汽车性能检测技术课件 汽车燃油消耗量的检测方法

第三部分：汽车燃油经济性检测

情景二：汽车燃油消耗量的检测方法基情景二：汽车燃油消耗量的检测方法一、汽车燃油消耗量的测量仪器（油耗计）通常，汽车的燃油消耗量是用汽车燃油消耗仪(简称油耗计)来测量的。油耗计种类很多，按测量方式可分为：容积式油耗计、重量式油耗计、流量式油耗计、流速式油耗计和碳平衡法。大多数油耗计都能作连续的累计测量，但测试的流量范围和测量误差各不相同。（一）容积式油耗计1、定容式通过测定消耗一定容量的燃料所需时间来计算耗油量。它不能做连续测量，一般适用于台架试验2、容量式通过累计发动机工作中所消耗的燃料总容量，用时间和里程来计算耗油量的，它可以连续测量。其结构有多种型式，主要有往复活塞式、四活塞联动式、膜片式等。（二）四活塞联动式油耗计

检测系统主要由滤清排气装置、四活塞联动式流量传感器、路程传感器、测量仪表、快速连接接头等，如图3-7所示。1、检测系统组成：（1）滤清排气装置

滤清排气装置（图3-8）中，滤清器滤去燃油中的金属杂质；排气装置使油泵泵出的脉动压力变为均匀压力，使油和油气更好地分离，提高计量精度。图3-8图3-7（2）流量检测装置

主要分两组部件：一组是通过四个活塞的往复运动，将燃油量变为带动曲轴旋转的流量变换装置；另一组是将曲轴旋转信号变为电信号的脉冲发生器。1）流量变换机构（图3-9）将一定容积的燃油流量变为曲轴的旋转运动，它是由十字形配置的四个活塞和旋转曲轴构成，燃油在泵油压力作用下推动活塞运动，再由活塞运动推动曲轴旋转，曲轴旋转一周即四个活塞各往复运动一次，完成一个进排油循环。其排油量可用下式确定：V=4πD2•2h/4=2hπD2式中:V--四缸排油量，cm3；

4--代表四个油缸；

πD2/4--代表某一活塞截面积，cm2；

2h--2倍制的曲轴偏心距(cm)即活塞行程。2）转速/脉冲信号变化装置曲轴转动带动磁性联轴节转动，带动光栅板转动，当发光二极管的光从光栅板上的小孔穿过到光敏二极管，从而产生光电脉冲信号。只要记录下光电脉冲信号个数，就可测量出耗油量，即把产生的脉冲信号输入计算器及数字显示装置就可读出。（三）重量式油耗计1、测量原理通过测定消耗一定质量的燃油所经历的时间，即可计算出单位时间内发动机的燃油消耗量。2、类型主要有电子天平式、电磁力补偿式和差压式。图3-11所示为压差式智能油耗计。图3-10图3-11如图所示，由密封储油罐、油路、电磁阀、高精度压力传感器和测量仪表组成。4、工作过程

电磁阀在打开状态下，油箱直接向发动机供油，同时也向油杯供油。当油杯油面到上限时，电磁阀关闭，截断油箱向发动机供油，同时发动机所需的燃油由油杯供应。当油杯的油面到设定的某个位置时，仪表开始测量计时，测量完毕，仪表显示该次油耗测量时间的重量后进入下一个测量过程。图3-12（四）碳平衡油耗仪

碳平衡油耗仪（图3-13）根据质量守恒定律，燃烧前的燃油中碳质量等于燃烧后排气中碳质量的总和，通过排气分析仪测量排气中HC、CO、CO2的浓度，计算HC、CO、CO2的质量排放量。该检测不需拆解被检汽车；可以和汽车排放检测相结合；满足油耗测量精度要求。（五）电喷汽车油耗计

