CN202582628U - 一种用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪，包括连有控制电路板的计算机，均与所述控制电路板相连的发动机转速传感器、进气歧管压力传感器和进气歧管温度传感器，以及输出端与所述计算机相连的尾气分析仪，其中，所述计算机上设有能够在其控制下显示所述光伏节能汽车和传统汽车的发动机转速、进气歧管的压力、进气歧管的温度和过量空气系数，所述光伏节能汽车和所述传统汽车的油耗量，以及所述光伏节能汽车的省油量的显示器。本实用新型提供的用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪能够使用户实时通过所述显示器直观地了解光伏节能汽车相比于传统汽车的实际省油量。

Description

一种用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，更具体地说，涉及一种用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪。

背景技术

随着经济的发展，汽车越来越广泛地被应用于人们的生活。新兴的光伏节能汽车上装有光伏电池板，其励磁接通时，光伏电池板发电并把电量传送给蓄电池，通过蓄电池为汽车提供动力，减少发动机的运行负载；励磁断开时，该光伏节能汽车中的光伏电池板不能为汽车提供动力，其相当于传统汽车。上述光伏节能汽车相比于传统汽车能够在一定程度上降低油耗，减少污染物的排放。

光伏节能汽车相比于传统汽车节省的油量可以通过空燃比方法测得。应用空燃比方法时，将发动机转速传感器、进气歧管压力传感器和进气歧管温度传感器分别通过单片机与计算机相连，使尾气分析仪的输出端与计算机相连，之后将上述发动机转速传感器、进气歧管压力传感器、进气歧管温度传感器和尾气分析仪安装在光伏节能汽车上的合适位置，计算机将上述各个装置测得的数据带入如下公式后计算得到光伏节能汽车的油耗量：

$F=9.69\×{10}^{-3}\·n\·\frac{P_{\mathrm{in}}\·V_c\·{\mathrm{\η}}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{\φ}\·T_{\mathrm{in}}}$

其中，F为油耗量，单位为L/h；n为发动机转速，单位为r/min；P_in为进气歧管的绝对压力，单位为Pa；T_in为进气歧管的绝对温度，单位为K；φ为过量空气系数；V_c为发动机的工作容积，单位为m³；η_in为发动机在正常工作状态下的充气效率。

但是，客户只能通过上述装置得到一个理论计算值，无法直观地了解光伏节能汽车相较于传统汽车在行驶中的实际省油量。

综上所述，如何提供一种用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪，以便于客户直观地了解光伏节能汽车的实际省油量是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪，以便于客户直观地了解光伏节能汽车的实际省油量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪，包括连有控制电路板的计算机，均与所述控制电路板相连的发动机转速传感器、进气歧管压力传感器和进气歧管温度传感器，以及输出端与所述计算机相连的尾气分析仪，所述计算机上设有能够在其控制下显示所述光伏节能汽车和传统汽车的发动机转速、进气歧管压力、进气歧管温度和过量空气系数，所述光伏节能汽车和所述传统汽车的油耗量，以及所述光伏节能汽车的省油量的显示器。

优选的，上述油耗对比数字监控仪中，所述显示器包括显示相同内容的第一显示器和第二显示器。

优选的，上述油耗对比数字监控仪中，还包括设置在车外的安放架，其中，所述计算机和所述第一显示器设置在所述安放架内；所述第二显示器设置在所述光伏节能汽车内。

优选的，上述油耗对比数字监控仪中，所述控制电路板和所述尾气分析仪分别通过RS232串口与所述计算机相连。

优选的，上述油耗对比数字监控仪中，所述安放架的底部设有移动轮。

优选的，上述油耗对比数字监控仪中，所述移动轮为万向轮。

本实用新型提供的油耗对比数字监控仪包括连有控制电路板的计算机，均与上述控制电路板相连的发动机转速传感器、进气歧管压力传感器、进气歧管温度传感器，以及输出端与计算机相连的尾气分析仪，其中，计算机上设有能够在其控制下显示光伏节能汽车和传统汽车的发动机转速、进气歧管压力、进气歧管温度和过量空气系数，光伏节能汽车和传统汽车的油耗量，以及光伏节能汽车的省油量的显示器。

