油耗检测技术探讨

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1、http://www.paper.edu.cn油耗检测技术的探讨印辉，陈永泰武汉理工大学信息工程学院，武汉（430070）E-mail：erick9807@163.com摘要：汽车检测行业近十年来随着汽车制造技术和检测技术的进步，不断发展壮大，在汽车维修生产和管理部门动态检测汽车技术状况方面发挥着极其重要的作用。鉴于汽车检测的重大意义，车辆全自动室内检测的日益推广，汽车不解体检测越来越受到青睐。本文分析了传统油耗检测技术的一些不足之处，并提出了一种解决所存在问题的新型检测技术—汽车油耗快速检测系统

2、。文中所建立的车辆油耗快速检测系统，在尾气分析及测量手段快速发展的有利条件下，本着为追求其实用性宁可降低精度要求的原则，在利用较简单测量设备的基础上开发一种油耗快速检测仪的可行性及实用性作了大量的试验研究，可以实现车辆的不解体检测，具有推广应用前景。关键词：油耗，碳平衡原理，传感器，PIC16F877A，串行通信中图分类号：TN911．引言随着汽车技术的飞速发展，对其测试的手段也在同步发展。汽车燃油消耗量通常用燃油消耗检测仪测量燃油消耗的容积或质量来测定。传统的燃油消耗量的测定方法有容积法、重量法

3、、流量计法、流速计法等。目前的油耗仪多为体积式的，日本小野公司的FP-214型活[1]式流量传感器，最低采样时间为0.ls，最小油量分辨率为lml，传感器量程为0.3～120L/h。涡轮流量仪具有瞬时测量和累计功能，得到广泛应用，可测量0.05～1200L/min的液体流量，在标定条件下，精度可达±0.5%，响应时间2～10ms。这些测量方法的基本形式相同，即将测试仪器串接到汽车发动机供油系统中，因而在对汽车燃料消耗量测定时必需拆卸其供油管路，对被测车辆损害较大，且检测时间较长，不便于应用在检测线

4、上。因此寻求开发新的快速的汽车燃油耗检测技术是必需的，实践证明，用碳平衡法建立的汽车油耗快速检测系统测量汽车发动机燃油消耗量，能缩短检测时间、减小对车辆的损害，提高车辆的检测速度。本文主要介绍一种新型的油耗检测仪，提出了一种新型快速测量油耗的技术，解决了传统油耗检测仪所存在的问题，不用燃油流量测量方法测量油耗，无须修改油路，无油管管径问题，实现了车辆的不解体测量。本文以碳平衡原理为基本依据，以计算机为控制平台，利用传感与检测技术、PIC16F877A单片机技术、串行通信技术，实现了一种新型快速测量

5、油耗的技术，通过试验研究，证明了此系统的可行性。2．测量系统的依据—碳平衡原理简单地说，碳平衡法是根据质量守恒定律，汽(柴)油经过发动机燃烧后，排气中碳质量[2]总和与燃烧前的燃油中碳质量总和相等。汽油主要是由C、H化合物组成的混合物，燃烧后生成不同量的CO、CO2、HC、H2O（汽）、NO2等，不论燃烧状况如何，尾气中的CO、CO2、HC中C元素的总量对应着所消耗汽油中的含碳量。因此通过对尾气中的CO、CO2、HC及其容积排放的分析，得到排气中单位里程（或时间）内的碳元素量，再与所用汽油中碳元素

6、含量相比即可得出汽车燃油消耗量，这就是碳平衡原理。不管按照什么运转循环进行油耗试验，假定汽车运行了Lkm，汽车平均油耗为FE（km-1-http://www.paper.edu.cn/L），燃油密度为SG（kg/L），燃油中碳质量比为CWFF，那么,消耗的汽油中碳质量M1=1000×SG×CWFF×L/FE（g）(1)按照汽车排放测试标准，可测量出汽车按照运转循环运行Lkm后，排气中CO2、CO和碳氢化合物的排放量，分别以CO2、CO、HC来表示，其单位为g/km。另外，CO2、CO和碳氢化合物(

7、CHx)中碳质量比率分别为0.273、0.429、CWFHCex(=12/(12+x))，所以排气中碳质量之和M2=(0.273×CO2+0.429×CO+CWFHCex×HC)×L(g)(2)令(1)、(2)式右边相等，得到以下油耗计算公式：FE=1000×SG×CWFF/(0.273×CO2+0.429×CO+CWFHCex×HC)(km/L)(3)碳平衡法是本测量系统的理论依据。3．测量系统的组成与工作原理3.1测量系统的组成根据碳平衡法模型及相关参数，用碳平衡法进行油耗测量试验时，需直接测

8、量的量有：尾气中CO、CO2、HC的体积含量、尾气的体积、温度、压力。尾气成分浓度采用具有CO、CO2、HC、分析能力的五气体分析仪测量；尾气的流量、温度、压力分别由流量传感器、温度传感器、压力传感器测量。同时为进一步验证碳平衡法模型，确定测试系统应由两部分组成：尾气测量部分和油耗实际测量部分。尾气测量部分的测试仪器包括：流量计、废气分析仪、温度传感器、压力传感器等。为消除尾气气流波动，提高测试精度，设置了稳压箱。油耗实际测量部分测试仪器包括：油耗传感器及油耗仪显示仪表等。为了提高