由于电喷发动机的喷油压力很大，回油量多且油温较高，易造成接在传感器上的回油管软化胀爆，严重威胁试验的安全。因此，对电喷发动机的油耗应采用电喷发动机油耗仪来测量。电喷油耗仪由电喷油耗传感器和测量仪表组成。电喷油耗传感器由高精度流量传感器、安全阀、减压阀、燃油泵、温度及压力传感器、回油处理装置组成。如图3-14所示。图3-13二、油耗计的使用（一）油耗计在供油系统中的安装只有精确地记录油耗传感器的脉冲数，才能准确地测定汽车油耗，这就要求必须保证：进入油耗传感器的燃油不得夹杂任何气体，否则，夹杂的气体可能使得通过油耗传感器燃油的脉冲数增加；经油耗传感器计数的燃油必须全部进入燃烧室，不得产生二次记数。油耗传感器在汽车上的安装位置及连接方式随发动机供油系的不同而有所变化。图3-141、电喷发动机的油耗检测测量电控喷油发动机的油耗时，可采用电喷油耗仪和普通油耗仪实现。用普通油耗仪测油耗，应注意以下问题：1) 处理压力调节器的回油。如果多余的油回到油耗传感器的前面，则测出的油耗变成是发动机实际消耗的油加上回流的油。须增加一个三通阀，将压力调节器的回油管接油耗传感器的输出端。见图3-15。图3-152)当油耗传感器及喷油泵间产生负压而引起气穴现象时，自油箱来的油压约为20KPa，须增加一个辅助泵，见图3-16。该辅助泵使燃油泵的进油端的油路保持正压，气穴现象不易发生，以进行稳定的油耗测量。图3-16回油温度过高时，可采用如图3-17所示接法。图3-17使用电喷油耗仪测油耗时，可用图3-18所示的接法。2、柴油车的油耗检测（1）柱塞式喷油泵的柴油发动机由于输油泵的供油量比喷油泵的出油量多3～4倍。为保证进入喷油泵进油室内的油压稳定，滤清器或喷油泵上装有溢流阀，过量的燃油经溢流阀和回油管流向输油泵的进口或直接流向油箱。所以测量油耗时，只要将传感器安装在油箱与输油泵之间，并在传感器输出端的低压油路上增加一个三通阀，将燃油箱与油耗传感器输入端之间的回油管接在三通阀上即可。如图3-19所示。图3-18（2）装PT燃油泵的柴油发动机PT输油泵是低压油泵，取消了高压油管。从输油泵输出的每循环供油量只有小部分(约20%)喷射到气缸内，其余大部分燃油对喷油器冷却后重新回到油箱里，并有大量的气泡随燃油一起回到油箱里。所以测量油耗时，应将油耗传感器安装在油箱与滤清器之间，在输出端的低压油路上增加一个三通阀。在喷油器的回油管路中增加一个油气分离器和一个散热器，然后接到三通阀上。油耗传感器所计量的油量仅是每循环喷入气缸的燃油量，因此可准确地测量装PT燃油泵的柴油车的燃油消耗量。图3-19（二）油路中气泡的排除

空气泡会对油耗检测结果产生很大的影响，油耗传感器会把空气泡所占的容积当作燃油消耗量计量，使得检测数据偏高于实际油耗值，造成测量失真。1、汽油车的排气方法排除空气泡常采取如下方法：用性能较稳定的电动汽油泵和汽油滤清器替换原车相应部件；装上短的密封性好的新油管，以缩短汽油泵到油耗传感器的油管长度，减小汽油泵到油耗传感器的油路阻力，从而避免空气泡对检测结果的影响。2、柴油车的排气方法

在柴油车油路中装好油耗传感器后，须用手动泵泵油，以泵油压力排除油路中的空气泡，与汽油车不同的是：1)汽油车可在发动后排除空气泡，而柴油车须在发动前排尽油路中的空气泡；2)试验完毕，汽油车在拆去油耗传感器恢复其原油路时，无需排除空气泡，而柴油车在拆去传感器恢复原油路后仍需排除油路中产生的空气泡。三、汽车的燃油经济性检测方法对汽车燃料经济性的评价，归根到底要通过各种油耗试验来决定。目前，国内外可供油耗试验的方法很多，但都各有利弊，没有一种是完美无缺的。各国所采用的试验规程不完全相同，方法也有所不同，如果把现行各国燃料经济性试验方法归纳起来大致可分为以下五类：1、发动机台架试验通过发动机台架试验，测定发动机的有效耗油率，判别发动机是否省油。图3-21所示。试验条件可以人为控制，能最大限度地克服外界环境对试验结果的影响；试验方便、经济可在稳定条件下进行，测量结果的误差小，数据的重复性好。但是台架试验的条件和道路试验的条件相差很大，无法与汽车实际运行情况一致。因此，台架试验所测得的燃油消耗量，并不能完全代表汽车实际运行时的燃油消耗量。2、底盘测功器循环试验

以底盘测功机模拟汽车在行驶过程中的各项阻力，加载后测量汽车整车燃油的消耗量。试验可在与当地气候条件无关的情况下进行，同时由于试验条件可以控制，所以反映环境影响的修正系数可以减到最小。可在准确性高的情况下模拟不同工况的行驶循环。不足之处主要是由于测量设备本身性能影响，在底盘测功器上模拟的各种阻力与道路上遇到的各种阻力不完全一样，会造成油耗测量值的偏差。

3、无控制道路试验

无控制道路试验是车辆使用变量不加约束的一种试验，与车辆平时在道路上运行的情况相同，如果试验的行程和时间比较长，得出的油耗值基本与实际运行的耗油量一样。如图3-23所示。但这种油耗值在多次试验中重复性很差。原因是这种试验的道路条件和驾驶操作习惯不易进行控制引起的。同时，如果这种试验不结合运输生产进行，则用于试验的费用非常高。4、有控制道路试验

它是对道路条件、环境条件、驾驶习惯中的一个或几个变量实行控制的一种试验。控制的变量越多、越严格，油耗测量结果的重复性越好。运输部门的汽车节油操作比赛，一般都采用有控制的道路试验，试