CN107120196B - 测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统和方法，该系统包括一台点燃式发动机和与之连接的定量加样模块、交流测功模块以及操作控制单元模块，点燃式发动机装置内具有规定容量的待测燃料加入进行燃烧，该点燃式发动机的具有规定的规格参数，点燃式发动机的运转工况也处于规定的状态。本发明使不同的待测燃料之间通过与成分纯净标准燃料的对比参数传递，可以实现精确的性能指标对比。

Description

测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种点燃式发动机燃料的系统和方法，特别是涉及一种测试点燃式发动机燃料实际做功性能的方法和仪器。

背景技术

随着燃料的多元化，特别是传统的汽油燃料也发生了很大的变化，比如甲醇汽油、乙醇汽油、生物汽油和各种调和汽油，各种汽油组分之间的差异也越来越大。我们有评价车辆油耗的指标—百公里综合油耗，但是人们常常发现自己在日常开车过程中明显感觉加不同厂家相同标号的汽油在驾驶状况类似的情况下油耗明显差异。也就是说，我们没有对汽油本身实际做功性能的评价指标。

当前许多炼油企业为了掌握自己的出产的汽油与对标的汽油在实际使用中的差别，往往用实车加满一箱油在高速公路上测试，从而得出其中之间的差异。显然这种方法既麻烦也不准确，而且无法进行定量评价，也无从与第三种油样进行比对。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统和方法，其使不同的待测燃料之间通过与成分纯净标准燃料的对比参数传递，可以实现精确的性能指标对比。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统，其特征在于，其包括一台点燃式发动机和与之连接的定量加样模块、交流测功模块以及操作控制单元模块，点燃式发动机装置内具有规定容量的待测燃料加入进行燃烧，该点燃式发动机的具有规定的规格参数，点燃式发动机的运转工况也处于规定的状态；待测燃料通过定量加样模块按照规定的流速和压力规律加入点燃式发动机，使得点燃式发动机运转并输出做功；再通过交流测功模块精确测量点燃式发动机在这些规定容量燃料驱动下所输出的做功参数和其他相关数据；将这些数据与同等容量成分纯净的标准燃料测得的数据相比较，操作控制模块自动得出该待测燃料相比标准燃料的实际做功性能指标。

优选地，所述点燃式发动机采用单缸四冲程可变压缩比汽油发动机，点燃式发动机的缸径、冲程、压缩比可变范围都要求是规定值。

优选地，所述定量加样模块包含一组平行的储样油杯和选通阀，选通阀和储样油杯连接，储样油杯分别用来装储不同的试验燃料，在工作时通过选通阀进行选择。

优选地，所述定量加样模块中还包括一个含上下液位检测功能的定量筒，定量筒与选通阀连接。

优选地，所述交流测功模块包括一台交流电机、扭矩传感器、交流变频器，扭矩传感器、交流变频器都与交流电机连接。

优选地，所述操作控制模块负责操作、显示和测控功能，实时检测功模块的实际输出数据，结合其他参数进行计算，得出测试结果；同时实时监测点燃式发动机的运转工况，判断其是否符合规定的要求。

本发明还提供一种测试点燃式发动机燃料实际做功性能的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，先选择定量加样模块中的热机油样，将点燃式发动机启动预热到满足规定的运转工况；

步骤二，在定量加样模中加入成分纯净的标准燃料，由该标准燃料驱动点燃式发动机工作做功，由操作控制模块精确检测其定量记录的起始值，并控制交流测功模块；

步骤三，精确测量记录点燃式发动机输出功率及参数，累计做功时间、累计做功总值、实时功率、实时扭矩、实时转速，直到操作控制模块检测到其定量的结束，从而得到该标准燃料的一组实际做功参数；

步骤四，再选择定量加样模块中的待测燃料，重复上述操作，得到一组同样容量待测燃料的实际做功参数；

步骤五，通过对比两组参数，操作控制模块可以自动得出该待测燃料相比标准燃料的实际做功性能指标。

本发明的积极进步效果在于：本发明将不同燃料加入标准发动机在规定工况下燃烧，并实时测量其功率输出数据，通过与同体积的标准燃料相比较，从而得到可量化，可对比的燃料做功性能指标。

