CN107449478B - 一种商用车综合行驶油耗测量装置及测量方法 - Google Patents

一种商用车综合行驶油耗测量装置及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种商用车综合行驶油耗测量装置及测量方法,所述测量装置由联接支架、水平调节机构、刻度尺、油管和过滤网沉头组成,联接支架固定在油箱上,水平调节机构通过其底部的万向调节接头水平连接在联接支架上,刻度尺垂直安装在水平调节机构的侧面,油管的首端沿着刻度尺固定在水平调节机构上,过滤网沉头安装在油管的尾端并沉入油箱内底;油管位于油箱外侧的部分沿着油箱的外侧表面布置成正U型,且油管U型部分的底部低于油箱的底部。测量方法通过在油箱上安装前述测量装置进行测量,并采用油箱的燃油加注量统计方法以及连通器原理实现车辆油耗油耗测量。本发明保证了油箱每次加注燃油到同一标记位置,减小了燃油加注统计误差。

Description

一种商用车综合行驶油耗测量装置及测量方法
技术领域
本发明属于商用车油耗统计技术领域,特别涉及了一种商用车综合行驶油耗测量装置及测量方法。
背景技术
目前,商用车油耗统计方法主要分为两种:工况循环试验方法和综合行驶试验油耗统计方法。工况循环油耗试验主要依据GB/T 27840-2011《重型商用车辆燃料消耗量测量方法》进行,分为底盘测功机法和模拟计算法两种,属于试验室内范畴,要考虑阻力、惯量、轮胎以及驾驶员操作等多方面因素进行大量工况模拟,测试结果主要用于满足法规要求。综合行驶油耗测试统计则是根据产品特点选择用户典型的综合行驶工况(如高速公路、普通公路和丘陵公路等)进行油耗测试统计,测试结果贴近于用户的关注点,在商用车产品开发过程中,能够提供有效的油耗对标输入,并验证整车降油耗目标。获得有效准确的商用车综合行驶油耗测量统计结果尤为必要。
综合行驶路一般由典型的高速公路、普通公路及丘陵公路组成,其油耗统计主要可以通过以下方法进行:1、改造燃油供给系统,加装流量传感器或油位传感器等进行油耗测量统计,但拆装测试设备及传感器较为麻烦,且存在安全隐患;2、采集CAN总线数据获得车辆行驶的实时数据,然后进行油耗的计算,此种方法属于理论计算,相比实际油耗存在一定误差;3、可以基于油箱的加油量差值进行统计,但油耗统计结果受油箱偏移、温度、加满满箱气泡量较多以及油枪差异等因素影响,燃油消耗量的统计值误差较大。因此需要一套简洁高效的油耗测量装置及准确的油耗统计方法。
专利文献1:CN105509829A公开了一种油耗测量仪,该测量仪需要搭建控制系统,适用于精准测试,制造成本较高;需要改造燃油供给系统,存在安全隐患;不适合多车辆同时测量,测量效率较低;
专利文献2:CN105069860A公开了一种车辆油耗的统计方法,该方法的油耗统计结果属于理论计算值,主要是基于车辆行驶的实时数据进行计算所得;
专利文献3:CN105115556A公开了一种精确测量油耗的方法,该方法通过在燃油供给系统中加装测量装置完成油耗统计,存在安全隐患,不适合多车辆对比测量,测量效率较低;
专利文献4:CN104977055A公开了一种油耗测试辅助装置,该装置主要在等速油耗测量试验中辅助控制油门踏板开度来提高油耗测量的精度,专用于单项性能测量。
发明内容
为了提高商用车综合行驶油耗统计的准确性,弥补上述现有技术中的不足,本发明提供了一种商用车综合行驶油耗测量装置及测量方法,保证油箱每次加注燃油到同一标记位置,准确统计每个循环工况的油耗,解决了燃油加注统计误差大的问题,消除了改造燃油供给系统进行统计的安全隐患。结合说明书附图,本发明的技术方案如下:
一种商用车综合行驶油耗测量装置,由联接支架1、水平调节机构2、刻度尺3、油管4和过滤网沉头5组成;
所述联接支架1固定在油箱9上,所述水平调节机构2通过其底部的万向调教接头连接在联接支架1上,使水平调节机构2始终保持水平;
