專利名稱：機車油箱對尺測油方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于機械及電子工程領域，涉及一種機車油箱對尺測油方法及其裝置。
背景技術：
現有的技術中，獲取機車油箱剩余油量的方法有(1)通過獲取油箱底部的壓力信 號對剩余油量進行估算；(2)采用浮標獲取油箱液位信號對剩余油量進行估算。但是所 有的方法中，都存在一個現實的問題，在機車處于各種工況時，無論壓力和液位都隨著 機車的工況而瞬間變化，因此導致獲取的取樣信號波形存在尖峰，且無規(guī)律可循。因此， 從技術實現上來說，我們需要考慮一種機械結構，能夠實現對取樣油柱進行緩沖，在機 車處于各種工況時，油箱液位或底部壓力急劇變化時，取樣油柱的液位或底部壓力能夠 變化很小，因此能夠通過該結構實現獲取平穩(wěn)的取樣信號或平緩的波形，從而得到精確 的油量測量結果。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是--種機車油箱對尺測油方法及其裝置，能有效緩沖 機車油箱在不同工況下給油料液面和壓力帶來的波動，獲得精確的油量測量結果。 為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案為-
一種機車油箱對尺測油方法，其特征在于，測量機車油箱內關于機車油箱幾何中 心對稱的任意兩個靠近邊界點處的油量數據，再對這兩個油量數據取平均值即得機車油 箱當前油量結果。
作為改進，在每一個所述邊界點處引出的燃油經過分流管分流后再經過小孔油管 緩沖進入取樣油杵，在取樣油柱底部設置壓力傳感器以測量所述邊界點處的油量數據。
所述的小孔油管的橫截面積為從機車油箱引出燃油所用油管的橫截面積的 固 固。
3一種機車油箱對尺測油裝置，其特征在于，包括用于測量機車油箱內關于機車油 箱幾何中心對稱的任意兩個靠近邊界點處燃油的兩組測油裝置。
作為改進，對于所述的機車油箱對尺測油裝置，每一組所述的測油裝置包括取樣 油柱管和設置于該取樣油柱管下端的壓力傳感器，還包括分流管，所述的分流管通過第 一水平油管與油箱連接；所述的取樣油柱管通過第二水平油管與所述的分流管底部連 通；所述的第二水平油管的橫截面積小于所述的第一水平油管的橫截面積。
所述的第二水平油管的橫截面積為所述的第一水平油管的橫截面積的1/10 1/50。 從理論上說，將壓力傳感器放在機車油箱的底部即可獲得機車剩余油量，但實際中， 把壓力傳感器安裝的機車油箱底部是無法實現的，因此現在需要一個管路系統(tǒng)，將機車 油箱內部的油引出來，這樣在靜態(tài)情況下，測量取樣油注底部的壓力即可得到機車油箱 底部的壓力。
本發(fā)明的原理是瞬時的油箱內部的任一點的壓力值對于精準計量油箱油量是沒有 多大意義的，因此，需要一種檢測方法能夠將瞬時的油箱內部的壓力值轉換為平衡狀態(tài) 下油箱穩(wěn)定的壓力值，進而進行油量的轉換。在機車油箱的對角位置的兩個取樣點A，A， (見圖8和圖9)讀取壓力數據。當機車處于各種工況條件下，得到的兩個點的數據圖 形呈對稱分布，對兩點數據進行簡單的平均處理即可得到兩點在對應于平衡狀態(tài)下的壓 力值。
本發(fā)明是通過尋找2個取樣點，取得一組對稱的數據，將單個取樣點數據偏離平衡 位置(真實油量)進行正負抵消，而得到平緩的壓力數據，并換算成精準的油量值。理 論原理如下在一個封閉的單自由度容器內，將容器與容器內液體視作一個系統(tǒng)，如圖 8和圖9:當系統(tǒng)處于加速(減速)或者沖擊，左右傾斜或上下傾斜各種情況下，同一 液面的位置對角的兩個點，兩個點壓力值與靜態(tài)平衡位置時的壓力值對稱分布。
木發(fā)明的有益效果
(1)采用對尺測油方法測量油量，測量準確度高。本發(fā)明最大的特點是巧妙地 應用對稱位置的液面波動也成對稱分布的特點，通過簡單的求平均即可抵消波動，獲得 預想的平衡狀態(tài)的數據，實施例中的實踐結果也完全驗證了本發(fā)明的這一優(yōu)點。
現有的檢測方法中，單個取樣點或者非對角的一組取樣點獲取的數據，在機車處 于動態(tài)時，數據波動很大，無法反映真實的油量，因此后續(xù)的任何數據處理或數據應用
