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
技術領域：
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：
現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 發動機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；但操作復雜，費時費力；破壞汽車發動機供油管路的原有結構；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，其燃燒產物中的C元素均來自燃油，所以，只要測出規定 時間內汽車排氣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!1HC、 CO、 C02、 NOx等排放物的質量，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，室內測量油耗多用碳平衡法。 但應用碳平衡法測油耗，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備龐大、復雜、不適合檢測站流水線操作。
發明內容
本實用新型的目的在于克服現有測試技術存在的缺點，提供一種實現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。
一種通過排氣稀釋測量的汽車燃油消耗測試裝置，由進氣管，設有溫度傳感器、壓力傳感 器、差壓傳感器的內錐流量計，波紋補償器，離心風機，出氣管，變頻電機，變頻器，零氣和 標定氣瓶，氣體分析儀，氣象臺，信號調理器，信號采集器，主控計算機組成，進氣管套在汽 車排氣管上，在進氣管的后端接有內錐流量計，內錐流量計上布置有溫度傳感器、壓力傳感器 和差壓傳感器，內錐流量計的出口連有波紋補償管，波紋補償管的出口與離心風機入口連接，
離心風機的出口與出氣管連接；氣體分析儀的取樣探頭插入波紋補償管內；氣體分析儀通過氣 管與零氣和標定標準氣瓶相連；氣象臺設有溫度、濕度、壓力傳感器，通過導線與信號調理器 連接，信號采集器通過導線與信號調理器連接，主控計算機通過USB線與信號采集器連接， 通過RS232串口與氣體分析儀連接，變頻器通過導線與信號采集器連接，變頻器控制變頻電機從而改變離心風機的轉速。
由進氣管的前端開口套入汽車的排氣管，汽車的排氣被旁通進入的空氣稀釋；稀釋排氣流 經進氣管；在進氣管的后端接有內錐流量計，稀釋排氣流經內錐流量計，內錐流量計上布置有 稀釋排氣進氣溫度傳感器、進氣絕對壓力傳感器和節流錐體前后差壓傳感器，可得到稀釋排氣 的流量；內錐流量計的出口連有波紋補償管，波紋補償管是連接內錐流量計和離心風機的稀釋 排氣流經通道，可用作安裝位置補償和減輕離心風機振動傳遞給內錐流量計，影響稀釋排氣流 量的測量精度；波紋補償管的出口與離心風機入口連接，離心風機的出口與出口管連接；變頻 器控制離心風機的轉速，實現稀釋排氣流量的控制，從而實現排氣稀釋系數的優化調節；氣體 分析儀的取樣探頭插入內錐流量計后的波紋補償管內，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，通過零氣和標定標準氣瓶 提供的標準氣樣進行定期零點和量程點的標定；氣體分析儀通過RS232串口與主控計算機的 連接，實現氣體分析儀控制和測量數據讀取；氣象臺布置有大氣溫度、大氣濕度、大氣壓力傳 感器，分別測量試驗環境大氣的溫度、濕度和絕對壓力；內錐流量計上布置的傳感器和氣象臺 內的傳感器通過導線將信號傳入信號調理器輸出標準電壓信號，再通過導線送入信號采集器， 將電壓信號數字化，主控計算機通過USB接口與信號采集器進行數字信號傳送。主控計算機 計算得到最優的稀釋比，通過信號采集器發出驅動信號給變頻器，實現離心風機轉速的控制； 主控計算機上運行的測量與控制軟件通過碳平衡技術得到汽車的燃油消耗量和污染物排放量。
圖l本實用新型的結構示意圖