附图说明

图1为本发明测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统的构造示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统包括一台点燃式发动机1和与之连接的定量加样模块2、交流测功模块3以及操作控制模块4，点燃式发动机装置内具有规定容量的待测燃料加入进行燃烧，该点燃式发动机的具有规定的规格参数(如发动机形式、缸径、排量、压缩比数据)，其运转工况(转速控制、进气温度、进气湿度、点火提前角、润滑油温度和压力等)也处于规定的状态。待测燃料通过定量加样模块按照规定的流速和压力规律加入点燃式发动机，使得点燃式发动机运转并输出做功。再通过交流测功模块精确测量点燃式发动机在这些规定容量燃料驱动下所输出的做功参数和其他相关数据(如做功总量、燃烧时间、最大功率、最大转速和最大扭矩等)。将这些数据与同等容量成分纯净的标准燃料测得的数据相比较，操作控制模块可以自动得出该待测燃料相比标准燃料的实际做功性能指标。这样，不同的待测燃料之间通过与成分纯净的标准燃料的对比参数传递，操作控制模块可以自动得出该待测燃料相比标准燃料的实际做功性能指标，可以实现精确的性能指标对比。

点燃式发动机采用单缸四冲程可变压缩比汽油发动机，点燃式发动机的缸径、冲程、压缩比可变范围都要求是规定值，这样减少误差。同时，在正式进行测试工作时要求点燃式发动机的工况严格满足规定的要求，这些工况包括试验压缩比、点火提前角、转速控制、进气温度和湿度、润滑油温度和压力。点燃式发动机的缸径为82.55mm、冲程为114.3mm、压缩比可变范围为6：1～16：1，发动机采用化油器方式供油。点燃式发动机与一个压缩比调节装置5、一个用于对进气温度和湿度进行控制的进气调节装置6和一个发动机循环水冷装置7连接。同时规定，在正式测试工作时要求点燃式发动机的工况应满足如下要求：一，试验的压缩比根据待测油样的标号不同而不同；二，点火提前角随转速变化，通过旋转编码器精确控制，在转速为600r/min时为上止点前13°；三，转速控制按照固定规律；四，进气温度为54℃和湿度为3.56～7.12水/kg干空气；五，润滑油温度为55±5℃和压力≥0.15MPa等。

定量加样模块包含一组(三个)平行的储样油杯8和选通阀10，选通阀10和储样油杯8连接，储样油杯分别用来装储不同的试验燃料，在工作时通过选通阀10进行选择。定量加样模块中还包括一个含上下液位检测功能的定量筒9，定量筒9与选通阀10连接，定量筒9使上下液位间的容量严格依照规定值。三个储样油杯分别用来装储热机油样、标准油样(采用正庚烷和异辛烷的混合液，混合比例根据待测样油的辛烷值确定)、待测油样。定量筒的上下液位间的容量为250ml。

具体来说，交流测功模块与点燃式发动机的一个输出轴连接，交流测功模块包括一台交流电机11、扭矩传感器12、交流变频器13，扭矩传感器12、交流变频器13都与交流电机11连接。扭矩传感器可以实时测量发动机的输出扭矩。交流电机11的额定功率为0.37Kw。扭矩传感器和交流电机配套且控制其工作方式(恒扭矩或恒转速，或规定的混合方式)

操作控制模块是本系统的核心，负责操作、显示和测控功能，实时检测功模块的实际输出数据，结合其他参数进行计算，得出测试结果；同时实时监测点燃式发动机的运转工况，判断其是否符合规定的要求。操作控制模块是一台含工业计算机和相关电路的操控台，负责整个仪器的测控功能，也是仪器的人机交互界面。

本发明测试点燃式发动机燃料实际做功性能的方法包括以下步骤：

步骤一，先选择定量加样模块中的热机油样，将点燃式发动机启动预热到满足规定的运转工况；

步骤二，在定量加样模中加入成分纯净的标准燃料，由该标准燃料驱动点燃式发动机工作做功，由操作控制模块精确检测其定量记录的起始值，并控制交流测功模块；具体来说，选择定量加样模块中的标准燃料，并根据标准燃料的辛烷值标号，控制压缩比调节装置将发动机压缩比调节到对应的位置；由该点燃式发动机工作做功；

