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国内外汽车油耗计量仪的发展现状及其选型上海交通大学汽车工程研究院门金来何君一、引言汽车油耗，是评价汽车经济性能、综合性价比的最重要指标，也是评价汽车节能减排效果的最重要指标。特别是在公交、货运、客运、工程机械等行业，燃料成本已占到了整个运营成本的70%以上。例如：上海闵行客运公司10.5米空调公交车每年耗油2.2万升、16万元，徐州物恒水泥土有限公司水泥搅拌车每年油耗1.3万升、9万元。因此，精确地测定汽车燃油消耗，对于企业成本控制、对于驾驶员操作技能提高、对于国家节能减排指标落实，都有着十分重要的意义和作用。二、国内外汽车油耗计量仪器及方法概述从1886年第一台汽油汽车问世以来，燃油汽车已经走过了120多年。这些年来，汽车的各项技术都在迅速进步，而汽车油耗测量技术确是发展缓慢，甚至是止步不前。究其原因有四点：一是发动机的脉动供油过程，使油耗传感器的频率响应跟不上，会产生较大的频响误差；二是燃油的流动性受环境温度及燃油牌号的影响，会产生较大的液体误差；三是汽车绐终是在怠速（微小流量）、加速（大流量）、中高速（一般流量）等工况下切换运行，需要宽量程的传感器，而这种传感器的制造是一个世界性难题。鉴于此，汽车油耗的实时测量出现了三类产品。第一类产品源自国外。其特点是结构复杂，价格高，只适合于研究所、高校或节能产品研发单位使用，如：日本的DF2420油耗仪、德国的Flowtronic油耗仪、德国的KVM2000油耗仪等，内设多项温度补偿、脉动补偿技术，但价格不菲，一台要几十万元人民币。第二类产品是国内常用的油耗测量方法。其特点是结构简单，2不能补偿温度、粘度、脉动、频响、量程等变化带来的误差，不能满足汽车油耗测试所需的精度、误差及稳定性，仅能作为油耗趋势性的测量，主要有：油尺测量法、液位传感器测量法（油表读数）、双传感器测量法（进油减回油测量）、加油站加油计量法等。国内常用测量方法的优缺点如下如述：1）油尺测量法。这是一种最常见的间接测量方法，先将有刻度的不锈钢油尺表面擦干净，插入至油箱中，再拔出油尺，观察油尺表面油液的上限，即为油箱当前测试油量。上次测试油量减去本次测试油量，即为两次测量间隔时间的油耗。这种测量受观测角度、液体浸润、车辆位置、油箱形状及读数精度的影响，误差约为5-10%，特别是在测试人员主观意愿下，误差更大，一般仅用做参考值。2）液位传感器测量法。这也是一种较为常见的间接测量方法，是将浮球式液位电阻、浮子式超声液位电容等传感器置于油箱内，通过测量油箱内燃油的液面高度来确定当前的油量，尽而计算出油耗的多少。这种测量方法受车辆位置、油箱水平面积、油箱形状及标定精度等因素的影响，误差约为10-20%，一般仅用来判断油箱油量的多少，作为油耗的参考值。3）双传感器测量法（也称进油减回油方法）。从概念上，好像进油减去回油便是油耗。但实际上，发动机的进油与回油不在同一时间点上，进油要经过滤清器、输油泵、蓄油池、高压泵、脉动电喷、回油管道等多个环节后才流到回油测点，这个燃油在这个过程中已经出现了许多的变化，如：a)进油测点温度一般不大于40℃，而回油测点温度要大于60℃；b)进油流速为稳态，回油流速为脉动；c)进油流量区间也与回油流量区间有较大的不同。因此进油减回油的测量方法是一种误导，所测并不是实际油耗。试验证明，进油减回油测量方法的最大误差可达30%以上。3第三类产品为油量电喷数据计算方法。在一些电喷发动机的汽车上，在发动机出厂前调试喷油行程时，将标定的油耗与发动机转速、车速等与油耗的关系等都事先输入到计算机。汽车运行时计算机再依据发动机的转速、车速等推算出瞬时油耗及累加油耗。由于发动机标定是在台架上进行，并不完成反映车辆的实际情况，因此这种测量结果只能作为油耗的参考值。三、理想油耗传感器的技术性能（交大神舟牌汽车油耗计量仪）1）宽量程特性。由于汽车从怠速到加速等工况下油耗流量的进回油差型汽车油耗仪进回油脉冲曲线(1000rpm)40455055606570010203040时间/秒脉冲数/秒回油脉冲进油脉冲进回油差型汽车油耗仪进回油温度随时间的变化曲线15202530354045020406080100120140时间/秒油温度进油温度回油温度4变化范围非常大，要求传感器在很大的流量范围内都能够准确地测量。下图为车辆实际运行时的瞬时油耗。2）消除回油脉动的影响。即回油曲线的波动率不大于1%。下图为消除脉动的回油曲线。3）图2公交车运行瞬时油耗曲线图3）利用温度自补偿技术，消除温度影响。4）防偷油功能。5）自动回油排气功能。6）高的性价比。即价格远低于国外产品，性能优于国外产品。公交车运行瞬时油耗曲线01020304050607080020406080100120140160180200时间/秒油耗/脉冲通过油耗仪主机后的回油脉动曲线404550556065700510152025303540时间/秒回油/脉冲