4都缺乏一個可信賴的基礎。由于缺乏精準的數據基礎，極大的限制了以壓力傳感器為核 心元件的電子油尺的用戶運用模式。因此本發(fā)明突破了現有技術的瓶頸，解決了本技術 領域中長期存在的難題。而且，本發(fā)明實現簡單，易于實施，即采用最為簡便的方式解 決了極為困難的問題。
(2) 本發(fā)明從結構上來說，實際上是一個變截面的管路系統(tǒng)，巧妙的利用流體 力學中局部水頭損失理論，實現在機車油箱的油流經管路系統(tǒng)到達取樣油柱的過程中， 通過第二水平油管(小截面油管)的緩沖作用，在管路系統(tǒng)對油路進行有效的衰減和緩 沖，確保取樣油柱不會隨機車油箱在惡劣工況下產生劇烈變化。
(3) 分流管起到的作用是將一部分油路進行分流，從能量的角度來說，由于在 機車工況條件下，機車油箱的內部的油隨著工況變化(如加速，轉彎，震動等)會產生 一定的波動，機車將能量傳遞到機車油箱內部的油，機車油箱內部的油和取樣油注的油 是一個連通的整體，因此機車油箱內部的油會通過一定的管路系統(tǒng)將能量傳遞到取樣油 注，這樣會嚴重影響油量的測量結果，因此，在機車油箱與取樣油注之間，并入一條分 流管，將一部分能量轉移到分流管，這樣到達取樣油注的能量就比較少，取樣油注液面 的波動就比較小。也同樣起到了對油箱內油料波動的緩沖作用。
該結構基于經典流體力學理論中關于局部水頭損失的理論，通過--套管路系統(tǒng)，運 用"堵"、"疏"結合的辦法，使得結構中的管路能夠削弱一部分液體沖擊的能量，同時 還能夠轉移一部分液體沖擊的能量，使得從油箱內部的液體在受到沖擊后，流經緩沖結 構而到達取樣油柱的液體能量明顯減少，即取樣油柱(液位或底部壓力)變化較小。
本裝置采用整體機加工成型。整個結構一共四個接口，分別為機車油箱接口，分流 管接口，壓力傳感器接口和取樣油柱接口。本發(fā)明專利的優(yōu)點是緩沖效果明顯，結構合 理，加工制造簡單，防護等級高，比一般管路結構安全可靠，密封性高。


圖1為現有油量測量裝置的結構圖； 圖2為本發(fā)明的結構原理示意圖3為本發(fā)明實施例1的具體結構圖；(圖3中的黑點表示通過補焊將孔堵塞。其
中
圖a為實施例1中裝置主視圖的剖視圖；圖b為為實施例l中裝置俯視圖； 圖C為圖b中沿B-B線的剖視圖； 圖d為圖a中沿A-A線的剖視圖e為圖c沿水平線的翻轉圖(即圖c的上下顛倒圖，其目的是便于更直觀理解本
發(fā)明的結構)。)
圖4為通過原有的測量裝置測得的油量-時間曲線；(圖中，橫軸是時間，單位(5S);
縱軸是油量，單位(L))
圖5為第一組測油裝置測得的一條油量-時間曲線(第一組測油裝置--油尺1的測量 數據)。(圖中，橫軸是時間，單位(5s);縱軸是油量，單位(L))
圖6為第二組測油裝置測得的另一條油量-時間曲線(第二組測油裝置--油尺2的測 量數據)。(圖中，橫軸是時間，單位(5s);縱軸是油量，單位(L))
圖7為第一組測油裝置和第二組測油裝置測得的油量數據取平均后的油量-時間曲 線。(圖中，橫軸是時間，單位(5s);縱軸是油量，單位(L))
圖8為油箱處于平衡狀態(tài)示意圖(無傾斜、無加速、無沖擊，a-側視圖，b-俯視圖)；
圖9為油箱處于非平衡狀態(tài)示意圖(傾斜、加速，a-側視圖，b-俯視圖)。
圖中標號說明
l-油箱接口； 2-分流管接口； 3-取樣油柱管接口； 4-壓力傳感器接口； 5-小孔；6-油箱；7-取樣油柱管；8-壓力傳感器；9-第一水平油管；10-分流管；ll-第四水平油管； 12-第二水平油管；13-第三水平油管。
Al為小截面；A2為緩沖機械結構內部管路截面；A3為油管截面。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1 :
以下結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明，以便于同行業(yè)技術人員的理解。