步骤三，精确测量记录点燃式发动机输出功率及参数，累计做功时间、累计做功总值、实时功率、实时扭矩、实时转速等，直到操作控制模块检测到其定量的结束，从而得到该标准燃料的一组实际做功参数；具体来说，当定量加样模块中燃料液位到达定量筒的上限位时，操作控制模块确定记录数据的起始值，实时采集控制交流测功模块中扭矩传感器的输出，并通过旋转编码器测出实际转速，由此得出点燃式发动机实时的功率输出；再通过时间积分，可以得出总输出做功的大小，直到定量加样模块中燃料液位到达定量筒的下限位。从而得到消耗250ml该标准燃料得到的一组实际做功参数，包括但不限于累计做功时间、累计做功总值、最大功率值、最大扭矩、最大转速等。

步骤四，再选择定量加样模块中的待测燃料，重复上述操作，可以得到一组同样容量待测燃料的实际做功参数；

步骤五，通过对比两组参数，操作控制模块可以自动得出该待测燃料相比标准燃料的实际做功性能指标。

综上所述，本发明将不同燃料加入标准发动机在规定工况下燃烧，并实时测量其功率输出数据，通过与同体积的标准燃料相比较，从而得到可量化，可对比的燃料做功性能指标。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统，其特征在于，其包括一台点燃式发动机和与之连接的定量加样模块、交流测功模块以及操作控制单元模块，点燃式发动机装置内具有规定容量的待测燃料加入进行燃烧，该点燃式发动机的具有规定的规格参数，点燃式发动机的运转工况也处于规定的状态；待测燃料通过定量加样模块按照规定的流速和压力规律加入点燃式发动机，使得点燃式发动机运转并输出做功；再通过交流测功模块精确测量点燃式发动机在这些规定容量燃料驱动下所输出的做功总量；将这做功总量与同等容量成分纯净的标准燃料测得的数据相比较，操作控制模块自动得出该待测燃料相比标准燃料的实际做功性能指标。

2.如权利要求1所述的测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统，其特征在于，所述点燃式发动机采用单缸四冲程可变压缩比汽油发动机，点燃式发动机的缸径、冲程、压缩比可变范围都要求是规定值。

3.如权利要求1所述的测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统，其特征在于，所述定量加样模块包含一组平行的储样油杯和选通阀，选通阀和储样油杯连接，储样油杯分别用来装储不同的试验燃料，在工作时通过选通阀进行选择。

4.如权利要求3所述的测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统，其特征在于，所述定量加样模块中还包括一个含上下液位检测功能的定量筒，定量筒与选通阀连接。

5.如权利要求1所述的测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统，其特征在于，所述交流测功模块包括一台交流电机、扭矩传感器、交流变频器，扭矩传感器、交流变频器都与交流电机连接。

6.如权利要求1所述的测试点燃式发动机燃料实际做功性能的系统，其特征在于，所述操作控制模块负责操作、显示和测控功能，实时检测功模块的实际输出数据，得出测试结果；同时实时监测点燃式发动机的运转工况，判断其是否符合规定的要求。

7.一种测试点燃式发动机燃料实际做功性能的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，先选择定量加样模块中的热机油样，将点燃式发动机启动预热到满足规定的运转工况；

步骤二，在定量加样模中加入成分纯净的标准燃料，由该标准燃料驱动点燃式发动机工作做功，由操作控制模块精确检测其定量记录的起始值，并控制交流测功模块；

步骤三，精确测量记录点燃式发动机输出功率及参数，累计做功时间、累计做功总值、实时功率、实时扭矩、实时转速，直到操作控制模块检测到其定量的结束，从而得到该标准燃料的一组实际做功参数；

步骤四，再选择定量加样模块中的待测燃料，重复上述操作，得到一组同样容量待测燃料的实际做功参数；

步骤五，通过对比两组参数，操作控制模块自动得出该待测燃料相比标准燃料的实际做功性能指标。