柴油發電機組耗油指標的計算方法
柴油發電機的經濟性指標,是通過測量柴油發電機運行時對應該工況所消耗的燃料量,同時測量柴油發電機的輸出轉矩和轉速后,進行換算求得的。柴油發電機的輸出轉矩由測功器測量,柴油發電機轉速則用專用轉速傳感器測量。而每一工況所消耗的燃料量,是在穩定工況下通過測量一定時間間隔內所消耗量的燃料量,由此計算出每小時耗油量。傳統的燃料消耗量的測量方法有容積法和質量法兩種。
1.容積法
工作過程為將三通閥置于充油位置。當油箱截止閥打開后,油箱內的燃油分兩路,一路向測量容器充油,另一路直接進入發動機。充油完成后,將三通閥置于供油位置。此時,油箱僅向發動機供油,起動發動機,并使發動機穩定工作在規定的工況。當開始測量時,三通閥置于測量位置,發動機便由測量容器供油,當液面到達開始測量上限時開始計時,到達測量下限時,停止計時,記錄時間,從而測得燃油消耗量。測量結束后,重新將三通閥置于充油位置,油箱內的燃油向測量容器內補充,為下次測量做好準備。這種測量方法隨著電子技術的發展,實現了自動計時測量。液面測量起始,停止位置由光電管檢測,計時功能由計時器完成,三通閥采用電磁閥。
如圖1所示,容積法是在柴油發電機工作時,通過測量消耗一定容積vf(ml)的燃油所需要的時間t(s)后,按式(公式1)計算出燃油消耗量b(kg/h),即
................................... (公式1)
式中,pf為燃油的密度(g/ml)。
在測量油耗的同時,通過測功器和轉速傳感器測量柴油發電機的輸出轉矩和轉速,求得輸出功率p。以后,根據燃油消耗率的定義,可求得燃油消耗率be[g/(kw·h)],即
...................................(公式2)
式中,pe為柴油發電機的輸出功率(kw),pe=ttqn/9550。
圖1 燃油消耗量容積法的測量方法
2.質量法
如圖2所示,質量法是指通過測量消耗一定質量m的燃油所需要的時間t后,按式(公式3)計算出燃油消耗量b,然后按上述同樣的方法求出燃油消耗率b。。所消耗的燃油質量是用天平或電子秤來計量的。
燃油消耗量質量法的測量方法
............................. (公式3)
式中,m為所消耗的燃料質量(g);t為消耗m燃料所需要的時間(s)。
質量法的測量精度一般比容積法高。這是因為質量法不需要測量燃油的密度,因而完全消除了由于燃油密度變化所造成的誤差。質量法測量油耗所產生的誤差來源于以下幾個方面:
(1)系統誤差:
由于測量時油杯中油面高度發生變化,伸入油杯中的油管浮力的反作用力也變化,造成稱量時的系統誤差。此系統誤差必須根據汽車耗油量及油杯液面高度變化進行修正。
(2)泄漏誤差:
由于三通旋塞密封不良,當在“測量”位置時油箱仍然會向油杯和發動機有少量的泄漏。對此誤差可通過實驗測得。
(3)時間測量誤差:
時間測量誤差為單片機晶振誤差和電池閥關閉的行程時間,其不會超過 10毫秒,幾乎可以忽略不計。
3 . 流量法
流量式油耗測量儀原理是采用科里奧利(coriolis)技術生產的發動機瞬時油耗測量儀,無論是對汽油、柴油、液化氣(lpg)、天然氣(cng)燃料的電噴發動機,均可提供精確的測量;根據此原理設計的瞬態流量式油耗儀,儀器的核心部件為cmf系列質量流量計(科里奧利(coriolis)原理),無論是對小功率(幾千瓦)發動機還是大功率(10000千瓦以上)發動機都可以適應且采用先進的canbus現場總線技術,具有網絡特性,使多臺測試儀器可以聯網,與fc2000/fc2005/fc4000系統相連能測量顯示發動機的平均功率、小時油耗量、油耗率、體積流量、溫度、密度、燃油壓力等;具備發動機功率/油耗量兩路0-10v模擬信號輸出(對應量程可自行任意標定),適應發動機排放顆粒設備的數據讀取。
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