偶看新闻编制时间的约定:基于进油减回油结构的汽车油耗仪测量误差分析
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/05/05 01:35:48
基于进油减回油结构的汽车油耗仪测量误差分析
上海神舟汽车设计开发有限公司 陈杰
1、 引言
汽车油耗是评价汽车经济性能、综合性价比的最重要指标，也是评价汽车节能减排效果的最重要指标。特别是在公交、货运、客运、航运、工程机械等行业，燃料成本已占到了整个运营成本的70%。因此，精确地测定汽车燃油消耗，对于企业的成本控制、驾驶员的操作技能提高、企业节能减排政策的推行，都有着十分重要的意义和作用。
进油量减去回油量，是目前最常见的汽车油耗仪测量方法，以下简称进回油差型油耗仪。试验表明：进回油差型汽车油耗仪工作不稳定，回油脉动、进回油温度、流量范围及加速状态等都对其有较大的影响，最大时测量误差可达20%以上。
本文旨在分析进回油差型油耗仪误差产生的原因，并提出改进建议。
2、 进回油差型油耗仪结构及工作原理
2.1 进回油差型油耗仪结构
进回油差型油耗仪由进油传感器、回油传感器、进油脉冲信号、回油脉冲信号、单片机及显示器等构成。
2.2 进回油差型油耗仪工作原理
输油泵在发动机的带动下从油箱中抽油，并流通进油传感器（进油），进油量的大小由进油脉冲信号供给单片机；进油经过输油泵后进入喷油泵，其中的一小部分（1/10左右）喷入燃烧室，其余部分通过回油传感器返回到油箱，回油量的大小由回油脉冲信号供给单片机。
单片机将进油量减去回油量，所得差值为发动机油耗数据，可通过显示器显示出来，也可通过GPRS远程输送。
3、 进回油差型油耗仪性能试验及分析
3.1 进回差型油耗仪的进回油试验
图1为其型柴油发动机在1000rpm时的进油曲线和回油曲线。曲线表明：柴油发动机的进油由于是等转速下的输油泵吸油所致，因此进油量平稳，称之为稳态进油或小波进油；柴油发动机的回油由于是四冲程的柱塞泵脉动供油后的剩余油量，也是脉动的，称之为脉动回油或回油脉动。
3.2 进回差型油耗仪的油耗
进回油差型油耗仪是用同一时间内的进油量减去回油量来表达的，即用稳态进油减去脉动回油，其结果是一个脉动的供油量（图2）。而这种脉动供油量将导致流量传感器的频响特性不能与其匹配，导致较大的误差。进油减回油的平均
误差为16%。
4、 进回油差型油耗仪误差原因分析
4.1 油温变化的影响
图3给出了进回油差型油耗仪的进油温度变化曲线和回油温度变化曲线。回油温度是通过发动机喷油泵过程中被发动机油路加热的，呈恒温状态。进油温度是油箱内的油温与回油温度混合后的结果，呈逐渐上升趋势。
对动力型流量传感器来说，由于其依靠流体对涡轮叶片的冲击、使涡轮旋转来测量流量的。温度变化导致了流体粘度的变化，尽而导致了冲击力的变化，形成了误差。
理论上，当进油与回油的温度相等并且变化一致时，这种误差是可以相互抵消的，但当进油与回油的温度不相等及变化趋势不一致时，这种误差的影响会很大，特别是在气温较低的环境下使用时，误差会更大。
对容积型流量传感器来说，由于其依靠椭圆空腔大小来决定每脉冲流量的，温度对柴油（汽油）体积的改变很小，因此容积型流量传感器测量精度受温度的影响较小。
4.2 流量范围的影响
图4给出了动力型（涡轮叶片型）流量传感器与容积型（椭圆齿轮型）流量传感器在不同流量范围情况下的流量系数变化曲线。涡轮叶片型流量传感器的流量系数随着测试流量的增加呈连续上升趋势，而椭圆齿轮流量传感器的流量系数分别在低流量区及高流量区内保持不变。
汽车在运行中的油耗变化范围又陡又宽（见图5）。以
4.3 回油脉动的影响
回油脉动的影响主要表现在流量传感器的频响特性（也称跟随特性上）。对于制造精良的传感器有着良好的频响特性。而对于这种精密元件来说，又很难做到精密，因此由回油脉动导致较大的测量误差。
5、 减小油耗仪测量误差的建议
基于以上对进回油差型油耗仪的性能特点及影响因素分析，对减小汽车油耗仪的测试误差提几点建议：
1） 消除回油脉动，可改善流量传感器的频响特性，也可减少回油流量的变化范围，可减小测试误差。
2） 进回油差型油耗仪测试方法很难消除温度的影响，因此不宜将受温度和粘度影响较大的动力型流量传感器用于进回油差型油耗仪。
3） 对于测量范围较大的汽车来说，采用流量系数变化较大的动力型流量传感器需要有合适的系数补偿方法，以适应测试流量的较大变化。
4） 流量传感器的精密制造及制造质量，也是保证油耗仪测量精度和减少测量误差的前提。