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國內(nèi)外汽車油耗計量儀的發(fā)展現(xiàn)狀及其選型 上海交通大學(xué)汽車工程研究院 門金來 何君 一、引言 汽車油耗，是評價汽車經(jīng)濟性能、綜合性價比的最重要指標，也是評價汽車節(jié)能減排效果的最重要指標。特別是在公交、貨運、客運、工程機械等行業(yè)，燃料成本已占到了整個運營成本的70%以上。例如：上海閔行客運公司10.5米空調(diào)公交車每年耗油2.2萬升、16萬元，徐州物恒水泥土有限公司水泥攪拌車每年油耗1.3萬升、9萬元。因此，精確地測定汽車燃油消耗，對于企業(yè)成本控制、對于駕駛員操作技能提高、對于國家節(jié)能減排指標落實，都有著十分重要的意義和作用。 二、國內(nèi)外汽車油耗計量儀器及方法概述 從1886年第一臺汽油汽車問世以來，燃油汽車已經(jīng)走過了120多年。這些年來，汽車的各項技術(shù)都在迅速進步，而汽車油耗測量技術(shù)確是發(fā)展緩慢，甚至是止步不前。究其原因有四點：一是發(fā)動機的脈動供油過程，使油耗傳感器的頻率響應(yīng)跟不上，會產(chǎn)生較大的頻響誤差；二是燃油的流動性受環(huán)境溫度及燃油牌號的影響，會產(chǎn)生較大的液體誤差；三是汽車紿終是在怠速（微小流量）、加速（大流量）、中高速（一般流量）等工況下切換運行，需要寬量程的傳感器，而這種傳感器的制造是一個世界性難題。鑒于此，汽車油耗的實時測量出現(xiàn)了三類產(chǎn)品。 第一類產(chǎn)品源自國外。其特點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高，只適合于研究所、高�；蚬�(jié)能產(chǎn)品研發(fā)單位使用，如：日本的DF2420油耗儀、德國的Flowtronic油耗儀、德國的KVM2000油耗儀等，內(nèi)設(shè)多項溫度補償、脈動補償技術(shù)，但價格不菲，一臺要幾十萬元人民幣。 第二類產(chǎn)品是國內(nèi)常用的油耗測量方法。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，不能補償溫度、粘度、脈動、頻響、量程等變化帶來的誤差，不能滿足汽車油耗測試所需的精度、誤差及穩(wěn)定性，僅能作為油耗趨勢性的測量，主要有：油尺測量法、液位傳感器測量法（油表讀數(shù)）、雙傳感器測量法（進油減回油測量）、加油站加油計量法等。國內(nèi)常用測量方法的優(yōu)缺點如下如述： 1） 油尺測量法。這是一種最常見的間接測量方法，先將有刻度的不銹鋼油尺表面擦干凈，插入至油箱中，再拔出油尺，觀察油尺表面油液的上限，即為油箱當(dāng)前測試油量。上次測試油量減去本次測試油量，即為兩次測量間隔時間的油耗。這種測量受觀測角度、液體浸潤、車輛位置、油箱形狀及讀數(shù)精度的影響，誤差約為5-10%，特別是在測試人員主觀意愿下，誤差更大，一般僅用做參考值。 2） 液位傳感器測量法。這也是一種較為常見的間接測量方法，是將浮球式液位電阻、浮子式超聲液位電容等傳感器置于油箱內(nèi)，通過測量油箱內(nèi)燃油的液面高度來確定當(dāng)前的油量，盡而計算出油耗的多少。這種測量方法受車輛位置、油箱水平面積、油箱形狀及標定精度等因素的影響，誤差約為10-20%，一般僅用來判斷油箱油量的多少，作為油耗的參考值。 3） 雙傳感器測量法（也稱進油減回油方法）。從概念上，好像進油減去回油便是油耗。但實際上，發(fā)動機的進油與回油不在同一時間點上，進油要經(jīng)過濾清器、輸油泵、蓄油池、高壓泵、脈動電噴、回油管道等多個環(huán)節(jié)后才流到回油測點，這個燃油在這個過程中已經(jīng)出現(xiàn)了許多的變化，如：a) 進油測點溫度一般不大于40℃，而回油測點溫度要大于60℃；b) 進油流速為穩(wěn)態(tài)，回油流速為脈動；c) 進油流量區(qū)間也與回油流量區(qū)間有較大的不同。因此進油減回油的測量方法是一種誤導(dǎo)，所測并不是實際油耗。試驗證明，進油減回油測量方法的最大誤差可達30%以上。 第三類產(chǎn)品為油量電噴數(shù)據(jù)計算方法。在一些電噴發(fā)動機的汽車上，在發(fā)動機出廠前調(diào)試噴油行程時，將標定的油耗與發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速等與油耗的關(guān)系等都事先輸入到計算機。汽車運行時計算機再依據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、車速等推算出瞬時油耗及累加油耗。由于發(fā)動機標定是在臺架上進行，并不完成反映車輛的實際情況，因此這種測量結(jié)果只能作為油耗的參考值。 三、理想油耗傳感器的技術(shù)性能（交大神舟牌汽車油耗計量儀） 1） 寬量程特性。由于汽車從怠速到加速等工況下油耗流量的變化范圍非常大，要求傳感器在很大的流量范圍內(nèi)都能夠準確地測量。下圖為車輛實際運行時的瞬時油耗。 2） 消除回油脈動的影響。即回油曲線的波動率不大于1%。下圖為消除脈動的回油曲線。 3）利用溫度自補償技術(shù)，消除溫度影響。 4）防偷油功能。 5）自動回油排氣功能。 6）高的性價比。即價格遠低于國外產(chǎn)品，性能優(yōu)于國外產(chǎn)品。

回答者：2016-08-30 00:00