应用本实用新型提供的油耗对比数字监控仪时，将负载为0的光伏节能汽车的驱动轮放置在底盘测功机上，将进气歧管压力传感器和进气歧管温度传感器分别安装在上述光伏节能汽车的进气歧管处，将发动机转速传感器安装在上述光伏节能汽车的发动机上，将尾气分析仪的取样探头插装在上述光伏节能汽车的排气管内，并打开模拟阳光的光源以使光伏太阳能车顶能够发电。

工作时，使光伏节能汽车励磁接通并人工驱动光伏节能汽车在底盘测功机上行驶，发动机转速传感器、进气歧管压力传感器和进气歧管温度传感器分别将各自测得的发动机的转度、进气歧管的压力和进气歧管的温度通过控制电路板传送至计算机；尾气分析仪在计算机发出的控制信号下进行采样，并把其测得的过量空气系数传输至计算机；计算机根据公式F＝9.69×10^-3·n·P_in·V_c·η_in/(φ·T_in)计算光伏节能汽车的在单位时间内的耗油量；然后，断开光伏节能汽车励磁并重新驱动汽车行驶，以得到传统汽车在相同负载时发动机的转度、进气歧管的压力、进气歧管的温度和过量空气系数，经计算后得到传统汽车在单位时间内的耗油量；之后，计算机将传统汽车在单位时间内的耗油量减去光伏节能汽车在单位时间内的耗油量以得出光伏节能汽车的省油量；然后，多次改变负载值并在每次改变负载值后重复上述步骤，以得到在某负载下光伏节能汽车和传统汽车的相关参数，并计算得到该负载下光伏节能汽车的油耗量、传统汽车的油耗量和光伏节能汽车的省油量。同时，显示器能够在计算机的控制下显示各个负载情况时，光伏节能汽车和传统汽车的发动机转速、进气歧管的压力、进气歧管的温度和过量空气系数，光伏节能汽车和传统汽车的油耗量，以及光伏节能汽车的省油量。

本实用新型提供的油耗对比数字监控仪能够通过显示器展示相同负载下，光伏节能汽车与传统汽车的参数对比、油耗量对比，还能展示光伏节能汽车的省油量，使客户实时通过显示器直观地了解光伏节能汽车相比于传统汽车的实际省油量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于光伏节能汽车的油耗比数字监控仪的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于光伏节能汽车的油耗比数字监控仪的装配示意图；

其中，图1-图2中：

进气歧管温度传感器101；控制电路板102；第一串口103；计算机104；第二串口105；尾气分析仪106；显示器107；进气歧管压力传感器108；发动机转速传感器109；光伏太阳能车顶201；第二显示器202；安放架203；第一显示器204；显示器VGA线205；底盘测功机206；发动机207。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪，以使客户直观地了解光伏节能汽车的实际省油量。

请参阅图1-图2，本实用新型实施例提供的用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪包括连有控制电路板102的计算机104，均与控制电路板102相连的发动机转速传感器109、进气歧管压力传感器108和进气歧管温度传感器101，以及输出端与计算机104相连的尾气分析仪106；其中，计算机104上还设有能够在其控制下显示光伏节能汽车和传统汽车的发动机转速、进气歧管的压力、进气歧管的温度和过量空气系数，光伏节能汽车和传统汽车的油耗量，以及光伏节能汽车的省油量的显示器107。

具体的，上述实施例提供的油耗对比数字监控仪中，计算机104能够根据如下公式计算光伏节能汽车的省油量：

$F=9.69\×{10}^{-3}\·n\·\frac{P_{\mathrm{in}}\·V_c\·{\mathrm{\η}}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{\φ}\·T_{\mathrm{in}}}$ ①

其中，F为油耗量，单位为L/h；n为发动机转速，单位为r/min；P_in为进气歧管的绝对压力，单位为Pa；T_in为进气歧管的绝对温度，单位为K；φ为过量空气系数；V_c为发动机的工作容积，单位为m³；η_in为发动机在正常工作状态下的充气效率。

