(一)供油系统简述
供油系统是发动机中的重要系统,其为发动机提供稳定的燃油供给,同时为了测试需求,供油系统还需要具有燃油消耗测量和燃油温度、压力的控制功能,因此供油系统通常由油耗仪和燃油温控系统组成。
(二)油耗仪
油耗仪主要是用来测量发动机在工作时的燃油消耗量,对于军用车辆来说,耗油量是一个重要的指标,各大军用柴油机设计制造厂商也在尽量降低发动机的油耗,因此在设计试验台时需要增加发动机油耗的测量系统,油耗仪的选择就必不可少了。
油耗仪有很多种类型,测量的原理、测量的时间、量程、精度也大不相同,根据测量方法的不同,油耗仪大致可分为定时测量法油耗计、定量测时法油耗计、科式测量法油耗计、碳平衡测量法油耗计等。
(1)定时测量法:即通过测量规定时间内发动机消耗燃油质量的方法测量油耗。
(2)定量测时法:通过测量发动机消耗一定质量(或体积)的燃油所需的时间来计算发动机工作时的油耗。
定时测量法和定量测时法的油耗计都能计算出发动机的平均油耗,但不能确定发动机的实时油耗,因此在发动机性能要求越来越高的现在已无法满足试验的要求,因此出现第三种方法:科里奥利力测量法。
(3)科式测量法:科式测量法是利用科里奥利力来进行质量测量的一种方法,其原理是让被测量的流体通过一个转动或者振动中的测量管,流体在管道中的流动相当于直线运动,测量管的转动或振动会产生一个角速度,由于转动或振动是受到外加电磁场驱动的,有着固定的频率,因而流体在管道中受到的科里奥利力仅与其质量和运动速度有关,而质量和运动速度即流速的乘积就是需要测量的质量流量,因而通过测量流体在管道中受到的科里奥利力,便可以测量其质量流量。(www.xing528.com)
科式测量法油耗计与质量流量计的原理相同,它是可以实时监测出消耗燃油质量的仪器,其与相应的仪表相配合可实时地显示出发动机的油耗等信息,信息可通过通信的方式被试验平台采集,从而实现油耗的测量等。
(4)碳平衡法:碳平衡法是利用质量守恒定律——燃油燃烧后其排气中碳含量的总和与燃油燃烧前其含有的碳质量总和相等的原理测量出油耗。其方法是:利用相关仪表测量出发动机排气中CO、CO2等含碳气体所有碳元素的含量,然后与燃油中所含碳元素的量进行比较,从而间接地得出发动机的相关油耗。
采用碳平衡法进行油耗测试具有不直接测量油耗、测试精度更高、试验稳定性更好的优点,但其制作费用也较高。
(三)燃油温控系统
燃油温控系统是用于为发动机提供流速稳定、温度恒定燃油的系统,其可为试验提供不同温度的燃油,用于完成相应的测试要求。燃油温控系统采用冷热水控制温度,换热器平衡燃油温度的方法实现对燃油温度的控制,其原理如图4-40所示。
图4-40 燃油温控系统原理图
燃油温控系统和油耗系统共同组成了试验台架中的供油系统,完成对燃油的消耗测量和燃油温度的控制。
燃油系统在进行油耗和温度控制时也需要提供足够的燃油流量,因此在设计系统时还需要进行燃油供应量的计算,从而满足发动机燃油需求。
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