所述刻度尺3垂直安装在水平调节机构2的侧面,所述油管4的首端沿着刻度尺3设置,并固定在水平调节机构2上,所述过滤网沉头5安装在油管4的尾端并沉入油箱内底;
所述油管4位于油箱9外侧的部分沿着油箱9的外侧表面布置成正U型,且油管4U型部分的底部低于油箱9的底部。
所述联接支架1由联接板101和支腿102组成,四个所述支腿102的下方分别对称地固定在油箱9的侧面上,所述联接板101与油箱9的顶面平行设置,联接板101连接在四个所述支腿102的顶部,其中,位于油箱9内侧的两个所述支腿102的顶部与联接板101的一侧固定连接,位于油箱9外侧的两个所述支腿102连接在联接板101另一侧的滑道内,以调节支腿102与联接板101的连接位置。
所述水平调节机构2由水平板201、水平刻度尺202和万向调节接头203组成,所述水平刻度尺202内嵌于水平板201内,用于指示水平板201横向或纵向的水平情况;所述水平板201的底部四个角通过四个万向调节接头203安装在联接支架1的联接板101上,位于油箱9内侧的两个万向调节接头203与油箱9的内侧面在同一竖直平面内。
所述刻度尺3通过调节螺栓垂直安装在水平调节机构2的水平板201外侧端面上,通过调节螺栓来调整刻度尺3与水平板201之间的距离。
此外,所述测量装置还配有量杯6、密度计7、温度计8、抽油手泵和注射器,所述量杯6用于对加注的燃油进行取样;所述密度计7用于测试燃油密度;所述温度计8用于测试燃油密度;所述抽油手泵主要用于排除油管4内的空气以进行抽油,实现油箱9内外的油液联通;所述注射器主要用于燃油取样。
一种商用车综合行驶油耗测量方法,所述测量方法通过在油箱9上安装所述的商用车综合行驶油耗测量装置进行测量,并采用油箱的燃油加注量统计方法以及连通器原理实现对商用车综合行驶油耗测量,具体过程如下:
步骤一、初始调节:
将车辆开到平整地面,使车辆保持相对水平;将前述的测量装置水平地装配到油箱9沿X方向的中间位置,固定后做好安装标记;在油箱9上确定初始加油位置并在油箱9的外侧表面做初始加油标记点,调整水平调节结构2至水平位置,调节刻度尺3贴近油箱9并保持垂直;在刻度尺3上做初始标记点,所述初始标记点与油箱9上的初始加油标记点平齐;
步骤二、将测量装置从油箱9上拆卸下来,然后驾驶车辆完成一个综合行驶的循环工况;
步骤三、加注燃油:
按照步骤一中油箱9上的安装标记再次安装好所述测量装置;将油管4尾端的过滤网沉头5放入油箱9内,并固定好油管4的顶端,使用抽油手泵将燃油泵入油管4;调整水平调节结构2至水平,并调节刻度尺3的位置,使其贴近油箱9并保持垂直;将刻度尺3上的初始标记点与油箱9上的初始加油标记点进行比对:
若二者高度相同,将油管4贴在油箱9外侧加油至初始标记,加注量即为车辆完成一个综合行驶的循环工况的油耗量;
若二者高度不同,在油箱9的外侧面找到与刻度尺上的初始标记相对应的点,确定所述相对应的点与油箱9上的初始加油标记点沿油箱表面的中点位置,将油管4贴在油箱9的外侧加油至所述中点位置,加注量即为车辆完成一个综合行驶的循环工况的油耗量。
进一步地,在所述步骤一和步骤三中,调整水平调节结构2至水平的过程为:
先调节与油箱9内侧相对应处的水平调节结构2,使水平调节结构2在车辆纵向上水平后,控制水平调节机构2仅绕车辆纵向旋转,其他自由度均锁死,然后再调节水平调节结构2的另一侧,使水平调节结构2在车辆横向上水平。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明所述商用车综合行驶油耗测量装置通过燃油加注量来统计燃油消耗,直接应用于油箱上,测量结果直接可靠;
2、本发明所述商用车综合行驶油耗测量装置无需改造燃油供给系统,安全性高;