具体的，上述公式①的推导过程如下：

由“空燃比”的定义λ＝A/F得：

$F=\frac{A}{\mathrm{\λ}}$ ②

其中，λ为空燃比；F为油耗量，单位为L/h；A为单位时间内发动机气缸进气量，单位为g/min。

由理想气体定律PV＝mRT可知，发动机一个循环内进入气缸空气的物质的量为：

$m=V_c{\mathrm{\η}}_{\mathrm{cin}}\frac{P_{\mathrm{in}}}{{\mathrm{RT}}_{\mathrm{in}}}$ ③

其中，m为在发动机的一个循环内，进入气缸的空气的物质的量；V_c为发动机的工作容积，其单位为m³；P_in为进气歧管的绝对压力，单位为Pa；T_in为进气歧管的绝对温度，单位为K；R为空气的气体常数，值为8.31。

将上述公式③得到的进入发动机气缸的空气的摩尔数与空气的平均分子量相乘，得到进入发动机气缸的空气质量。另外，由于发动机的曲轴每转动两周气缸完成一次循环，所以，发动机单位时间(1min)内的进气质量如下：

$A=\mathrm{\μ}\·m\·\frac{n}{2}$ ④

其中，A为单位时间内发动机气缸进气的质量，单位为g/min；μ为空气平均分子量，值为29；n为发动机转速，单位为r/min。

发动机燃料燃烧的实际空燃比是由废气分析仪中读取过量空气系数换算得到，如下：

λ＝φλ₀    ⑤

其中，λ为实际空燃比；λ₀为理论空燃比，即为燃料完全燃烧所需的最少空气量和燃料量之比，燃料的组成成分对理论空燃比的影响不大，汽油的理论空燃比常取值14.7；φ为过量空气系数。

将上述公式③、公式④和公式⑤带入公式②可得：

$F=\frac{\frac{1}{2}\·n\·\frac{P_{\mathrm{in}}}{{\mathrm{RT}}_{\mathrm{in}}}\·V_c\·{\mathrm{\η}}_{\mathrm{in}}\·\mathrm{\μ}}{\mathrm{\φ}\·{\mathrm{\λ}}_0\·\mathrm{\ρ}}\·\frac{60}{1000}$ ⑥

其中，ρ为汽油的密度，具体为0.735g/ml。

整理公式⑥，得：

$F=\frac{n\·P_{\mathrm{in}}\·V_c\·{\mathrm{\η}}_{\mathrm{in}}\·\mathrm{\μ}}{\mathrm{\φ}\·{\mathrm{\λ}}_0\·\mathrm{\ρ}\·R\·T_{\mathrm{in}}}\·\frac{3}{100}$ ⑦

将已知道常数ρ＝0.735，μ＝29，R＝8.31，以及λ₀＝14.7带入公式⑦得：

$F=9.69\×{10}^{-3}\·n\·\frac{P_{\mathrm{in}}\·V_c\·{\mathrm{\η}}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{\φ}\·T_{\mathrm{in}}}$ ①

具体的，应用上述实施例提供的油耗对比数字监控仪时，被检测光伏节能汽车的V_c为9.93×10^-4m³，η_cin为0.84，带入公式①得：

$F=8.08\·{10}^{-6}\·n\·\frac{P_{\mathrm{in}}}{T_{\mathrm{in}}\·\mathrm{\φ}}$ ⑧

装配本实用新型实施例提供的油耗对比数字监控仪时，将负载为0的光伏节能汽车的驱动轮放置在底盘测功机206上，将进气歧管压力传感器108和进气歧管温度传感器101分别安装在上述光伏节能汽车的进气歧管处，将发动机转速传感器109安装在上述光伏节能汽车的发动机207上，将尾气分析仪106的取样探头插装在上述光伏节能汽车的排气管内，并打开模拟阳光的光源以使光伏太阳能车顶201能够发电。

