骤：

第一步:发动机试验前,通过变频泵将试验室机油箱中的部分容积机油吸入称重箱中，称重箱将第一次吸入的机油重量反馈给系统控制器；通过压差传感器测量发动机油底壳和试验室机油箱底部的机油压差并反馈至系统控制器；通过表压传感器测量试验室机油箱的机油表压并反馈至系统控制器，形成基准液位；通过变频泵将称重箱中的机油抽回试验室机油箱中；

第二步:发动机试验后,通过压差传感器和表压传感器实时测量相互连通的发动机油底壳和试验室机油箱的机油压力并反馈至系统控制器，当试验前后通过压差传感器和表压传感器折算出的发动机油底壳的底部的机油压力相同时，变频泵再次将试验室机油箱中的机油吸入称重箱中；同时通过表压传感器实时测量试验室机油箱的机油压力并反馈至系统控制器，当系统控制器发现发动机试验前后表压传感器测量的试验室机油箱底部的机油压力相同时，控制变频泵停止抽油；称重箱将第二次吸入的机油重量反馈给系统控制器；系统控制器根据试验前后称重箱吸入的机油重量计算机油耗量。

进一步的，第一步中通过变频泵将试验室机油箱中的部分容积机油吸入称重箱中，抽取所述部分容积后，所述试验室机油箱剩下的机油量为满足发动机正常运转时所需最低润滑油量的边界。

本发明湿式、干式发动机台架机油耗量测试装置和测试方法具有的优点和积极效果是：

大大提高了发动机台架机油耗量测试的精度；

能够满足湿式油底和干式油底发动机台架机油耗试验的通用性要求，测量快速、便捷安装、操作和维护简单；

安装不需要对发动机和台架进行任何改造，可适用于任意发动机油底和台架设备油箱容量和截面条件下；

使用中无需额外的耗材，使用成本低廉；能够有效避免各种直接法测量的弊端，适合高精度发动机机油耗测量使用；

且装置结构简单，设计合理，加工成本低。

附图说明

图1是本发明湿式油底壳发动机台架机油耗量测试装置的原理图；

图2是本发明干式油底壳发动机台架机油耗量测试装置的原理图；

图3是本发明系统控制器的模块连接图；

图4是本发明湿式、干式油底壳发动机台架机油耗量测试装置的供电图；

图5是本发明系统控制器的继电器连接图。

1-系统控制器，2-称重箱，3-变频泵，4-两位四通阀，5-电磁阀，6-压差传感器，7-表压传感器，8-取样装置，9-发动机油底壳，10-试验室机油箱。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

本发明一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试装置，如图1所示，包括系统控制器1、称重箱2、变频泵3、两位四通阀4、电磁阀5、压差传感器6和取样装置8，所述取样装置8插入发动机油底壳9内，所述取样装置8依次通过电磁阀5、两位四通阀4连接变频泵3，所述两位四通阀4还连通称重箱2和变频泵3；所述压差传感器6的高压端位于发动机油底壳9的底部；所述称重箱2、变频泵3、两位四通阀4、电磁阀5和压差传感器6均与系统控制器1电连接。

本发明一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，包括如下步骤：

第一步:发动机试验前,通过变频泵3将发动机油底壳9中的部分容积机油吸入称重箱2中，称重箱2将第一次吸入的机油重量反馈给系统控制器1；通过压差传感器6测量发动机油底壳9中的机油压力并反馈至系统控制器1，形成基准液位；变频泵3将称重箱2中的机油抽回发动机油底壳9内；

第二步:发动机试验后,变频泵3按第一次记录的基准液位再次将发动机油底壳9内的机油吸入称重箱2中，压差传感器6实时测量发动机油底壳9中的机油压力并反馈至系统控制器1，系统控制器1发现发动机试验前后压差传感器6测量的发动机油底壳9中的机油压力相同时，控制变频泵3停止抽油；称重箱2将第二次吸入的机油重量反馈给系统控制器1；系统控制器1根据试验前后称重箱2吸入的机油重量计算机油耗量。

本发明所述的湿式油底壳发动机台架机油耗量测试方法的第一步中通过变频泵3将发动机油底壳9中的部分容积机油吸入称重箱2，抽取所述部分容积后，所述发动机油底壳9中剩下的机油量为满足发动机正常运转时所需最低润滑油量的边界。

本发明一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试装置，如图2所示，包括系统控制器1、称重箱2、变频泵3、两位四通阀4、电磁阀5、压差传感器6、表压传感器7和取样装置8，两个所述取样装置8分别插入相互连通的发动机油底壳9和试验室机油箱10内，所述取样装置8依次通过电磁阀5、两位四通阀4连接变频泵3，所述两位四通阀4还连通称重箱2和变频泵3；所述压差传感器6的低压端位于发动机油底壳9的底部，其高压端位于试验室机油箱10的底部，所述表压传感器7位于试验室机油箱10底部；所述称重箱2、变频泵3、两位四通阀4、电磁阀5、压差传感器6和表压传感器7均与系统控制器1电连接。