3、本发明所述商用车综合行驶油耗测量装置主要基于轻质硬铝型材制造,抵抗变形能力强,保证调解过程中定位精准;无需加装传感器,成本低,免维护;
4、本发明所述商用车综合行驶油耗测量装置在不同品系的商用车辆的油耗测量通用性好,测量一致性高;
5、本发明所述商用车综合行驶油耗测量装置轻便易携带,安装拆卸及调节便捷,使用操作方便;
附图说明
图1为本发明所述商用车综合行驶油耗测量装置的结构示意图;
图2为本发明所述商用车综合行驶油耗测量装置的联接支架示意图;
图3为本发明所述商用车综合行驶油耗测量装置的水平调节机构;
图4为本发明所述装置中油箱与水平调节机构处于水平和倾斜α角时的横截面对比示意图;
图5为本发明所述装置中油箱与水平调节机构处于水平位置时的液面示意图;
图6为本发明所述装置中油箱与水平调节机构在车辆横向倾斜α角时的液面示意图。
图中:
1-联接支架、2-水平调节机构、3-刻度尺、4-油管、5-过滤网沉头、6-量杯、7-密度计、8-温度计、9-油箱;
101-联接板、102-支腿、103-攻丝、201-水平板、202-水平刻度尺、203-万向调节接头。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的具体技术方案,结合说明书附图,本发明的具体实施方式如下:
如图1所示,本发明提供了一种商用车综合行驶油耗测量装置,所述测量装置主要由联接支架1、水平调节机构2、刻度尺3、油管4、过滤网沉头5组成。
为便于清楚地描述本发明的具体结构,以汽车车辆为参照设定坐标系,设车辆的纵向为X方向,设车辆的横向为Y方向,设车辆垂直地面的方向为Z方向。本发明所涉及的油箱近似长方体,油箱的长边与X方向平行,油箱的短边与Y方向平行。
如图1所示,在本发明所述额测量装置中,所述联接支架1骑跨式地固定安装在车辆的油箱9上,所述联接板101用于为所述测量装置的其他组成结构提供一个稳定的支撑平台;
如图2所示,所述联接支架1由一个联接板101和四个支腿102组成,其中,四个所述支腿102的下方分别通过一对攻丝103对称地固定在油箱9的侧面上,所述联接板101与油箱9的顶面平行设置,联接板101的四个角分别连接在四个所述支腿102的顶部,其中,位于油箱9内侧 (即靠近车辆的车架一侧)的两个所述支腿102的顶部与联接板101固定连接,支腿102与联接板101之间不可调节,而位于油箱9外侧(即靠近车辆最外侧边缘)的两个所述支腿102与联接板101的连接处,所述联接板101上沿着Y方向开设有滑道,所述支腿102与联接板101的连接位置可进行相对滑动调节,调节至合适位置后相对固定,该设计可以使本发明所述测量装置适应并固定在不同尺寸的油箱9上,且操作十分简便。
如图3所示,所述水平调节机构2主要由水平板201、水平刻度尺202和万向调节接头203组成,所述水平刻度尺202内嵌于水平板201内,用于指示水平板201的水平情况,所述水平刻度尺202有五个,其中,有两个水平刻度尺202沿Y方向安装在所述水平板201的一侧边内,以指示所述水平板201在Y方向上的水平情况,还有三个水平刻度尺202沿X方向安装在所述水平板201的前、中、后位置上,一指示所述水平板201在X轴上的水平情况;所述水平板201的底部四个角通过四个万向调节接头203安装在联接支架1的联接板101上,所述万向调节接头203均对称设置,其中,位于油箱9内侧 (即靠近车辆的车架一侧)的两个万向调节接头203与油箱9的内侧表面在同一竖直平面内。在测量前的准备过程中,通过调节四个万向调节接头203,并根据沿X方向和Y方向设置的水平刻度尺202的显示,使水平板201始终保持水平位置状态;在调节四个万向调节接头203时,先调节位于油箱9内侧的两个万向调节接头203,使水平板201在X方向水平后,调节这两个万向调节接头203,控制其只能进行绕X方向的旋转,其他自由度均锁死,然后再调节位于另一侧的两个所述万向调节接头203,进行Z方向和Y方向的调节,这种调节方式能够很好地适应油箱9倾斜时的水平调整,以保证定位精准。
