專利名稱：：液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法，屬于流體測量
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是屬于發(fā)動機臺架實驗中燃料消耗量的測量
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：目前發(fā)動機臺架實驗中，針對液態(tài)壓力燃料的消耗量測量一般采用重量法圖如圖1所示和流量法圖如圖2所示進行測量。重量法即使用精密電子秤，測量單位時間內(nèi)燃料箱失去的重量，從而計算出單位時間內(nèi)發(fā)動機的燃料消耗量，該方法的試驗裝置為精密電子秤。以華中科技大學為代表采用該種方法(YushengZhang，ChunlanMo,HuiyaZhanget.AStudyonCombustionandEmissionCharacteristicsofSmallDIDieselEngineFuelledwithDimethylEtherThe7thAsia-PacificInternationalSymposiumonCombustionandEnergyUtilization,15-17/12/2004,paperNo.235,HongKong)重量法測量存在的缺點是為使累計消耗量符合電子秤的量程及精度，要求發(fā)動機維持穩(wěn)定工況的時間長，該方法測量精度低，不能測量發(fā)動機的動態(tài)瞬間燃油消耗量。流量法就是使用單流量計，測量液態(tài)壓力燃料在單位時間內(nèi)，通過流量計的流量，從而計算出單位時間內(nèi)發(fā)動機的燃料消耗量，該方法的試驗裝置為副燃料箱和質(zhì)量流量計等高精度流量計。西安交通大學(王賀武周龍保黃佐華等.直噴柴油機燃用二甲醚的試驗研究《內(nèi)燃機學報》1999/17/03P241-246.)及上海同圓環(huán)保科技有限公司研制開發(fā)的ToCeiL發(fā)動機瞬時油耗儀、成都誠邦公司的ET2700電噴發(fā)動機回油處理器、山東龍口屈400流量傳感器等單位均采用該方法進行測試。流量法測量存在的缺點是該測試方法的測試基礎(chǔ)是建立在"副油箱內(nèi)燃油量恒定"這一前提上的，然而隨著發(fā)動機狀況的變化，進、回油量均是脈動流量，且副油箱內(nèi)燃料密度也非恒定，在此情況下，測量副油箱內(nèi)燃料質(zhì)量的變化或保持燃料質(zhì)量恒定都是困難的，因此測量是不準確的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服以上不足，提供一種解決回油油路中氣、液兩相混合燃料測試的難題，能精確測量累計燃油消耗量和動態(tài)瞬間燃油消耗量的液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法采用雙油耗儀測量，其特征在于在進油油路中，選用流量計進行進油油量的測量，在回油油路上，由一種定容計時法測量燃料消耗量的回油測試儀進行發(fā)動機回油油路油量的測量；進油油路中測量油量的流量計是質(zhì)量流量計，回油油路中測量油量是由回油測試儀測量完成——即測量液體充滿定容壓力容器的時間，與進油流量計同時間內(nèi)測定的燃料消耗量相減來計算發(fā)動機的燃料消耗量，其數(shù)學方程式為g=g廣g力式中^——燃料消耗量(g);^——進油油量(g);^——回油油量(g);其中，&、A為5K~"定容容積P——液體密度G進油流量計在時間t內(nèi)的累計質(zhì)量3/——進油流量在流量計中計量的時間所述的液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法是由位置信號傳感器、輸入電路、單片機控制器、驅(qū)動電路、電磁閥和LED電磁閥顯示器組成自動完成檢測系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，發(fā)動機進油流量由質(zhì)量流量計測量，實時測量值轉(zhuǎn)變?yōu)?20mA模擬信號輸出，經(jīng)輸入電路調(diào)理，由單片機采集；發(fā)動機回油經(jīng)電磁閥控制回路，流入耐高壓玻璃容器中，通過單片機的配合，檢測出定容回油量的時間，借助已知燃料的密度，計算出單位時間內(nèi)回油的質(zhì)量，同時也計算出單位時間內(nèi)供油的質(zhì)量，以此計算出發(fā)動機的油耗量。所述的液態(tài)壓力燃料測試儀采用透明玻璃管作為定容容器，由發(fā)光二極管和光敏二極管構(gòu)成液位檢測裝置，發(fā)出中斷信號；由五個電磁閥作為實現(xiàn)工作流程的執(zhí)行機構(gòu)，同時，檢測液體的壓力和溫度，對液體密度進行修正。所述的回油測試儀自動完成測量、計算、顯示和異常狀態(tài)檢查修正。本發(fā)明的有益效果是本液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法可單獨對電噴發(fā)動機、柴油機、液態(tài)壓力燃料發(fā)動機等有回油裝置的發(fā)動機的燃料消耗量進行測試。也可與ET2000發(fā)動機測控系統(tǒng)兼容，對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性等性能進行測試。測試的數(shù)據(jù)及試驗曲線分析真實、有效，測試過程中，安全可靠，操作方便，反應(yīng)靈敏，數(shù)據(jù)波動小，準確度達到了0.3級，可進行遠程通訊控制測量。