本发明一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，包括如下步骤：

第一步:发动机试验前,通过变频泵3将试验室机油箱10中的部分容积机油吸入称重箱2中，称重箱2将第一次吸入的机油重量反馈给系统控制器1；通过压差传感器6测量发动机油底壳9和试验室机油箱10底部的机油压差并反馈至系统控制器1；通过表压传感器7测量试验室机油箱10的机油表压并反馈至系统控制器1，形成基准液位；变频泵3将称重箱2中的机油抽回试验室机油箱10中；

第二步:发动机试验后,通过压差传感器6和表压传感器7实时测量相互连通的发动机油底壳9和试验室机油箱10的机油压力并反馈至系统控制器1，当试验前后通过压差传感器6和表压传感器7折算出的发动机油底壳9底部的机油压力相同时，变频泵3再次将试验室机油箱10中的机油吸入称重箱2中；同时通过表压传感器7实时测量试验室机油箱10的机油压力并反馈至系统控制器1，当系统控制器1发现发动机试验前后表压传感器7测量的试验室机油箱10底部的机油压力相同时，控制变频泵3停止抽油；称重箱2将第二次吸入的机油重量反馈给系统控制器1；系统控制器根据试验前后称重箱2吸入的机油重量计算机油耗量。

本发明所述的干式油底壳发动机台架机油耗量测试方法的第一步中通过变频泵3将试验室机油箱10中的部分容积机油吸入称重箱2中，抽取所述部分容积后，所述试验室机油箱10剩下的机油量为满足发动机正常运转时所需最低润滑油量的边界。

所述系统控制器1电路原理图如图3所示，包括CPU、触控显示屏和模拟量电流输入/输出模块，所述系统控制器1的继电器连接图如图5所示。

本发明一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试装置的工作过程与本发明一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试方法的步骤一致；

本发明一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试装置的的工作过程与本发明一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试方法的步骤一致。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种湿式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步:发动机试验前,通过变频泵(3)将发动机油底壳(9)中的部分容积机油吸入称重箱(2)中，称重箱(2)将第一次吸入的机油重量反馈给系统控制器(1)；通过压差传感器(6)测量发动机油底壳(9)中的机油压力并反馈至系统控制器(1)，形成基准液位；变频泵(3)将称重箱(2)中的机油抽回发动机油底壳(9)内；

第二步:发动机试验后,变频泵(3)按第一次记录的基准液位再次将发动机油底壳(9)内的机油吸入称重箱(2)中，压差传感器(6)实时测量发动机油底壳(9)中的机油压力并反馈至系统控制器(1)，系统控制器(1)发现发动机试验前后压差传感器(6)测量的发动机油底壳(9)中的机油压力相同时，控制变频泵(3)停止抽油；称重箱(2)将第二次吸入的机油重量反馈给系统控制器(1)；系统控制器(1)根据试验前后称重箱(2)吸入的机油重量计算机油耗量。

2.根据权利要求1所述的湿式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，其特征在于：第一步中通过变频泵(3)将发动机油底壳(9)中的部分容积机油吸入称重箱(2)，抽取所述部分容积后，所述发动机油底壳(9)中剩下的机油量为满足发动机正常运转时所需最低润滑油量的边界。

3.一种干式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步:发动机试验前,通过变频泵(3)将试验室机油箱(10)中的部分容积机油吸入称重箱(2)中，称重箱(2)将第一次吸入的机油重量反馈给系统控制器(1)；通过压差传感器(6)测量发动机油底壳(9)和试验室机油箱(10)底部的机油压差并反馈至系统控制器(1)；通过表压传感器(7)测量试验室机油箱(10)的机油表压并反馈至系统控制器(1)，形成基准液位；变频泵(3)将称重箱(2)中的机油抽回试验室机油箱(10)中；

第二步:发动机试验后,通过压差传感器(6)和表压传感器(7)实时测量相互连通的发动机油底壳(9)和试验室机油箱(10)的机油压力并反馈至系统控制器(1)，当试验前后通过压差传感器(6)和表压传感器(7)折算出的发动机油底壳(9)底部的机油压力相同时，变频泵(3)再次将试验室机油箱(10)中的机油吸入称重箱(2)中；同时通过表压传感器(7)实时测量试验室机油箱(10)的机油压力并反馈至系统控制器(1)，当系统控制器(1)发现发动机试验前后表压传感器(7)测量的试验室机油箱(10)底部的机油压力相同时，控制变频泵(3)停止抽油；称重箱(2)将第二次吸入的机油重量反馈给系统控制器(1)；系统控制器根据试验前后称重箱(2)吸入的机油重量计算机油耗量。

4.根据权利要求3所述的干式油底壳发动机台架机油耗量测试方法，其特征在于：第一步中通过变频泵(3)将试验室机油箱(10)中的部分容积机油吸入称重箱(2)中，抽取所述部分容积后，所述试验室机油箱(10)剩下的机油量为满足发动机正常运转时所需最低润滑油量的边界。