專利名稱：一種精確測量汽車瞬時油耗值的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明屬于汽車油耗測量技術領域，涉及一種精確測量汽車瞬時油耗的系統(tǒng)和方法，適用于汽油機和柴油機汽車的燃料消耗量計算。
背景技術：
隨著汽車技術的發(fā)展，日益嚴峻的環(huán)境惡化壓力和石油枯竭危機，人們對汽車的燃油消耗量越來越關注。精確的汽車燃油消耗量數(shù)據(jù)，對于汽車發(fā)動機技術的研究和故障的判斷，都具有舉足輕重的作用。目前在汽車企業(yè)中廣泛采用的是底盤測功機碳平衡法油耗試驗，采用定容取樣系統(tǒng)，但是僅能測量瞬時混合氣的體積，利用排放分析儀和底盤測功機得出汽車城市工況和城郊工況的平均油耗值，不能準確測量瞬時油耗值。為解決此問題，本行業(yè)需要一種新型汽車瞬時油耗測量方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明的通過實時高精度地計算測量瞬時稀釋空氣的體積和濃度，以及混合氣的體積和濃度，結(jié)合瞬時距離，計算汽車瞬時排氣中的污染物排氣質(zhì)量，根據(jù)碳守恒，精確計算燃油消耗量。所述技術方案如下一種汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)，包含傳統(tǒng)的排放定容取樣系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含以下模塊空氣流量計，用于高精度地測量瞬時稀釋空氣的體積V1 ；排放分析儀，用于實時取樣測量瞬時稀釋空氣濃度Pil和混合氣的濃度Pi2 ；地盤測功機，用于測量汽車瞬時距離d ；主控設備，用于讀取系統(tǒng)測量得到的瞬時稀釋空氣的體積和濃度、混合氣的體積和濃度，以及瞬時距離，并根據(jù)上述體積差和濃度差以及瞬時距離，計算汽車瞬時排氣中的污染物排氣質(zhì)量Mi,再由碳元素守恒轉(zhuǎn)化成燃料的質(zhì)量，最后除以燃料的密度D，可精確得出汽車瞬時燃料消耗量FCitl優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括混合室，汽車排氣和流經(jīng)空氣流量計的稀釋空氣在混合室內(nèi)均勻混合。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括混合氣溫度、壓力控制裝置，用于調(diào)節(jié)混合室排出的混合氣體。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括定流量抽氣裝置、容積測量裝置，用于接收混合氣溫度、 壓力控制裝置排出的混合氣體，測量混合氣體的體積V2,并將氣體排入大氣中。優(yōu)選地，排放分析儀分別通過安裝在空氣流量計后的采樣探頭和安裝在抽氣裝置、容積測量裝置后的采樣探頭，實時采集稀釋空氣的濃度Pil和混合氣的濃度Pi2。優(yōu)選地，主控設備根據(jù)下述公式計算出汽車瞬時排氣的污染物排氣質(zhì)量Mi, Mi = VX P i/d ；式中=Mi為污染物HC,CO和CO2的排放質(zhì)量，單位是g/km, i = HC, CO, CO2 ； P i = P i2"P π ；V = V2-V10優(yōu)選地，主控設備根據(jù)下述公式計算出瞬時燃料消耗量對于裝汽油機的車輛FC1 = 0. 1154X [(0. 866XMhc)+ (0. 429XMco)+ (0. 273XMc02)]/D ；對于裝柴油機的車輛=FC2 =0. 1155X [(0. 866 X Mhc)+ (0. 429 X Mco)+ (0. 273 XMc02) ]/D0一種汽車精確瞬時油耗測量方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟高精度地測量瞬時稀釋空氣的體積V1和混合氣體體積V2 ；實時取樣測量瞬時稀釋空氣濃度P η和混合氣的濃度P i2 ；測量汽車瞬時距離d ；讀取系統(tǒng)測量得到的瞬時稀釋空氣的體積和濃度、 混合氣的體積和濃度，以及瞬時距離，并根據(jù)上述體積差和濃度差以及瞬時距離，計算汽車瞬時排氣中的污染物排氣質(zhì)量Mi,再由碳元素守恒轉(zhuǎn)化成燃料的質(zhì)量，最后除以燃料的密度D，可精確得出汽車瞬時燃料消耗量FCitl