結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明圖l為現(xiàn)有重量法測試原理圖；圖2為現(xiàn)有流量法測試原理圖3為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀靜態(tài)標定測試系統(tǒng)原理圖圖4為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測試測試系統(tǒng)原理圖；。圖5為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)功能框圖圖6為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)工作狀態(tài)1圖圖7為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)工作狀態(tài)2圖圖8為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)工作狀態(tài)3圖圖9為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)工作狀態(tài)4圖圖10為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測得的ZS1100柴油機的試驗曲線1圖圖11為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測得的ZS1100柴油機的試驗曲線2圖圖12為本發(fā)明液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)在發(fā)動機臺架上的測試應(yīng)用圖圖中零部件、部位及編號I-油箱2-質(zhì)量流量計3-液態(tài)壓力燃料測試儀4-量筒A5-量筒B6-閥門xi7-閥門x28-閥門x39-發(fā)動機10-迸油電磁閥DiII-直通電磁閥D212-出油電磁閥D313-進氣電磁閥D414-排氣電磁D515-溫度傳感器16-壓力傳感器17-回油流量測試罐18-液位傳感器19-高壓氮氣瓶20-DME燃料箱21-燃油流量計22-DME輸送泵23-調(diào)壓器24-蓄能器25-高壓泵26-噴嘴具體實施例方式按圖4所示的線路圖用管道和電纜進行聯(lián)接。液態(tài)壓力燃料測試儀的設(shè)計A、液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)功能框圖如圖5所示在系統(tǒng)中，發(fā)動機進油流量由質(zhì)量流量計測量，實時測量值轉(zhuǎn)變?yōu)?20mA模擬信號輸出，經(jīng)輸入電路調(diào)理，由單片機采集；發(fā)動機回油經(jīng)電磁閥控制回路，流入耐高壓玻璃容器中，通過單片機的配合，檢測出定容回油量的時間，借助已知燃料的密度，計算出單位時間內(nèi)回油的質(zhì)量，同時也計算出單位時間內(nèi)供油的質(zhì)量，以此計算出發(fā)動機的油耗量；整套系統(tǒng)，自動完成測量、計算、顯示和異常狀態(tài)檢査，可進行遠程控制測量。B、液態(tài)壓力燃料測試儀內(nèi)各電磁閥的工作流程設(shè)計液態(tài)壓力燃料測試儀用于液態(tài)壓力燃料發(fā)動機的回油油量測量，其工作狀態(tài)共分為4種a)發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)，未進行油量測量。此時進油10-進油電磁閥D1關(guān)閉、11-直通電磁閥D2打開、12-出油電磁閥D3關(guān)閉，發(fā)動機回油路線如圖6所示。b)開始測量發(fā)動機油耗。此時10-進油電磁閥D1打開、11-直通電磁閥D2、12-出油電磁閥D3、13-進氣電磁閥D4、U-排氣電磁D5關(guān)閉，當?shù)拖抟何粰z測為真時，開始計時，同時累計進油油量。發(fā)動機回油路線如圖7所示。C)檢測結(jié)束，排空液體。當高限液位檢測為真時，停止計時并關(guān)閉10-進油電磁閥D1，打開11-直通電磁閥D2、12-出油電磁閥D3、13-進氣電磁閥D4，同時計算并顯示結(jié)果以及上傳上位機。發(fā)動機回油路線如圖8所示。d)排除氮氣，進入待機狀態(tài)。當?shù)拖抟何粰z測為否時，關(guān)閉12-出油電磁閥D3、13-進氣電磁閥D4，打開14-排氣電磁D5，進行自然排空，當壓力低于設(shè)定值時，關(guān)閉14-排氣電磁D5，進入待機狀態(tài)。發(fā)動機回油路線如圖9所示。c、液態(tài)壓力燃料測試儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計液態(tài)壓力燃料測試儀在結(jié)構(gòu)上采用透明玻璃管作為定容容器；由發(fā)光二極管和光敏二極管構(gòu)成液位檢測裝置，發(fā)出中斷信號；由五個電磁閥作為實現(xiàn)工作流程的執(zhí)行機構(gòu)。同時，檢測液體的壓力和溫度，對液體密度進行修正。液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法的實際應(yīng)用測試采用靜態(tài)標定的方法對液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)進行標定，首先按圖3所示的線路圖用管道進行聯(lián)接后對系統(tǒng)進行標定，標定數(shù)據(jù)如表1。