首先在機車油箱的2個關于機車油箱幾何中心對稱的位置A和A'取點，如圖8和 圖9所示，再通過2組測油裝置測量A和A'點處的油的壓力數據，采用的方法是從 A和A，處分別將油引出，再經過分流管分流緩沖一部分燃油沖擊的能量，然后通過小 孔油管進入取樣油柱，最后通過壓力傳感器測量取樣油柱底部的壓力數據，將壓力數據
6再換算成油量數據。
每一組測油裝置的具體結構如下-
機車油箱內部的油通過機車油箱接口 1進入緩沖機械結構，通過機車油箱接口 1 進入第二水平油管2，經過第二水平油管2 (對應圖2中右邊的第二水平油管)的小截 面緩沖，損失一部分沖擊能量，達到一級緩沖的效果，油繼續(xù)在管路流通，通過第三水 平油管13到達第二水平油管12 (即小孔3的位置，對應圖2中左邊的第二水平油管)， 繼續(xù)損失一部分沖擊能量，達到二級緩沖的效果，油繼續(xù)通過第二水平油管12,流經 壓力傳感器8界面最終流向取樣油柱管10。經過2級緩沖和能量轉移后，油流到達取 樣油柱管10時，能量已得到大部分衰減，壓力傳感器8所獲取的取樣信號能夠較為真 實的反應油箱底部油量的真實壓力，在機車的各種工況下得到平穩(wěn)的信號；同時，由于 油到達小孔3時管路受阻，油將選擇分流管10進行沖擊能量的釋放，達到轉移沖擊能 量的效果。
無本發(fā)明結構的產品取得的數據如圖4，有本發(fā)明結構的產品取得的數據如下圖5; 對照這2個圖，可以得知，采用本實施例，測量數據的波動幅度相比原有測量裝置的測 量數據小了一個數量級；這個對比結果也充分說明了本發(fā)明的優(yōu)點。
另外，圖5為油尺1測得的曲線，圖6為油尺2測得的曲線，油尺1和油尺2分 別測量圖8中A和A'的油量數據，圖7為兩組數據的平均后的數據對應的曲線，顯 然，取平均后的曲線，相比任意一條單個油尺測量的曲線，其波動極其微小，能準確反 應機車油箱內的剩余油量狀況，克服機車處于各種工況下給液面帶來的沖擊，能為機車 運行提供更為有價值的油量參考數據。
權利要求
1、一種機車油箱對尺測油方法，其特征在于，先測量機車油箱內關于機車油箱幾何中心對稱的任意兩個靠近邊界點處的油量數據，再對這兩個油量數據取平均值即得機車油箱當前油量結果。
2、 根據權利要求1所述的機車油箱對尺測油方法，其特征在于，在每一個所 述邊界點處引出的燃油經過分流管分流后再經過小孔油管緩沖進入取樣油柱，在取樣油 柱底部設置壓力傳感器以測量所述邊界點處的油量數據。
3、 根據權利要求2所述的機車油箱對尺測油方法，其特征在于，所述的小孔 油管的橫截面積為從機車油箱引出燃油所用油管的橫截面積的1/10 1/50。
4、 一種機車油箱對尺測油裝置，其特征在于，包括用于測量機車油箱內關于 機車油箱幾何中心對稱的任意兩個靠近邊界點處燃油的兩組測油裝置。
5、 根據權利要求4所述的機車油箱對尺測油裝置，其特征在于，每一組所述 的測油裝置包括取樣油柱管和設置于該取樣油柱管下端的壓力傳感器，還包括分流管， 所述的分流管通過第一水平油管與油箱連接；所述的取樣油柱管通過第二水平油管與所 述的分流管底部連通；所述的第二水平油管的橫截面積小于所述的第一水平油管的橫截 面積。
6、 根據權利要求5所述的機車油箱對尺測油裝置，其特征在于，所述的第二 水平油管的橫截面積為所述的第~ '水平油管的橫截面積的1/10~1/50 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機車油箱對尺測油方法及其裝置，其方法為，測量機車油箱內關于機車油箱幾何中心對稱的任意兩個靠近邊界點處的油量數據，再對這兩個油量數據取平均值即得機車油箱當前油量結果。在每一個所述邊界點處引出的燃油經過分流管分流后再經過小孔油管緩沖進入取樣油柱，在取樣油柱底部設置壓力傳感器以測量所述邊界點處的油量數據。本發(fā)明能有效緩沖機車油箱在不同工況下給油料液面和壓力帶來的波動，獲得精確的油量測量結果。
文檔編號G01L9/00GK101487754SQ20091004262
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權日2009年2月9日
發(fā)明者李早紅, 謝楓帆, 謝石輝, 陳任知 申請人:長沙南車電氣設備有限公司