專利名稱：一種通過排氣稀釋測量的汽車燃油消耗測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種快速測定汽車燃油消耗和污染物排放的汽車燃油消耗測試裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的汽車燃油消耗測量方法可以歸納為兩大類第一類是直接測量法，即通過拆卸汽車 發(fā)動機(jī)油路接入流量傳感器直接測得燃油消耗量，具體可以分為體積法、重量法。它們的共同 點是測量精度較高；但操作復(fù)雜，費時費力；破壞汽車發(fā)動機(jī)供油管路的原有結(jié)構(gòu)；造成二 次污染。
第二類是間接測量法，常用的是碳平衡法。燃油是以C、 H化合物為主要成分的混合物， 燃燒生成CO、 C02、 HC、 H20等，其燃燒產(chǎn)物中的C元素均來自燃油，所以，只要測出規(guī)定 時間內(nèi)汽車排氣CO、 C02、 HC中的C元素含量，再與單位體積燃油中的C元素含量比較， 經(jīng)過換算，即可得到燃油消耗量。這種測量法的特點是不需要拆卸被測車輛；可以和汽車排 氣污染物排放檢測同時進(jìn)行；可以滿足汽車燃油油耗測量的精度要求。
因為測量汽車排氣污染物排放時，需領(lǐng)!1HC、 CO、 C02、 NOx等排放物的質(zhì)量，這樣可以 在測污染物排放的同時，通過碳平衡法計算出油耗，所以在國外，室內(nèi)測量油耗多用碳平衡法。 但應(yīng)用碳平衡法測油耗，均采用定容取樣法CVS。從測量汽車燃油消耗的角度來看，該方法
具有明顯的缺點所需設(shè)備龐大、復(fù)雜、不適合檢測站流水線操作。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有測試技術(shù)存在的缺點，提供一種實現(xiàn)汽車燃油消耗和排氣 污染物排放性能的快速、實時、不解體檢測的汽車燃油消耗測試系統(tǒng)。
一種通過排氣稀釋測量的汽車燃油消耗測試裝置，由進(jìn)氣管，設(shè)有溫度傳感器、壓力傳感 器、差壓傳感器的內(nèi)錐流量計，波紋補(bǔ)償器，離心風(fēng)機(jī)，出氣管，變頻電機(jī)，變頻器，零氣和 標(biāo)定氣瓶，氣體分析儀，氣象臺，信號調(diào)理器，信號采集器，主控計算機(jī)組成，進(jìn)氣管套在汽 車排氣管上，在進(jìn)氣管的后端接有內(nèi)錐流量計，內(nèi)錐流量計上布置有溫度傳感器、壓力傳感器 和差壓傳感器，內(nèi)錐流量計的出口連有波紋補(bǔ)償管，波紋補(bǔ)償管的出口與離心風(fēng)機(jī)入口連接，
離心風(fēng)機(jī)的出口與出氣管連接；氣體分析儀的取樣探頭插入波紋補(bǔ)償管內(nèi)；氣體分析儀通過氣 管與零氣和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)氣瓶相連；氣象臺設(shè)有溫度、濕度、壓力傳感器，通過導(dǎo)線與信號調(diào)理器 連接，信號采集器通過導(dǎo)線與信號調(diào)理器連接，主控計算機(jī)通過USB線與信號采集器連接， 通過RS232串口與氣體分析儀連接，變頻器通過導(dǎo)線與信號采集器連接，變頻器控制變頻電機(jī)從而改變離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
由進(jìn)氣管的前端開口套入汽車的排氣管，汽車的排氣被旁通進(jìn)入的空氣稀釋；稀釋排氣流 經(jīng)進(jìn)氣管；在進(jìn)氣管的后端接有內(nèi)錐流量計，稀釋排氣流經(jīng)內(nèi)錐流量計，內(nèi)錐流量計上布置有 稀釋排氣進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣絕對壓力傳感器和節(jié)流錐體前后差壓傳感器，可得到稀釋排氣 的流量；內(nèi)錐流量計的出口連有波紋補(bǔ)償管，波紋補(bǔ)償管是連接內(nèi)錐流量計和離心風(fēng)機(jī)的稀釋 排氣流經(jīng)通道，可用作安裝位置補(bǔ)償和減輕離心風(fēng)機(jī)振動傳遞給內(nèi)錐流量計，影響稀釋排氣流 