表1液態(tài)壓力燃料測試儀靜態(tài)標定數(shù)據(jù)記錄表標定次數(shù)123456測量時間t(s)25.7526.2926.9525.3025.3026.93量筒內(nèi)液體體積K(ml)105110112115110雨實際液體消耗量^(kg/h)14.6815.0614.9616.3615.6514.44測量顯示消耗量汰(kg/h)14.7215.1015.0016.4015.6914.47相對誤差s)0.280.250.260.220.240.22由以上數(shù)據(jù)可以得出，該液態(tài)壓力燃料測試儀的準確度可以達到0.3級。該液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法可單獨使用，進行電噴發(fā)動機、柴油機、液態(tài)壓力燃料發(fā)動機等有回油裝置的發(fā)動機的燃料消耗量測試。也可與ET2000發(fā)動機測控系統(tǒng)兼容，對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性等性能進行測試。利用該液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法，與ET2000發(fā)動機測控系統(tǒng)配合，在發(fā)動機臺架上，對ZS1100型柴油機燃用二甲醚的經(jīng)濟性進行了試驗研究。試驗數(shù)據(jù)見表2，試驗曲線如圖IO所示和如圖11所示。由試驗數(shù)據(jù)及試驗曲線分析，試驗數(shù)據(jù)真實、有效，試驗曲線趨勢符合柴油機特點。該液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法在試驗過程中，安全可靠，操作方便，反應(yīng)靈敏，數(shù)據(jù)波動小。表2二甲醚發(fā)動機燃料消耗測量系統(tǒng)測得的ZS1100柴油機的試驗數(shù)據(jù)表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由以上試驗數(shù)據(jù)和使用情況可知，該液態(tài)壓力燃料測試儀系統(tǒng)測試方法測量準確度達到了0.3級，整個系統(tǒng)使用安全、可靠，操作方便。試驗曲線趨勢符合柴油機特點。權(quán)利要求1、一種液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)，采用雙油耗儀測量，其特征在于在進油油路中，選用流量計進行進油油量的測量，在回油油路上，由一種定容計時法測量燃料消耗量的回油測試儀進行發(fā)動機回油油路油量的測量；進油油路中測量油量的流量計是質(zhì)量流量計，回油油路中測量油量是由回油測試儀測量完成——即測量液體充滿定容壓力容器的時間，與進油流量計同時間內(nèi)測定的燃料消耗量相減來計算發(fā)動機的燃料消耗量，其數(shù)學方程式為g＝gj-gh式中g(shù)——燃料消耗量(g)；gj——進油油量(g)；gh——回油油量(g)；其中，gj、gh為gh＝VD×ρVD——定容容積ρ——液體密度Gk——進油流量計在時間t內(nèi)的累計質(zhì)量——進油流量在流量計中計量的時間2、如權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)，其特征在于液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)是由位置信號傳感器、輸入電路、單片機控制器、驅(qū)動電路、電磁閥和LED電磁閥顯示器組成自動完成檢測系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，發(fā)動機進油流量由質(zhì)量流量計測量，實時測量值轉(zhuǎn)變?yōu)?20mA模擬信號輸出，經(jīng)輸入電路調(diào)理，由單片機采集；發(fā)動機回油經(jīng)電磁閥控制回路，流入耐高壓玻璃容器中，通過單片機的配合，檢測出定容回油量的時間，借助已知燃料的密度，計算出單位時間內(nèi)回油的質(zhì)量，同時也計算出單位時間內(nèi)供油的質(zhì)量，以此計算出發(fā)動機的油耗量。3、如權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)，其特征在于液態(tài)壓力燃料測試儀采用透明玻璃管作為定容容器，由發(fā)光二極管和光敏二極管構(gòu)成液位檢測裝置，發(fā)出中斷信號；由五個電磁閥作為實現(xiàn)工作流程的執(zhí)行機構(gòu)，同時，檢測液體的壓力和溫度，對液體密度進行修正。4、如權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)，其特征在于液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)自動完成測量、計算、顯示和異常狀態(tài)檢査修正。全文摘要一種液態(tài)壓力燃料測試儀測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用雙油耗儀測量，其特征在于在進油油路中，選用流量計進行進油油量的測量，在回油油路上，由一種定容計時法測量燃料消耗量的回油測試儀進行發(fā)動機回油油路油量的測量；進油油路中測量油量的流量計是質(zhì)量流量計，回油油路中測量油量是由液態(tài)壓力燃料測試儀測量完成，再由單片機進行信息采集、處理、計算、顯示和異常狀態(tài)檢查修正，最后由計算輸出打印發(fā)動機的燃料消耗量。文檔編號G01F7/00GK101464173SQ20081014761公開日2009年6月24日申請日期2008年11月20日優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日發(fā)明者曾東建,王永忠,魏遠文,黃海波申請人:西華大學