第四章 汽车燃料经济性检测

1第四章汽车燃料经济性检测第一节汽车燃料消耗量标准概况和试验方法第二节燃料消耗量的测量方法与使用第三节路试检测汽车燃料消耗量第四节台路试检测汽车燃料消耗量2第四章汽车燃料经济性检测汽车燃料经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃料消耗量经济行驶的能力。•作用：汽车整车对燃料消耗量影响的综合反映3第一节汽车燃料消耗量标准概况和试验方法一、燃料经济性的指标我国及欧洲:L/100km一定运行工况下，汽车行驶100km所消耗的燃油升数数值越大Æ汽车燃料经济性越差美国:MPG（milepergallon）一定运行工况下，每加仑燃油能行驶的里程数数值越大Æ汽车燃料经济性越好4二、汽车燃料消耗量标准的概况（一）汽车燃料消耗量试验方法和限值的国家标准1990年1990年《汽车燃料消耗量试验方法》(GB/T12545-1990)2001年2001年《乘用车燃料消耗量试验方法》(GB/T12545.1-2001)《商用车辆燃料消耗量试验方法》（GB/T12545.2-2001）2003年2003年《轻型汽车燃料消耗量试验方法》（GB/T19233-2003）2004-2006年2004-2006年在全国范围内实施国Ⅱ的排放标准相当于欧Ⅱ2007年2007年《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）》(GB18352.3-2005)相当于欧Ⅲ的第Ⅲ阶段欧I5二、汽车燃料消耗量标准的概况（一）汽车燃料消耗量试验方法和限值的国家标准目前，我国同时存在三个燃料消耗量试验方法的国家标准:z《乘用车燃料消耗量试验方法》（GB/T12545.1-2001）z《商用车辆燃料消耗量试验方法》（GB/T12545.2-2001）z《轻型汽车燃料消耗量试验方法》（GB/T19233-2008）燃料消耗量限值标准:z《乘用车燃料消耗量限值标准》（GB19578-2004）z《轻型商用车燃料消耗量限值标准》（GB20997-2007）6二、汽车燃料消耗量标准的概况（二）营运车辆的燃料消耗量行业标准交通部为加强对营运车辆的监督管理，制订了z《营运车辆综合性能要求和检验方法》（GB18565-2001）对燃料消耗量试验方法和限值作了规定统一z《汽车技术等级评定标准》(JT/T198-2004)采用等速百公里燃油消耗量作为评价汽车燃料经济性的指标z《营运客车燃料消耗量限值及测量方法》（JT711-2008）《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》（JT719-2008）7三、汽车燃料消耗量的试验方法(一)按试验场地分分为路试法和台试法两种1.路试法在道路条件下进行汽车燃料消耗量的试验zGB/T12545.1-2001、GB/T12545.2-2001规定90km/h和120km/h等速行驶试验可以在道路上进行zJT711-2008和JT719-2008规定：在多个设定的试验车速等速通过500m的试验路，测量通过该路段的时间和燃料消耗量8三、汽车燃料消耗量的试验方法(一)按试验场地分2.台试法用底盘测功机构成汽车行驶状态模拟系统Î在室内模拟各种道路试验工况Î用测量仪器测定汽车的燃料消耗量zGB/T12545.1-2001、GB/T12545.2-2001和GB/T19233-2008标准中的试验循环要求在底盘测功机上进行9三、汽车燃料消耗量的试验方法(二)按试验工况分1.等速工况法汽车在道路上运行的一种基本工况，这时的燃料消耗量易于测定，燃料消耗量测量采用容积法或质量法。90km/h和120km/h等速行驶试验是以规定车速等速在测量路段行驶2km以上，至少测量四次Î按给定的公式计算燃料消耗量单位：L/100km2000m10三、汽车燃料消耗量的试验方法(二)按试验工况分2.