量的測量精度；波紋補(bǔ)償管的出口與離心風(fēng)機(jī)入口連接，離心風(fēng)機(jī)的出口與出口管連接；變頻 器控制離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)稀釋排氣流量的控制，從而實現(xiàn)排氣稀釋系數(shù)的優(yōu)化調(diào)節(jié)；氣體 分析儀的取樣探頭插入內(nèi)錐流量計后的波紋補(bǔ)償管內(nèi)，對稀釋排氣取樣，并測量稀釋排氣中 CO、 C02、 HC、 NOx的濃度；氣體分析儀配備有分析氣路切換閥，通過零氣和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)氣瓶 提供的標(biāo)準(zhǔn)氣樣進(jìn)行定期零點和量程點的標(biāo)定；氣體分析儀通過RS232串口與主控計算機(jī)的 連接，實現(xiàn)氣體分析儀控制和測量數(shù)據(jù)讀取；氣象臺布置有大氣溫度、大氣濕度、大氣壓力傳 感器，分別測量試驗環(huán)境大氣的溫度、濕度和絕對壓力；內(nèi)錐流量計上布置的傳感器和氣象臺 內(nèi)的傳感器通過導(dǎo)線將信號傳入信號調(diào)理器輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，再通過導(dǎo)線送入信號采集器， 將電壓信號數(shù)字化，主控計算機(jī)通過USB接口與信號采集器進(jìn)行數(shù)字信號傳送。主控計算機(jī) 計算得到最優(yōu)的稀釋比，通過信號采集器發(fā)出驅(qū)動信號給變頻器，實現(xiàn)離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制； 主控計算機(jī)上運(yùn)行的測量與控制軟件通過碳平衡技術(shù)得到汽車的燃油消耗量和污染物排放量。

圖l本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
1、溫度傳感器 2、壓力傳感器3、差壓傳感器4、內(nèi)錐流量計5、取氣樣口 6、 測試設(shè)備支架7、離心風(fēng)機(jī)8、變頻支架9、變頻電機(jī)10、出氣管11、變頻器 12、 波紋補(bǔ)償管13、零氣和標(biāo)定氣瓶14、氣體分析儀15、主控計算機(jī)16、信號采集器17、 信號調(diào)理器18、氣象臺19、進(jìn)氣管具體實施方式
駕駛員操作汽車使之處在等速工況，通過底盤測功機(jī)給汽車施加行駛阻力，操作主控計算 機(jī)15控制信號采集器16發(fā)出變頻器11驅(qū)動信號驅(qū)動變頻電機(jī)9使離心風(fēng)機(jī)7工作，通過進(jìn) 氣管19進(jìn)口套到汽車排氣管上。內(nèi)錐流量計4通過溫度、壓力和差壓傳感器l、 2、 3測量稀 釋排氣的溫度、絕對壓力和內(nèi)錐前后的壓差，通過信號采集器16采集信號后計算得到稀釋排 氣的流量；同時得到氣象臺18測量的試驗環(huán)境溫度、濕度和壓力；氣體分析儀14的取樣探頭 裝在內(nèi)錐流量計4后的稀釋氣體輸送管路內(nèi)，氣體分析儀14與主控計算機(jī)15通過RS232串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊;通過主控計算機(jī)15設(shè)定和信號采集器16內(nèi)的數(shù)模端口產(chǎn)生電壓信號來設(shè)置 變頻器ll的輸出頻率，從而改變離心風(fēng)機(jī)7的驅(qū)動電機(jī)9的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)稀釋排氣流量的 控制。利用汽車發(fā)動機(jī)燃燒前成分和燃燒后成分中的碳原子質(zhì)量平衡，即可得到汽車的燃油消 耗。
