CN105004391A - 一种发动机油耗测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机油耗测量装置及方法，所述装置包括油泵、流量传感器、流量调节阀、单向阀、液位变送器、信号处理模块以及数据处理终端，所述油泵、流量传感器、流量调节阀、单向阀依次连接，构成与发动机油箱相连通的补偿油路；所述信号处理模块分别与油泵、流量传感器、液位变送器和数据处理终端连接；在测量时，所述液位变送器的探头放置于发动机油箱内，并浸没在油液中；所述方法利用液位变送器对发动机油箱内液位进行初始标定，接着启动发动机使其运行一段时间，使得油料液位下降，再启动油泵往发动机油箱内补油，直至液位变送器示数回到初始标定值为止。本发明的测量装置具有结构简单、易于维护、操作简便、省时、测量效率高等优点。

Description

一种发动机油耗测量装置及方法

技术领域

本发明涉及一种油耗测量装置及方法，尤其是一种发动机油耗测量装置及方法，属于发动机油耗测量领域。

背景技术

为适应不同的检测要求，研究者们尝试采用不同的油耗检测方法进行发动机油耗检测技术的研究。目前，发动机油耗的测量方法主要有：1)容积法、重量法，这两种方法需拆开发动机油路，接入计量仪器，直接测得燃料消耗量，且操作复杂、费时，测量效率较低；2)碳平衡法，该方法即通过对汽车尾气中CO2、CO、HC含量的取样并进行计算来得到燃油消耗量，但是测试精度较低，所需设备昂贵，密封性要求高、使用灵活性较差；3)电喷法，该方法通过测定由发动机ECU发出指令的喷射驱动信号，由驱动时间算出喷射量，根据它的累计算出燃油消耗量.在测量过程中，喷油器喷油压力大，回油量多，且油温较高，易造成接在传感器上的回油管软化胀爆；4)超声波法，该方法是通过测量超声波在顺流逆流传播的时间差反映油液流速，来计算油耗，但这种方法测试精度受温度影响较大，仪器结构较复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种的发动机油耗测量装置，该测量装置适合测量不同功率发动机，可实现高效测量，而无需破坏发动机的原有结构。

本发明的另一目的在于提供一种上述测量装置的发动机油耗测量方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种发动机油耗测量装置，包括油泵、流量传感器、流量调节阀、单向阀、液位变送器、信号处理模块以及数据处理终端，所述油泵、流量传感器、流量调节阀、单向阀依次连接，构成与发动机油箱相连通的补偿油路；所述信号处理模块分别与油泵、流量传感器、液位变送器和数据处理终端连接；在测量时，所述液位变送器的探头放置于发动机油箱内，并浸没在油液中。

作为一种优选方案，所述信号处理模块包括信号调制模块和电路控制模块，所述信号调制模块分别与流量传感器、液位变送器和数据处理终端连接，所述电路控制模块分别与油泵和数据处理终端连接。

作为一种优选方案，所述信号调制模块包括抗干扰单元、第一电流转电压单元、第一信号放大单元、第二电流转电压单元以及第二信号放大单元。

作为一种优选方案，所述液位变送器、抗干扰单元、第一电流转电压单元、第一信号放大单元和数据处理终端依次连接，构成液位信号采集电路。

作为一种优选方案，所述流量传感器、抗干扰单元、第二电流转电压单元、第二信号放大单元和数据处理终端依次连接，构成流量信号采集电路。

作为一种优选方案，所述电路控制模块的接线柱常开端接入油泵的供电电路，构成输出信号控制电路。

作为一种优选方案，所述数据处理终端包括数据采集卡和计算机，所述信号处理模块通过数据采集卡与计算机连接。

作为一种优选方案，所述装置还包括量筒，所述量筒与油泵的进油口相连通。

作为一种优选方案，所述油泵的出油口与流量传感器的进油口相连通，所述流量传感器的出油口与流量调节阀的进油口相连通，所述流量调节阀的出油口与单向阀的进油口相连通，所述单向阀的出油口与发动机油箱相连通；其中，所述流量调节阀设置在流量传感器的出油口下游，所述单向阀设置在流量调节阀的后方。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于上述测量装置的发动机油耗测量方法，包括以下步骤：

