[发明专利]一种通过排气稀释测量的汽车燃油消耗测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速测定汽车燃油消耗和污染物排放的汽车燃油消耗测试装置。

背景技术

现有的汽车燃油消耗测量方法可以归纳为两大类：第一类是直接测量法，即通过拆卸汽车发动机油路接入流量传感器直接测得燃油消耗量，具体可以分为体积法、重量法。它们的共同点是：测量精度较高；但操作复杂，费时费力；破坏汽车发动机供油管路的原有结构；造成二次污染。

第二类是间接测量法，常用的是碳平衡法。燃油是以C、H化合物为主要成分的混合物，燃烧生成CO、CO₂、HC、H₂O等，其燃烧产物中的C元素均来自燃油，所以，只要测出规定时间内汽车排气CO、CO₂、HC中的C元素含量，再与单位体积燃油中的C元素含量比较，经过换算，即可得到燃油消耗量。这种测量法的特点是：不需要拆卸被测车辆；可以和汽车排气污染物排放检测同时进行；可以满足汽车燃油油耗测量的精度要求。

因为测量汽车排气污染物排放时，需测HC、CO、CO₂、NO_x等排放物的质量，这样可以在测污染物排放的同时，通过碳平衡法计算出油耗，所以在国外，室内测量油耗多用碳平衡法。但应用碳平衡法测油耗，均采用定容取样法CVS。从测量汽车燃油消耗的角度来看，该方法具有明显的缺点：所需设备庞大、复杂、不适合检测站流水线操作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有测试技术存在的缺点，提供一种实现汽车燃油消耗和排气污染物排放性能的快速、实时、不解体检测的汽车燃油消耗测试系统。

一种通过排气稀释测量的汽车燃油消耗测试装置，由进气管，设有温度传感器、压力传感器、差压传感器的内锥流量计，波纹补偿器，离心风机，出气管，变频电机，变频器，零气和标定气瓶，气体分析仪，气象台，信号调理器，信号采集器，主控计算机组成，进气管套在汽车排气管上，在进气管的后端接有内锥流量计，内锥流量计上布置有温度传感器、压力传感器和差压传感器，内锥流量计的出口连有波纹补偿管，波纹补偿管的出口与离心风机入口连接，离心风机的出口与出气管连接；气体分析仪的取样探头插入波纹补偿管内；气体分析仪通过气管与零气和标定标准气瓶相连；气象台设有温度、湿度、压力传感器，通过导线与信号调理器连接，信号采集器通过导线与信号调理器连接，主控计算机通过USB线与信号采集器连接，通过RS232串口与气体分析仪连接，变频器通过导线与信号采集器连接，变频器控制变频电机从而改变离心风机的转速。

由进气管的前端开口套入汽车的排气管，汽车的排气被旁通进入的空气稀释；稀释排气流经进气管；在进气管的后端接有内锥流量计，稀释排气流经内锥流量计，内锥流量计上布置有稀释排气进气温度传感器、进气绝对压力传感器和节流锥体前后差压传感器，可得到稀释排气的流量；内锥流量计的出口连有波纹补偿管，波纹补偿管是连接内锥流量计和离心风机的稀释排气流经通道，可用作安装位置补偿和减轻离心风机振动传递给内锥流量计，影响稀释排气流量的测量精度；波纹补偿管的出口与离心风机入口连接，离心风机的出口与出口管连接；变频器控制离心风机的转速，实现稀释排气流量的控制，从而实现排气稀释系数的优化调节；气体分析仪的取样探头插入内锥流量计后的波纹补偿管内，对稀释排气取样，并测量稀释排气中CO、CO₂、HC、NOx的浓度；气体分析仪配备有分析气路切换阀，通过零气和标定标准气瓶提供的标准气样进行定期零点和量程点的标定；气体分析仪通过RS232串口与主控计算机的连接，实现气体分析仪控制和测量数据读取；气象台布置有大气温度、大气湿度、大气压力传感器，分别测量试验环境大气的温度、湿度和绝对压力；内锥流量计上布置的传感器和气象台内的传感器通过导线将信号传入信号调理器输出标准电压信号，再通过导线送入信号采集器，将电压信号数字化，主控计算机通过USB接口与信号采集器进行数字信号传送。主控计算机计算得到最优的稀释比，通过信号采集器发出驱动信号给变频器，实现离心风机转速的控制；主控计算机上运行的测量与控制软件通过碳平衡技术得到汽车的燃油消耗量和污染物排放量。

附图说明

图1本发明的结构示意图

1、温度传感器  2、压力传感器  3、差压传感器  4、内锥流量计  5、取气样口  6、测试设备支架  7、离心风机  8、变频支架  9、变频电机  10、出气管  11、变频器  12、波纹补偿管  13、零气和标定气瓶  14、气体分析仪  15、主控计算机  16、信号采集器  17、信号调理器  18、气象台  19、进气管