1、溫度傳感器 2、壓力傳感器3、差壓傳感器4、內錐流量計5、取氣樣口 6、 測試設備支架7、離心風機8、變頻支架9、變頻電機10、出氣管11、變頻器 12、 波紋補償管13、零氣和標定氣瓶14、氣體分析儀15、主控計算機16、信號采集器17、 信號調理器18、氣象臺19、進氣管具體實施方式
駕駛員操作汽車使之處在等速工況，通過底盤測功機給汽車施加行駛阻力，操作主控計算 機15控制信號采集器16發出變頻器11驅動信號驅動變頻電機9使離心風機7工作，通過進 氣管19進口套到汽車排氣管上。內錐流量計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測量的試驗環境溫度、濕度和壓力；氣體分析儀14的取樣探頭 裝在內錐流量計4后的稀釋氣體輸送管路內，氣體分析儀14與主控計算機15通過RS232串口進行數據通訊;通過主控計算機15設定和信號采集器16內的數模端口產生電壓信號來設置 變頻器ll的輸出頻率，從而改變離心風機7的驅動電機9的轉速，從而實現稀釋排氣流量的 控制。利用汽車發動機燃燒前成分和燃燒后成分中的碳原子質量平衡，即可得到汽車的燃油消 耗。
測試過程當被測車輛和相關儀器如上圖連接好后，本系統的所有測試過程都可以在主控 計算機15上實現自動控制。首先汽車駕駛員在底盤測功機上將被測車輛車速穩定到目的車速， 并將車速傳送給主控計算機15;其次由主控計算機15向氣體分析儀14發出控制信號使氣體 分析儀14工作；主控計算機15發送命令控制變頻器11調節離心風機7的轉速，實現稀釋排 氣稀釋系數調節，在保證不出現冷凝的前提下，盡可能使稀釋排氣中含碳成分的濃度大些；稀 釋排氣經進氣管19通過內錐流量計4時，計算機通過測量內錐流量計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15向氣體分析儀14發出控制信 號、并接收氣體分析儀傳過來的數據。主控計算機15將測量得到數據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，已經在 南通汽車性能檢測中心的汽車產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。能滿足汽車燃油消耗性能檢測的要求。
權利要求1、一種通過排氣稀釋測量的汽車燃油消耗測試裝置，由進氣管，設有溫度傳感器、壓力傳感器、差壓傳感器的內錐流量計，波紋補償器，離心風機，出氣管，變頻電機，變頻器，零氣和標定氣瓶，氣體分析儀，氣象臺，信號調理器，信號采集器，主控計算機組成，進氣管套在汽車排氣管上，在進氣管的后端接有內錐流量計，內錐流量計上布置有溫度傳感器、壓力傳感器和差壓傳感器，內錐流量計的出口連有波紋補償管，波紋補償管的出口與離心風機入口連接，離心風機的出口與出氣管連接；氣體分析儀的取樣探頭插入波紋補償管內；氣體分析儀通過氣管與零氣和標定標準氣瓶相連；氣象臺設有溫度、濕度、壓力傳感器，通過導線與信號調理器連接，信號采集器通過導線與信號調理器連接，主控計算機通過USB線與信號采集器連接，通過RS232串口與氣體分析儀連接，變頻器通過導線與信號采集器連接，變頻器控制變頻電機從而改變離心風機的轉速。
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，進氣管套在汽車排氣管上，在進氣管的后端接有內錐流量計，內錐流量計上設有溫度傳感器、壓力傳感器和差壓傳感器，內錐流量計的出口連有波紋補償管，波紋補償管的出口與離心風機入口連接，離心風機的出口與出氣管連接；氣體分析儀的取樣探頭插入波紋補償管內；氣體分析儀通過氣管與零氣和標定標準氣瓶相連；氣象臺設有溫度、濕度、壓力傳感器，通過導線與信號調理器連接，信號采集器通過導線與信號調理器連接，主控計算機通過USB線與信號采集器連接，通過RS232串口與氣體分析儀連接，變頻器通過導線與信號采集器連接。本實用新型能適應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 優先權日2007年12月26日
發明者軍 劉, 健 姚, 俊 謝 申請人:江蘇大學