S1、启动油泵，使补偿油路充满燃油；

S2、将液位变送器的探头放置于发动机油箱内，并使探头浸没在油液中，置于油液中的固定位置，所述固定位置与此时液面的距离记为初始深度，对应液位变送器示数记为初始值；

S3、启动发动机，使发动机按一定工况运行一段时间，并将发动机关闭，发动机油箱内液面位置下降，此时液位变送器示数是：液面下降终止位置所对应的液位压力；

S4、启动油泵，通过补偿油路对发动机油箱进行充油，当液位变送器示数恢复至初始值，数据处理终端作为上位机向电路控制模块发出控制信号，电路控制模块自动断开油泵的供电电路，以停止充油；

S5、流量传感器实时记录充油量，在停止充油时记录的充油量即为发动机油耗。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明的发动机油耗测量装置融合了现代测试技术、虚拟仪器技术与自动控制技术，在操作过程中无需对发动机油路进行拆解与改装，避免了油路破损、漏油等风险，在一定程度上提高了测量工作的安全性，实现了发动机油耗不解体测量。

2、本发明的发动机油耗测量装置利用液位变送器对发动机油箱内液位进行初始标定，接着启动发动机使其运行一段时间，使得油料液位下降，再启动油泵往发动机油箱内补油，直至液位变送器示数回到初始标定值为止，整个过程中发动机耗油量与补油量(充油量)相等，通过流量传感器测量补油量，最终实现发动机耗油量测量。

3、本发明的发动机油耗测量装置与传统的油耗仪相比，具有结构简单、易于维护、使用灵活性好、省时、测量效率高等优点。

附图说明

图1为本发明的发动机油耗测量装置的结构示意图。

图2为图1所示发动机油耗测量装置的电连接原理图。

其中，1-量筒，2-油泵，3-流量传感器，4-流量调节阀，5-单向阀，6-液位变送器，7-信号处理模块，8-发动机油箱，9-数据采集卡，10-计算机，11-信号调制模块，12-电路控制模块。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实施例的发动机油耗测量装置包括量筒1、油泵2、流量传感器3、流量调节阀4、单向阀5、液位变送器6、信号处理模块7以及数据处理终端，所述液位变送器6的探头放置于发动机油箱8内，并浸没在油液中，所述流量传感器3可采用涡轮流量传感器，所述数据处理终端包括数据采集卡9和计算机10，所述信号处理模块7通过数据采集卡9与计算机10连接。

所述量筒1与油泵2的进油口相连通，通过量筒1可以实时观测量筒1内的剩余燃油状况。

所述油泵2的出油口与流量传感器3的进油口(即位于左侧的液体流入口)相连通，所述流量传感器3的出油口(即位于右侧的液体流出口)与流量调节阀4的进油口相连通，所述流量调节阀4的出油口与单向阀5的进油口相连通，所述单向阀5的出油口与发动机油箱8相连通，其中油泵2、流量传感器3、流量调节阀4、单向阀5的依次连接构成了补偿油路。

所述流量调节阀4设置在流量传感器3的出油口下游，流量调节阀4能使得整条补偿油路先以较小流量运行一段时间，然后逐渐调节到正常流量，避免流体对叶轮突然冲撞，对流量传感器3叶轮起到一定的保护作用。

所述单向阀5设置在流量调节阀4的后方，其作用在于防止油液回流，引起测量误差。

如图1和图2所示，所述信号处理模块7包括信号调制模块11和电路控制模块12，所述信号调制模块11分别与流量传感器3、液位变送器6和数据采集卡9连接，所述电路控制模块12分别与油泵2和数据采集卡9连接。

所述信号调制模块11包括抗干扰单元、第一电流转电压单元、第一信号放大单元、第二电流转电压单元以及第二信号放大单元，其中抗干扰单元是一个采用光电隔离原理的信号隔离器，是现在市面上的成熟产品，其作用在于切断干扰通道，达到抑制干扰的效果，提高了装置的测量精度。

所述液位变送器6、抗干扰单元、第一电流转电压单元、第一信号放大单元和数据处理终端(数据采集卡9、计算机10)依次连接，构成液位信号采集电路。

所述流量传感器3、抗干扰单元、第二电流转电压单元、第二信号放大单元和数据处理终端(数据采集卡9、计算机10)依次连接，构成流量信号采集电路。

所述电路控制模块12的接线柱常开端接入油泵2的供电电路，构成输出信号控制电路，该输出信号控制电路原理是：电路控制模块12通过接收数据处理终端(即上位机)的高电平控制信号，控制油泵2的供电电路通断。