圖1是本發(fā)明所述汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)結(jié)構示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。精確測量汽車每秒鐘的(每秒鐘以下略稱為瞬時)油耗系統(tǒng)，其主要是通過測量瞬時的稀釋空氣的體積和濃度，結(jié)合排放定容取樣系統(tǒng)測量的瞬時混合氣的體積和濃度， 兩者的體積差和濃度差即為汽車排放瞬時體積V和瞬時濃度P，記錄底盤測功機瞬時距離 d，根據(jù)公式M = VX P /d，計算出瞬時汽車排氣中含碳元素的氣體排放量，再由碳元素守恒轉(zhuǎn)化成燃料的質(zhì)量，最后除以燃料的密度D，可精確得出汽車瞬時燃料消耗量(體積)，為研究汽車發(fā)動機燃燒和ECU標定提供精確的測量結(jié)果。如附圖1所示，本系統(tǒng)在傳統(tǒng)的排放定容取樣系統(tǒng)進氣通道上增加一個高精度的空氣流量計(測量瞬時稀釋空氣的體積)，一套時時取樣的排放分析儀(測量瞬時稀釋空氣和混合氣的濃度)，一套主控設備(讀取體積，濃度和距離，并根據(jù)公式計算出瞬時燃料消耗量)。汽車排氣和流經(jīng)空氣流量計的稀釋空氣在混合室內(nèi)均勻混合，經(jīng)混合氣溫度、壓力控制裝置調(diào)節(jié)后，到定流量抽氣裝置、容積測量裝置排入大氣中；其中空氣流量計時時記錄稀釋空氣的體積V1,抽氣裝置容積、測量裝置時時記錄混合氣體積V2,由主控設備計算兩者之差V = V2-V1,即為汽車瞬時排氣體積。排放分析儀則分別通過安裝在空氣流量計后的采樣探頭和安裝在抽氣裝置、容積測量裝置后的采樣探頭，實時采集稀釋空氣的濃度P 混合氣的濃度P i2，由主控設備計算兩者之差Pi= Pi2-P η，即為汽車瞬時排氣濃度，其中i表示含碳元素He、CO和CO2的代號。主控設備根據(jù)公式(1)計算出汽車瞬時排氣的排放量，Mi = VXPiM (1)式中Mi =污染物 HC、CO 和 CO2 的排放質(zhì)量，g/km.，i = HC，CO, CO2 ；d =車輛按運轉(zhuǎn)循環(huán)試驗時所行駛的實際距離，km ；再根據(jù)GB 19233-2008公式計算燃料消耗量，以L/100km表示(1)對于裝汽油機的車輛
FC1 = 0. 1154 X [(0· 866 X Mhc)+ (0. 429 X Mco)+ (0. 273 X Mc02)]/D(2)對于裝柴油機的車輛FC2 = 0. 1155X [ (0. 866 XMhc)+ (0. 429XMco)+ (0. 273XMc02)]/D式中FCi-每秒燃料消耗量，單位為升每100千米(L/100km)，i = 1，2 ；Mh。-測得的每秒碳氫排放量，單位為克每千米(g/km)；Μω-測得的每秒一氧化碳排放量，單位為克每千米(g/km)；Μω2-測得的每秒二氧化碳排放量，單位為克每千米(g/km)；0. 866-為碳氫化合物(HC)以碳(C)當量表示汽油C1Hl85 中 C = 12/(12+1. 85) ^ 0. 866 ；柴油C1Hl86 中 C = 12/(12+1. 86) ^ 0. 866 ；0. 429-為一氧化碳(CO)以碳(C)當量表示C = 12/(12+16) ^ 0. 429 ；0. 273-為二氧化碳(CO2)以碳(C)當量表示C = 12/(12+32) ^ 0. 273 ；0. 1154-為碳(C)轉(zhuǎn)換為汽油 C1Hl85 = (12+1. 85)/12 ^ 0. 1154 ；0. 1155-為碳(C)轉(zhuǎn)換為柴油 C1Hl86 = (12+1. 86)/12 ^ 0. 1155 ；本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明披露的技術可以簡單、精確地計算汽車瞬時燃油消耗，從而更好地分析汽車油耗情況，為整車的研發(fā)提供便利和數(shù)據(jù)支持。以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
，本領域的技術人員在本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)，包含傳統(tǒng)的排放定容取樣系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含以下模塊空氣流量計，用于高精度地測量瞬時稀釋空氣的體積V1 ； 排放分析儀，用于實時取樣測量瞬時稀釋空氣濃度P π和混合氣的濃度P i2 ； 地盤測功機，用于測量汽車瞬時距離d ；主控設備，用于讀取系統(tǒng)測量得到的瞬時稀釋空氣的體積和濃度、混合氣的體積和濃度，以及瞬時距離，并根據(jù)上述體積差和濃度差以及瞬時距離，計算汽車瞬時排氣中的污染物排氣質(zhì)量Mi,再由碳元素守恒轉(zhuǎn)化成燃料的質(zhì)量，最后除以燃料的密度D，可精確得出汽車瞬時燃料消耗量FCi。