循环工况法等速行驶工况没有全面反映汽车的实际行驶情况，特别在市区行驶的频繁加速、减速和怠速停车工况Î各国制定了一些典型的循环行驶工况来模拟实际汽车运行状况Î并以百公里燃料消耗量来评定相应行驶工况的燃料经济性常用的循环行驶工况:ECER84法规运转循环、ECER101-02法规运转循环和欧盟指令1999/100/EC运转循环。联合国欧洲经济委员会11三、汽车燃料消耗量的试验方法(二)按试验工况分2.循环工况法(1)ECER84法规的运转循环模拟市区工况循环试验,由两个模拟市区运转循环单元（有60s的怠速间隔时间）组成。燃料消耗量可以用容积法或质量法测定12三、汽车燃料消耗量的试验方法(二)按试验工况分2.循环工况法（2）ECER101-02法规的运转循环包括1部（四个市区行驶）和2部（一个市郊行驶）两部分组成，用于模拟市区和市郊行驶工况碳平衡法测得燃料消耗量13三、汽车燃料消耗量的试验方法(二)按试验工况分2.循环工况法（3）欧盟指令1999/100/EC运转循环与ECER101-02法规的运转循环类似，但取消了ECER101-02法规的运转循环中取样前车辆的40s怠速运行，在汽车发动机起动同时开始取样GB/T19233-2008采用本运转循环14第二节燃料消耗量的测量方法与使用一、燃料消耗量的测量方法二、油耗传感器在供油系中的安装三、油路中气泡的排除15一、燃料消耗量的测量方法分类容积法重量法碳平衡法定容法容量法量管式油耗仪膜片式油耗仪往复活塞式油耗仪四活塞联动式油耗仪差压重量式油耗仪排气分析仪+计算16一、燃料消耗量的测量方法(一）容积法1.测量原理定容式油耗仪:通过测定消耗一定容量的燃料所需时间来计算油耗量•量管式油耗仪•汽油发动机的台架试验定容积测量时间Î它不能作瞬态油耗的测量tVQfγ6.3=17一、燃料消耗量的测量方法(一）容积法1.测量原理容量式油耗仪:通过测定一定时间内消耗的燃油容积可以连续测量¾膜片式：结构简单，密封性好，对燃料清洁性要求低，但需经常校准¾往复活塞式：密封和排气问题较难解决¾四活塞联动式:最常用tVQfγ6.3=18一、燃料消耗量的测量方法(一）容积法2.四活塞联动式油耗仪组成:滤清排气装置、四活塞联动式流量传感器、路程传感器、测量仪表、快速连接接头19一、燃料消耗量的测量方法(一）容积法2.四活塞联动式油耗仪滤清排气装置的作用:¾滤清：除去燃料中金属杂质Î保护流量传感器¾排气：使油、气更好地分离，提高计量精度脉动压力Î均匀压力20一、燃料消耗量的测量方法(一）容积法2.四活塞联动式油耗仪滤清排气装置的作用:21一、燃料消耗量的测量方法(一）容积法2.四活塞联动式油耗仪四活塞联动式流量传感器:•组成：–流量/转速变换部–转速/脉冲信号变换部22一、燃料消耗量的测量方法•流量/转速变换部Î向心四活塞油压马达•组成：¾活塞、曲轴、连杆、油缸、壳体和进出油道¾四个呈十字型向心布置的活塞装在油缸内用连杆与曲轴连接¾壳体中开有进油道P和出油道E•工作原理燃油Æ泵油压力Æ推动活塞作直线运动Æ四个活塞推动曲轴作旋转运动Æ将燃油流量变为曲轴的旋转23一、燃料消耗量的测量方法•流量/转速变换部•曲轴每旋转一周Æ四个活塞各往复运动一次Æ完成一个进排油循环Æ各缸分别排油一次•其排油量可用下式确定：V=4·(πd2/4)·2h=2πd2h式中，V－四缸排油量，cm3d－油缸直径，cmh－曲轴偏心距，cm24一、燃料消耗量的测量方法转速/脉冲信号变换部•曲轴转动Æ磁性联轴节Æ光栅板转动Æ发光二极管Æ光敏管Æ光电脉冲信号•光电脉冲个数∝油耗25一、燃料消耗量的测量方法(二）重量法柴油的粘度、密度受环境温度影响大Æ用于柴油机油耗的高精度测量1.测量原理通过测定消耗一定质量的燃油所经历的时间，燃油消耗量Qf•分类：¾电子天平式¾电磁力补偿式¾差压式tGQf6.3=26一、燃料消耗量的测量方法(二）重量法2.差压质量式油耗仪组成：密封贮油罐、油路、电磁阀、高精度压力传感器、测量仪表27一、燃料消耗量的测量方法(二）重量法2.差压质量式油耗仪工作循环：充油Æ油满Æ关充油Æ测量Æ延时Æ采样信号Æ结束•工作状态：充油状态测量状态28一、燃料消耗量的测量方法(二）重量法2.