如图1和图2所示，本实施例的发动机油耗测量装置工作过程如下：

S1、启动油泵2，使整个补偿油路充满燃油；

S2、将液位变送器6的探头放置于发动机油箱8内，并使探头浸没在油液中，置于油液中的固定位置，所述固定位置与此时液面的距离记为初始深度，对应液位变送器6示数记为初始值；

S3、启动发动机，使发动机按一定工况运行一段时间，并将发动机关闭，发动机油箱8内液面位置下降，此时液位变送器6示数是：液面下降终止位置所对应的液位压力；

S4、启动油泵2，通过补偿油路对发动机油箱8进行充油，当液位变送器6示数恢复至初始值，数据处理终端作为上位机向电路控制模块12发出控制信号，电路控制模块12自动断开油泵2的供电电路，以停止充油；

S5、流量传感器3实时记录充油量，在停止充油时记录的充油量即为发动机油耗。

综上所述，本发明的发动机油耗测量装置融合了现代测试技术、虚拟仪器技术与自动控制技术，在操作过程中无需对发动机油路进行拆解与改装，避免了油路破损、漏油等风险，在一定程度上提高了测量工作的安全性，实现了发动机油耗不解体测量；与传统的油耗仪相比，具有结构简单、易于维护、使用灵活性好、省时、测量效率高等优点。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机油耗测量装置，其特征在于：包括油泵、流量传感器、流量调节阀、单向阀、液位变送器、信号处理模块以及数据处理终端，所述油泵、流量传感器、流量调节阀、单向阀依次连接，构成与发动机油箱相连通的补偿油路；所述信号处理模块分别与油泵、流量传感器、液位变送器和数据处理终端连接；在测量时，所述液位变送器的探头放置于发动机油箱内，并浸没在油液中。

2.根据权利要求1所述的一种发动机油耗测量装置，其特征在于：所述信号处理模块包括信号调制模块和电路控制模块，所述信号调制模块分别与流量传感器、液位变送器和数据处理终端连接，所述电路控制模块分别与油泵和数据处理终端连接。

3.根据权利要求2所述的一种发动机油耗测量装置，其特征在于：所述信号调制模块包括抗干扰单元、第一电流转电压单元、第一信号放大单元、第二电流转电压单元以及第二信号放大单元。

4.根据权利要求3所述的一种发动机油耗测量装置，其特征在于：所述液位变送器、抗干扰单元、第一电流转电压单元、第一信号放大单元和数据处理终端依次连接，构成液位信号采集电路。

5.根据权利要求3所述的一种发动机油耗测量装置，其特征在于：所述流量传感器、抗干扰单元、第二电流转电压单元、第二信号放大单元和数据处理终端依次连接，构成流量信号采集电路。

6.根据权利要求2所述的一种发动机油耗测量装置，其特征在于：所述电路控制模块的接线柱常开端接入油泵的供电电路，构成输出信号控制电路。

7.根据权利要求1所述的一种发动机油耗测量装置，其特征在于：所述数据处理终端包括数据采集卡和计算机，所述信号处理模块通过数据采集卡与计算机连接。

8.根据权利要求1所述的一种发动机油耗测量装置，其特征在于：所述装置还包括量筒，所述量筒与油泵的进油口相连通。

9.根据权利要求1所述的一种发动机油耗测量装置，其特征在于：所述油泵的出油口与流量传感器的进油口相连通，所述流量传感器的出油口与流量调节阀的进油口相连通，所述流量调节阀的出油口与单向阀的进油口相连通，所述单向阀的出油口与发动机油箱相连通；其中，所述流量调节阀设置在流量传感器的出油口下游，所述单向阀设置在流量调节阀的后方。

10.一种基于权利要求2所述测量装置的发动机油耗测量方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、启动油泵，使整个补偿油路充满燃油；

S2、将液位变送器的探头放置于发动机油箱内，并使探头浸没在油液中，置于油液中的固定位置，所述固定位置与此时液面的距离记为初始深度，对应液位变送器示数记为初始值；

S3、启动发动机，使发动机按一定工况运行一段时间，并将发动机关闭，发动机油箱内液面位置下降，此时液位变送器示数是：液面下降终止位置所对应的液位压力；

S4、启动油泵，通过补偿油路对发动机油箱进行充油，当液位变送器示数恢复至初始值，数据处理终端作为上位机向电路控制模块发出控制信号，电路控制模块自动断开油泵的供电电路，以停止充油；

S5、流量传感器实时记录充油量，在停止充油时记录的充油量即为发动机油耗。