康明斯动力（深圳）有限公司

在柴油发电机实验中，为了评价发动机的经济性须用实验的方法来测定燃料消耗量、滑油消耗量的测量；当进行热平衡实验时还需要测定冷却水和润滑油的流量以及空气流量和烟气流量；而为了研究燃烧室内混合气的形成和换气过程的完善程度还需要测定气缸内气体的流速和流场的分布情况。

一、燃油消耗量的测定

发动机的单位有效燃油消耗量ɡe是指发动机轴输出每一马力小时的有效功所消耗的燃油量，即：

式中G——消耗的燃油量（公斤）；

t——消耗重量为G公斤燃油的时间间隔（小时）；

Ne——在消耗重量为G公斤燃油的工况下发动机的有效功率（马力）。

燃油消耗量的测定通常是指测定燃油的消耗量G和时间间隔t。按其测量原理可分为定容积法、定重量法、质量法以及流量计等。目前已实现了数字化与自动化测量。

二、定容积法

油耗检测方法分为化学法和物理法，化学法以碳平衡法为代表的，物理法以容积法为代表。

测量原理：定容积法测量燃油消耗量的原理是测量消耗一定容积Vt的燃料所需要的时间间隔t,然后求得燃料消耗量Gt的，即：

式中Vt——所消耗的燃油容积（升)

γ——燃料比重（公斤力／升）；

t——测得的时间间隔（秒）。

定容积式燃油消耗测量仪原理：

当将三通旋塞置于“测量”位置时，日用油箱的油路被切断，发动机改由测量腔供油，只要测得发动机消耗一定容积燃油Vt所经历的时间间隔t，便可求得燃油消耗量。测量容积A、B、C之间都是以细颈管相连接的，为了提高测量精度，将标志测量容积起始与结束的刻度线均刻于细颈管处。细颈管的内径通常为6毫米测量液面高度变的精度可达1毫米，而作为容积变化的精度可达0．03毫升以下。

三、自动油耗测量仪

1、工作原理与特点：

该油耗仪是一种专门用于柴油发电机燃油消耗率自动精密计量的智能仪表；油耗仪基于称重法的原理，应用先进的单片机技术，对数字信号进行处理，获得高精度的数据。油路的切换采用德国进口电磁阀，以确保高可靠性。油杯管路采用全密封结构，特别适用于挥发性较强的汽油（柴油机为开口油杯）油耗测量。

2、油耗仪工作方式：

（1）定时方式：

在规定的时间T内，测出二次重量差ΔW，就可以折算出油耗量。同理定重方式在规定的重量w内，测出时间差ΔT，也可以折算出油耗量。

（2）工作过程：

当油耗仪接通电源，电磁阀接通开始向油杯充油，同时向发动机供油，当充油至上线时，关闭电磁阀，此时油杯向发动机供油开始测量，当油位降至下限时打开电磁阀继续充油，依次循环。

三、双纽线节流器

双纽线节流器具有流场均匀，流量系数大，压力损失小，结构简单、制造容易等优点，获得了广泛的应用。特别是当测量增压柴油机的空气流量时，由于标准孔板流量计的压力损失较大，会影响增压器的正常工作，因此多采用双纽线节流器。

测量原理：

双纽线节流器也属于节流式流量装置。其进口部分轮廓线的形状为双纽线，出口部分为圆柱形直管。

双纽线节流器直接从周围大气吸取空气，假定周围大气压力为Pa、距进口处相当距离时空气流速为零。当进入双纽线节流器时，由于产生流束的收缩，使流速增加、压力降低，根据一元流动的能量方程和连续方程可推导出流量基本方程。

M＝α×ε×Ao（2×ρ×Δp）½（公斤／秒)

式中M——质量流量；

Ao——圆柱形直管部分的截面积；

Δp——圆柱形直管部分压力与大气压力；

ρ——周围环境大气密度；

α——流量系数；

ε——膨胀系数；

（1）流量系数α：

由于流体的粘性，在双纽线节流器近壁处产生附面层将使流速降低，流量减小，因此引入流量系数α进行流量修正。α值取决于附面层的厚度。由于空气的粘度低、附面层厚度小，因此流量系数通常在0．99左右。

（2）膨胀系数ε：

由于流体是从无穷大空间（周围环境大气）收缩到有限的双纽线节流器截面，压力降低、密度便减小，因此需进行流量修正，引入膨胀系数ε。当周围是大气压差在Δp=1000~10000帕（相当于100~1000毫米水柱）时，ε=0．999~0．949范围。