如图1所示,所述刻度尺3通过调节螺栓垂直安装在水平板201的外侧端面上,所述刻度尺3通过调节螺栓来调整自身与水平板201外侧端面之间的距离,进而实现沿Y方向的位置调节;沿Y方向调节刻度尺3的主要作用在于:实现与油箱9上的加油标记进行比对来确定加油位置,以保证加油量的一致性。
如图1所示,所述油管4的首端固定在水平板201上,尾端深入油箱9的底部,油管4位于油箱9外部的部分沿着油箱9的外侧表面布置成正U型,且位于油箱外部的U型部分的油管4的底部弯折处要略低于油箱9的底部。此外,所述油管4的首端沿着所述刻度尺3设置,所述油管4主要起到连通器的作用,并结合刻度尺3显示油箱内部燃油液面的位置及燃油液面的升降变化。
如图1所示,所述过滤网沉头5固定在油管4的尾端,以带动油管4触底油箱9;所述过滤网沉头5的过滤网还能够防止燃油内的杂质进入油管4造成污染。
此外,本发明所述的测量装置在具体使用过程中还配有量杯6、密度计7、温度计8、抽油手泵和注射器等应用辅助附件。
其中,所述量杯6用于对加注的燃油进行取样;所述密度计7用于测试燃油密度;所述温度计8用于测试燃油温度,燃油密度和燃油温度的测试用以保证燃油加注的一致性,为燃油加注量的影响因素提供参考;所述抽油手泵主要用于排除油管4内的空气以进行抽油,实现油箱9内外的油液联通;所述注射器主要用于燃油取样;各附件存放位置满足安全、方便的原则即可,具体结合实际操作选取固定。
本发明所述的一种商用车综合行驶油耗测量装置的设计原理如下:
本发明所述测量装置应用了油箱的燃油加注量统计方法以及连通器原理。本发明所述测量装置采用透明油管4联通油箱9内外,通过观测位于油箱外部的油管4的液面高度来确定油箱9的内液面高度。
本发明所述测量装置还考虑到实际工况中,地面不平所引起的车辆倾斜的情况,油箱9在水平方向上将产生一定角度,通过将本发明所述测量装置安装到油箱X方向上的中点位置处来消除X方向倾斜角度所带来的影响,应用“中位加油法”来消除Y方向倾斜角度所带来的影响。
如图5所示,当油箱9与水平调节机构2均处于水平位置时,其中,
A:油箱加油标记基准点;
B:刻度尺上对应A点的标记点;
C:油箱侧壁与燃油液面交点;
S 0 :油箱内燃油横截面积;
P油箱一个底点;
Q:油箱另一个底点。
如图6所示,当油箱9与水平调节机构2沿车辆Y方向上倾斜α角时,其中,
A:油箱处于水平位置时油箱加油标记基准点;
B:油箱处于水平位置时刻度尺上对应A点的标记点;
C:油箱处于水平位置时油箱侧壁与燃油液面交点;
P’油箱一个底点;
Q:油箱另一个底点;
A’:油箱横向倾斜α角时,B点所对应的油箱标记点;
C’:油箱横向倾斜α角时,若油箱加油至A点时,油箱侧壁与燃油液面交点;
M:直线AA’中点;
N:直线CC’中点;
O:直线AC、直线A’C’与直线MN的三线交点;
S 1 :三角形AOM的面积S△AOM
S 2 :三角形NOC的面积S△NOC’
S 3 :三角形MOA’的面积S△MOA’
S 4 :三角形NOC的面积S△NOC
S 5 :五边形P’A’OCQ的面积SP’A’OCQ
当油箱9存在Y方向上的倾斜角度时,加油至油箱初始加油基准点A和油箱上与刻度尺初始标记点相对应点A’的中位点M即可。
如图4、图5及图6所示:
因为:S 0 = S□ACQP= S□ACQP’=S 5 +S 1 +S 3 S 1 =S 4
所以:S 0 =S 5 +S 4 +S 3 = S□MNQP’
故,当油箱9存在Y方向上的倾斜角度时,加油至中位线MN即可到达初始加油标记点的加油量。
结合本发明前述的商用车综合行驶油耗测量装置的结构,本发明还提供了一种商用车综合行驶油耗测量方法,具体过程如下:
一、初始调节:
首先,将车辆开到平整地面,使车辆保持相对水平;
然后,将前述的测量装置水平地装配到油箱9沿X方向的中间位置,固定后做好安装标记,以便于保证后续安装的一致性;
接着,在油箱9上确定初始加油位置并在油箱9的外侧表面做初始加油标记点,调整水平板201至水平位置,调节刻度尺3贴近油箱9并保持垂直;
其中,在通过调节四个万向调节接头203来使水平板201调整至水平位置的过程中,先调节位于油箱9内侧的两个万向调节接头203,使水平板201在X方向水平后,调节这两个万向调节接头203,控制其只能进行绕X方向的旋转,其他自由度均锁死,然后再调节位于另一侧的两个所述万向调节接头203,进行Z方向和Y方向的调节,这种调节方式能够很好地适应油箱9倾斜时的水平调整,以保证定位精准;
最后,在刻度尺3上做初始标记点,与油箱9上的初始加油标记点平齐;
二、将测量装置从油箱9上拆卸下来,然后驾驶车辆完成一个综合行驶的循环工况;
三、进行燃油加注:
按照油箱9上的安装标记再次安装好所述测量装置;将油管4尾端的过滤网沉头5放入油箱9内,并固定好油管4的顶端,使用抽油手泵将燃油泵入油管4,油管4将起到连通器的作用;调节水平板201至水平,调节过程如前所述,并调节刻度尺3的位置,使其贴近油箱9并保持垂直;将刻度尺3上的初始标记点与油箱9上的初始加油标记点进行比对:
若二者高度(Z方向)平齐在同一水平面上,说明此时车辆处于水平位置,将油管4贴在油箱9外侧加油至初始标记,加注量即为车辆完成一个综合行驶的循环工况的油耗量;
若二者高度(Z方向)存在高度差,说明此时车辆处于横向倾斜状态,在油箱9的外侧面找到与刻度尺上的初始标记相对应的点,确定所述相对应的点与油箱9上的初始加油标记点沿油箱表面的中点位置,将油管4贴在油箱9的外侧加油至所述中点位置即可,加注量即为车辆完成一个综合行驶的循环工况的油耗量;;
最后,用量杯进行燃油取样,测试燃油密度及温度以备燃油一致性参考;
加完油后,取下装置存放好,以备下次加油使用。
本发明所述的商用车综合行驶油耗测量方法采用油箱实际加油量与油耗理论计算值相结合的方法:当一个综合行驶的循环工况完成后,按照上述加油操作方法进行燃油加注,记录该循环工况的燃油加注量L1;另通过软件程序根据CAN总线信号计算出该循环工况的燃油消耗量J1;计算L1与J1的比值,即得到燃油消耗修正系数K1;以此类推,最后获得该车型综合行驶燃油消耗修正系数K。
通过修正系数K,可以获得的积极效果如下:
1.作为该车型综合行驶油耗试验的评价基准,即当综合行驶某个循环工况的Ki异常时,就需要对其供油系统进行分析评价;
2.可实现单一路况油耗统计,根据CAN总线信号计算出的高速公路、丘陵公路以及国道普通公路等单一工况的油耗值,通过修正系数K可以近似推出各单一行驶工况的实际燃油消耗情况。

Claims (6)

1.一种商用车综合行驶油耗测量方法,其特征在于:
所述测量方法通过在油箱(9)上安装商用车综合行驶油耗测量装置进行测量,商用车综合行驶油耗测量装置由联接支架(1)、水平调节机构(2)、刻度尺(3)、油管(4)和过滤网沉头(5)组成;
所述联接支架(1)固定在油箱(9)上,所述水平调节机构(2)通过其底部的万向调节接头连接在联接支架(1)上,使水平调节机构(2)始终保持水平;
所述刻度尺(3)垂直安装在水平调节机构(2)的侧面,所述油管(4)的首端沿着刻度尺(3)设置,并固定在水平调节机构(2)上,所述过滤网沉头(5)安装在油管(4)的尾端并沉入油箱内底;
所述油管(4)位于油箱(9)外侧的部分沿着油箱(9)的外侧表面布置成正U型,且油管(4)U型部分的底部低于油箱(9)的底部;
其特征在于:所述测量方法采用油箱的燃油加注量统计方法以及连通器原理实现对商用车综合行驶油耗测量,具体过程如下:
步骤一、初始调节:
将车辆开到平整地面,使车辆保持相对水平;将前述的测量装置水平地装配到油箱(9)沿X方向的中间位置,固定后做好安装标记;在油箱(9)上确定初始加油位置并在油箱(9)的外侧表面做初始加油标记点,调整水平调节结构(2)至水平位置,调节刻度尺(3)贴近油箱(9)并保持垂直;在刻度尺(3)上做初始标记点,所述初始标记点与油箱(9)上的初始加油标记点平齐;
步骤二、将测量装置从油箱(9)上拆卸下来,然后驾驶车辆完成一个综合行驶的循环工况;
步骤三、加注燃油:
按照步骤一中油箱(9)上的安装标记再次安装好所述测量装置;将油管(4)尾端的过滤网沉头(5)放入油箱(9)内,并固定好油管(4)的顶端,使用抽油手泵将燃油泵入油管(4);调整水平调节结构(2)至水平,并调节刻度尺(3)的位置,使其贴近油箱(9)并保持垂直;将刻度尺(3)上的初始标记点与油箱(9)上的初始加油标记点进行比对:
若二者高度相同,将油管(4)贴在油箱(9)外侧加油至初始标记,加注量即为车辆完成一个综合行驶的循环工况的油耗量;
若二者高度不同,在油箱(9)的外侧面找到与刻度尺上的初始标记相对应的点,确定所述相对应的点与油箱(9)上的初始加油标记点沿油箱表面的中点位置,将油管(4)贴在油箱(9)的外侧加油至所述中点位置,加注量即为车辆完成一个综合行驶的循环工况的油耗量。
2.如权利要求1所述一种商用车综合行驶油耗测量方法,其特征在于:
在所述步骤一和步骤三中,调整水平调节结构(2)至水平的过程为:
先调节与油箱(9)内侧相对应处的水平调节结构(2),使水平调节结构(2)在车辆纵向上水平后,控制水平调节机构(2)仅绕车辆纵向旋转,其他自由度均锁死,然后再调节水平调节结构(2)的另一侧,使水平调节结构(2)在车辆横向上水平。
3.如权利要求1所述一种商用车综合行驶油耗测量方法,其特征在于:
所述商用车综合行驶油耗测量装置中,所述联接支架(1)由联接板(101)和支腿(102)组成,四个所述支腿(102)的下方分别对称地固定在油箱(9)的侧面上,所述联接板(101)与油箱(9)的顶面平行设置,联接板(101)连接在四个所述支腿(102)的顶部,其中,位于油箱(9)内侧的两个所述支腿(102)的顶部与联接板(101)的一侧固定连接,位于油箱(9)外侧的两个所述支腿(102)连接在联接板(101)另一侧的滑道内,以调节支腿(102)与联接板(101)的连接位置。
4.如权利要求1所述一种商用车综合行驶油耗测量方法,其特征在于:
所述商用车综合行驶油耗测量装置中,所述水平调节机构(2)由水平板(201)、水平刻度尺(202)和万向调节接头(203)组成,所述水平刻度尺(202)内嵌于水平板(201)内,用于指示水平板(201)横向或纵向的水平情况;所述水平板(201)的底部四个角通过四个万向调节接头(203)安装在联接支架(1)的联接板(101)上,位于油箱(9)内侧的两个万向调节接头(203)与油箱(9)的内侧面在同一竖直平面内。
5.如权利要求1所述一种商用车综合行驶油耗测量方法,其特征在于:
所述商用车综合行驶油耗测量装置中,所述刻度尺(3)通过调节螺栓垂直安装在水平调节机构(2)的水平板(201)外侧端面上,通过调节螺栓来调整刻度尺(3)与水平板(201)之间的距离。
6.如权利要求1-5中任一项所述一种商用车综合行驶油耗测量方法,其特征在于:
所述商用车综合行驶油耗测量装置中,所述测量装置还配有量杯(6)、密度计(7)、温度计(8)、抽油手泵和注射器,所述量杯(6)用于对加注的燃油进行取样;所述密度计(7)用于测试燃油密度;所述温度计(8)用于测试燃油温度;所述抽油手泵主要用于排除油管(4)内的空气以进行抽油,实现油箱(9)内外的油液联通;所述注射器主要用于燃油取样。
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