2.如權利要求1所述的汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括混合室，汽車排氣和流經(jīng)空氣流量計的稀釋空氣在混合室內(nèi)均勻混合。
3.如權利要求2所述的汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括混合氣溫度、壓力控制裝置，用于調(diào)節(jié)混合室排出的混合氣體。
4.如權利要求3所述的汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括定流量抽氣裝置、容積測量裝置，用于接收混合氣溫度、壓力控制裝置排出的混合氣體，測量混合氣體的體積V2,并將氣體排入大氣中。
5.如權利要求4所述的汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)，其特征在于排放分析儀分別通過安裝在空氣流量計后的采樣探頭和安裝在抽氣裝置、容積測量裝置后的采樣探頭，實時采集稀釋空氣的濃度Pil和混合氣的濃度Pi2。
6.如權利要求1-5所述的汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)，其特征在于主控設備根據(jù)下述公式計算出汽車瞬時排氣的污染物排氣質(zhì)量Mi,Mi = VX P i/d 式中Mi為污染物HC、CO和CO2的排放質(zhì)量，單位是g/km，i = HC, CO, CO2 ；Pi= P i2"P π ； V = V2-V10
7.如權利要求1-6所述的汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)，其特征在于主控設備根據(jù)下述公式計算出瞬時燃料消耗量對于裝汽油機的車輛FC1 = 0. 1154 X [(0. 866 X Mhc)+ (0. 429 X Mco)+ (0. 273 X Mc02)]/D ； 對于裝柴油機的車輛FC2 = 0. 1155 X [(0. 866 X Mhc)+ (0. 429 X Mco)+ (0. 273 X Mc02)]/D ； 式中FCi-每秒燃料消耗量，單位為升每100千米(L/100km)，i = 1,2； Mtc-測得的每秒碳氫排放量，單位為克每千米(g/km)； Mar測得的每秒一氧化碳排放量，單位為克每千米(g/km)； Mro2-測得的每秒二氧化碳排放量，單位為克每千米(g/km)。
8.一種汽車精確瞬時油耗測量方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟 高精度地測量瞬時稀釋空氣的體積V1和混合氣體體積V2 ；實時取樣測量瞬時稀釋空氣濃度P π和混合氣的濃度P i2 ； 測量汽車瞬時距離d ；讀取系統(tǒng)測量得到的瞬時稀釋空氣的體積和濃度、混合氣的體積和濃度，以及瞬時距離，并根據(jù)上述體積差和濃度差以及瞬時距離，計算汽車瞬時排氣中的污染物排氣質(zhì)量Mi, 再由碳元 素守恒轉(zhuǎn)化成燃料的質(zhì)量，最后除以燃料的密度D，可精確得出汽車瞬時燃料消耗量 FCitl
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車精確瞬時油耗測量系統(tǒng)和方法，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含以下模塊空氣流量計，用于高精度地測量瞬時稀釋空氣的體積V1；排放分析儀，用于實時取樣測量瞬時稀釋空氣濃度ρi1和混合氣的濃度ρI2；底盤測功機，用于測量汽車瞬時距離d；主控設備，用于讀取系統(tǒng)測量得到的瞬時稀釋空氣的體積和濃度、混合氣的體積和濃度，以及瞬時距離，并根據(jù)上述體積差和濃度差以及瞬時距離，計算汽車瞬時排氣中的污染物排氣質(zhì)量Mi，再由碳元素守恒轉(zhuǎn)化成燃料的質(zhì)量，最后除以燃料的密度D，可精確得出汽車瞬時燃料消耗量FCi。
文檔編號G01F9/00GK102155962SQ20111005285
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權日2011年3月4日
發(fā)明者張靜濤, 王丹 申請人:奇瑞汽車股份有限公司