应用椭圆齿轮流量计的内燃机油耗测量系统

摘 要：介绍一种用于测量内燃机耗油的椭圆齿轮流量计，以实现对动力机械的燃油控制，达到节能减排的目的。采用椭圆齿轮的测量形式，开发了二次仪表。利用一台喷油泵试验台进行了系统性能验证实验，根据内燃机的实际工作状况，在内燃机三种工况下进行了实验，即zui大扭矩转速、zui大功率转速以及起动转速。实验结果表明，该测量系统工作稳定，在zui大扭矩转速和zui大功率转速下测量误差相对小，分别为0．9％和0．8％ ，但在起动转速工况下误差大，为32．3％ 。同时，进油管和回油管的表头均有一定的内泄漏，且随着内燃机转速的增大而减小。zui后，通过分析测量数据，提出了从表头工艺参数和软件补偿两个方面提高测量精度。

内燃机的发明极大地促进了人类社会的发展，在各种动力机械中得到了广泛应用。同时，内燃机作为耗油大户，安装一套设备实现其油耗的计量，达到控制成本、节能减排的目地是非常必要的。国内外在铁路机车 卜 和船舶海运燃油监测系统 方面有一定的研究，开发出了燃油评价系统。

可以地测定内燃机车在各种工况下运行的微分及积分燃油消耗量，为准确判断运行中的机车热力状态，分析机车费油原因，以及制定环保、安全、经济的操纵方法提供了科学依据。在船舶的运营方面，有船舶燃油管理系统、船舶航行优化操作软件。实现了燃油的精细管理，对船舶运营管理、生产制造及维修都有十分重要的意义。
用来测量流量的仪表有60多种 J，分别基于力学、热学、声学及电学等原理。按照结构原理 进行分类，主要有容积式、叶轮式、差压式、变面积式、动量式、冲量式、电磁式、超声波流量计以及质量流量计等。根据内燃机的工作状况、燃油性质与流动状态，对传感器进行选型。为了保证仪表的使用寿命和准确度，还要特别注意防振要求和耐压程度，表头的耐压程度要大于被测介质，一般取1．25倍，以保证不发生泄漏或意外。
内燃机一般有进油管和回油管，通过油泵进行循环，两管流量之差即为实际耗油量。内燃机有三种极限工况，zui大扭矩转速、zui大功率转速、起动转速。所设计的椭圆齿轮流量计要求必须在三种极限工况下均能正常工作。同时，机器运转时可能会产生脉动流，则所选传感器应对脉动流不敏感。另外，燃油粘度也是一个需要考虑的因素。综合以上因素，采用容积式流量测量法，选取椭圆齿轮的测量形式。椭圆齿轮流量计具有精度高 （一般为0．5％，特殊达到0．2％）、对安装要求低，在旋转流和管道阻流件流速场突变时对计量度没有影响，没有前置直管段要求，安装简单，占据空间较小。测量范围宽，对流体粘度不敏感，适于对燃油的测量。量程比宽，一般达到10：1，特殊达到30：1或更高 J，理论上适合于内燃机三种工况的测量要求。在椭圆齿轮上装有磁钢，利用霍尔效应【 对椭圆齿轮的旋转进行检测，根据传感器输出信号的特点设计二次仪表，包括信号调理电路与显示部分。

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