測試過程當(dāng)被測車輛和相關(guān)儀器如上圖連接好后，本系統(tǒng)的所有測試過程都可以在主控 計算機(jī)15上實現(xiàn)自動控制。首先汽車駕駛員在底盤測功機(jī)上將被測車輛車速穩(wěn)定到目的車速， 并將車速傳送給主控計算機(jī)15;其次由主控計算機(jī)15向氣體分析儀14發(fā)出控制信號使氣體 分析儀14工作；主控計算機(jī)15發(fā)送命令控制變頻器11調(diào)節(jié)離心風(fēng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)稀釋排 氣稀釋系數(shù)調(diào)節(jié)，在保證不出現(xiàn)冷凝的前提下，盡可能使稀釋排氣中含碳成分的濃度大些；稀 釋排氣經(jīng)進(jìn)氣管19通過內(nèi)錐流量計4時，計算機(jī)通過測量內(nèi)錐流量計4的溫度、絕對壓力和 差壓信號計算出此時的稀釋排氣的流量值；同時，主控計算機(jī)15向氣體分析儀14發(fā)出控制信 號、并接收氣體分析儀傳過來的數(shù)據(jù)。主控計算機(jī)15將測量得到數(shù)據(jù)計算后得到汽車在此車
速下的百公里燃油消耗量和單位公里排氣污染物排放量。
本實用新型專利通過排氣稀釋測量的汽車燃油消耗測試裝置的型號為VT_VFTS，已經(jīng)在 南通汽車性能檢測中心的汽車產(chǎn)品性能檢測線上得到使用。通過與直接法燃油消耗測量裝置的 比對表明VT_VFTS的測試燃油消耗測量最大誤差小于3%，完成一次試驗的時間在4分鐘以 內(nèi)。能滿足汽車燃油消耗性能檢測的要求。
權(quán)利要求1、一種通過排氣稀釋測量的汽車燃油消耗測試裝置，由進(jìn)氣管，設(shè)有溫度傳感器、壓力傳感器、差壓傳感器的內(nèi)錐流量計，波紋補(bǔ)償器，離心風(fēng)機(jī)，出氣管，變頻電機(jī)，變頻器，零氣和標(biāo)定氣瓶，氣體分析儀，氣象臺，信號調(diào)理器，信號采集器，主控計算機(jī)組成，進(jìn)氣管套在汽車排氣管上，在進(jìn)氣管的后端接有內(nèi)錐流量計，內(nèi)錐流量計上布置有溫度傳感器、壓力傳感器和差壓傳感器，內(nèi)錐流量計的出口連有波紋補(bǔ)償管，波紋補(bǔ)償管的出口與離心風(fēng)機(jī)入口連接，離心風(fēng)機(jī)的出口與出氣管連接；氣體分析儀的取樣探頭插入波紋補(bǔ)償管內(nèi)；氣體分析儀通過氣管與零氣和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)氣瓶相連；氣象臺設(shè)有溫度、濕度、壓力傳感器，通過導(dǎo)線與信號調(diào)理器連接，信號采集器通過導(dǎo)線與信號調(diào)理器連接，主控計算機(jī)通過USB線與信號采集器連接，通過RS232串口與氣體分析儀連接，變頻器通過導(dǎo)線與信號采集器連接，變頻器控制變頻電機(jī)從而改變離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
專利摘要一種通過排氣稀釋測量的汽車燃油消耗測試裝置，進(jìn)氣管套在汽車排氣管上，在進(jìn)氣管的后端接有內(nèi)錐流量計，內(nèi)錐流量計上設(shè)有溫度傳感器、壓力傳感器和差壓傳感器，內(nèi)錐流量計的出口連有波紋補(bǔ)償管，波紋補(bǔ)償管的出口與離心風(fēng)機(jī)入口連接，離心風(fēng)機(jī)的出口與出氣管連接；氣體分析儀的取樣探頭插入波紋補(bǔ)償管內(nèi)；氣體分析儀通過氣管與零氣和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)氣瓶相連；氣象臺設(shè)有溫度、濕度、壓力傳感器，通過導(dǎo)線與信號調(diào)理器連接，信號采集器通過導(dǎo)線與信號調(diào)理器連接，主控計算機(jī)通過USB線與信號采集器連接，通過RS232串口與氣體分析儀連接，變頻器通過導(dǎo)線與信號采集器連接。本實用新型能適應(yīng)汽車燃油消耗和污染物排放的快速、實時、不解體檢測。
文檔編號G01F9/00GK201149546SQ20072013196
公開日2008年11月12日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者軍 劉, 健 姚, 俊 謝 申請人:江蘇大學(xué)