装配后，使光伏节能汽车励磁接通并人工驱动光伏节能汽车在底盘测功机206上行驶，发动机转速传感器109、进气歧管压力传感器108和进气歧管温度传感器101分别将各自测得的发动机207的转度、进气歧管的压力和进气歧管的温度通过控制电路板102传送至计算机104，尾气分析仪106在计算机104发出的控制信号下进行采样，并把其测得的过量空气系数传输至计算机104；计算机104根据上述公式⑧计算光伏节能汽车在单位时间内的耗油量；然后，断开光伏节能汽车励磁并重新驱动汽车行驶，以得到传统汽车在相同负载时发动机207的转度、进气歧管的压力、进气歧管的温度和过量空气系数，经计算机104计算后得到传统汽车在单位时间内的耗油量；之后，计算机104将传统汽车在单位时间内的耗油量减去光伏节能汽车的在单位时间内的耗油量以得出光伏节能汽车的省油量；然后，多次改变负载值并在每次改变负载值后重复上述步骤，以得到在某负载下光伏节能汽车和传统汽车的相关参数，并计算得到该负载下光伏节能汽车的油耗量、传统汽车的油耗量和光伏节能汽车的省油量。同时，显示器107能够在计算机104的控制下显示不同负载时，光伏节能汽车和传统汽车的发动机转速、进气歧管的压力、进气歧管的温度和过量空气系数，光伏节能汽车和传统汽车的油耗量，以及光伏节能汽车的省油量。

具体的，上述实施例提供的油耗对比数字监控仪中，显示器107包括显示相同内容的第一显示器204和第二显示器202，其中，第一显示器204的尺寸较大且设置在车外，便于车外人员远距离查看；第二显示器202安装在光伏节能汽车的内部，便于驾驶员实时查看各个参数和该光伏节能汽车的实际省油量。上述第一显示器204和第二显示器202分别通过显示器VGA线205与计算机104相连，两者能够同步显示计算机104计算得到的实际省油量。

具体的，上述实施例提供的油耗对比数字监控仪中，还包括用于放置计算机104和第一显示器204的安放架203。优选的，上述安放架203的底部设有移动轮，以便于转换第一显示器204的放置角度；具体的，上述移动轮采用万向轮。

具体的，上述实施例提供的油耗对比数字监控仪中，控制电路板102和尾气分析仪106分别通过第一串口103和第二串口105与计算机104相连，其中，第一串口103和第二串口105分别为RS232串口。

本实用新型实施例提供的油耗对比数字监控仪能够通过显示器107展示相同负载时，光伏节能汽车与传统汽车的参数对比、油耗量对比，还能展示光伏节能汽车的省油量，能够使客户实时通过显示器107直观地了解光伏节能汽车相比于传统汽车的实际省油量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于光伏节能汽车的油耗对比数字监控仪，包括连有控制电路板(102)的计算机(104)，均与所述控制电路板(102)相连的发动机转速传感器(109)、进气歧管压力传感器(108)和进气歧管温度传感器(101)，以及输出端与所述计算机(104)相连的尾气分析仪(106)，其特征在于，所述计算机(104)上设有能够在其控制下显示所述光伏节能汽车和传统汽车的发动机转速、进气歧管压力、进气歧管温度和过量空气系数，所述光伏节能汽车和所述传统汽车的油耗量，以及所述光伏节能汽车的省油量的显示器(107)。

2.根据权利要求1所述的油耗对比数字监控仪，其特征在于，所述显示器(107)包括显示相同内容的第一显示器(204)和第二显示器(202)。

3.根据权利要求2所述的油耗对比数字监控仪，其特征在于，还包括设置在车外的安放架(203)，其中，所述计算机(104)和所述第一显示器(204)设置在所述安放架(203)内；所述第二显示器(202)设置在所述光伏节能汽车内。

4.根据权利要求3所述的油耗对比数字监控仪，其特征在于，所述控制电路板(102)和所述尾气分析仪(106)分别通过RS232串口与所述计算机(104)相连。

5.根据权利要求3或4所述的油耗对比数字监控仪，其特征在于，所述安放架(203)的底部设有移动轮。

6.根据权利要求5所述的油耗对比数字监控仪，其特征在于，所述移动轮为万向轮。

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