差压质量式油耗仪z计算公式压力传感器输出电压信号∝密封油罐内燃油质量的减少（即失重）ffoutKQdtdmKdtdmKdtdV−===dtdVKQf1=29一、燃料消耗量的测量方法(三）碳平衡法1.特点(1)不需拆解被检汽车,适应汽车不解体检测的发展方向(2)可以和汽车排放检测相结合(3)满足油耗测量精度要求2.原理根据质量守恒定律，燃烧前的燃油中碳质量＝燃烧后排气中碳质量总和碳氢化合物CHx燃烧前CO、CO2、HC燃烧后30一、燃料消耗量的测量方法(三）碳平衡法3.测量步骤z通过排气分析仪测量ÎHC、CO和CO2的浓度z计算HC、CO和CO2的质量排放量(g/km)CHC，CCO，CCO2为稀释排气中污染物的浓度LCVmHCHCmixHC/)1000(×××=ρLCVmCOCOmixCO/)1000(×××=ρLCVmCOCOmixCO/)1000(222×××=ρ31一、燃料消耗量的测量方法(三）碳平衡法3.测量步骤z采用的碳平衡法计算油耗的公式(欧盟)•汽油车(L/100km)•柴油车(L/100km)SGmmmQHCCOCO1154.0)866.0429.0273.0(2×++=SGmmmQHCCOCO1155.0)866.0429.0273.0(2×++=32一、燃料消耗量的测量方法(四）电喷汽车油耗仪1.电喷汽油机的供油系统结构有回油系统电喷汽油机回油系统--没有用掉的多余燃油通过燃油调压器经管路返回油箱缺点：回油带走(吸收)发动机热量Î油箱内油温升高Î加速油箱内燃油蒸发速度33一、燃料消耗量的测量方法(四）电喷汽车油耗仪1.电喷汽油机的供油系统结构无回油系统电喷汽油机(小回流)实际的回油管路合成在燃油泵内，位于燃油箱中。优点:减少油箱外的连接件,及燃油的渗漏损失，便于安装典型特征是调压阀装在油泵支架上无回油系统的电喷汽油机现在采用较多34一、燃料消耗量的测量方法(四）电喷汽车油耗仪(自学)2.电喷柴油机的供油系统结构高压共轨电子喷射式供油系统组成:高压油泵、公共供油管(油轨)、喷油器、ECU)、管道压力传感器每个喷油器通过各自的高压油管与油轨相连，油轨对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵将高压燃油输送到油轨，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对油轨内的油压实现精确控制，彻底改变供油压力随发动机转速变化的现象。35一、燃料消耗量的测量方法(四）电喷汽车油耗仪有回油系统电喷发动机的喷油压力很大，回油量多且油温较高Æ造成接在传感器上的回油管软化胀爆Æ严重威胁试验安全对于电喷汽油机，应根据被检汽车发动机供油系统有无回油系统，采取不同的油耗仪，才能准确测量。电喷汽油机有无回油系统，关键是找到调压阀(压力调节器)的位置。有回油系统,调压阀装在油轨上无回油系统电喷汽油机普通油耗仪（四活塞联动式油耗仪）有回油系统电喷汽油机电喷汽车油耗仪36一、燃料消耗量的测量方法(四）电喷汽车油耗仪2.组成¾电喷油耗传感器¾测量仪表电喷油耗传感器的四个连接口:¾“发动机供油”¾“发动机回油”¾“油箱供油”¾“油箱回油”37一、燃料消耗量的测量方法(四）电喷汽车油耗仪3.电喷汽车油耗仪的结构组成：FP－2140H型高精度流量传感器、安全阀、减压阀、燃油泵、温度及压力传感器、回油处理装置38二、油耗传感器在供油系中的安装要求：1.进入油耗传感器的燃油不得夹杂任何气体2.经油耗传感器记数的燃油须全部进入燃烧室Æ不得产生二次记数(一）化油器式汽油车将油耗传感器串接在汽油泵和化油器之间39一、燃油消耗量的测量方法(二）无回油系统电喷汽油车对于现在小型汽车普遍采用的无回油系统(或称小回油系统)电喷汽油机，调压阀装在油泵支架上，从油箱到发动机只有一根供油管路，这时使用普通油耗传感器，如小野FP一2140H标准流量型传感器40一、燃油消耗量的测量方法(三）有回油系统电喷汽油车将油耗仪“油箱供油”和“发动机供油”端串连在发动机供油油路中将油耗仪“发动机回油”和“油箱回油”端串连在发动机回油油路中41一、燃油消耗量的测量方法(二）电喷柴油车(自学