专利名称：一种发动机油耗测量装置及方法
技术领域：
本发明属于发动机技术领域，特别涉及一种发动机油耗测量装置及方法，主要用于汽油发动机、柴油发动机及其他液体燃料发动机燃油消耗量的测量，用于检测发动机的燃料经济性。
背景技术：
近年来随着我国汽车保有量的逐年增加，石油消耗日益增长。石油能源短缺迫使人们关注汽车的燃油经济性及检测手段的准确性。燃油消耗量是评价汽车发动机燃油经济性的重要指标，是发动机试验研究中重要的测量参数之一。在汽车燃油经济性检测中可通过汽车道路试验检测，但更多是在发动机综合试验台上模拟路试来测定其燃油消耗量，而发动机燃油消耗量常通过油耗仪来测定。虽然目前国内外有各种各样的油耗测量装置，但都有各自的不足。国外生产的油耗仪性能好、可靠性高，但价格昂贵。国内生产的油耗仪可靠性差、测量精度低。准确检测汽车的燃油经济性，可以降低汽车的使用费用、节省石油资源，达到节约能源的目的。在诸多类型的发动机油耗测量装置中，容积式油耗仪因为其操作简便、测量直观得到了广泛的应用，而以往容积式油耗仪大多是利用光在空气和油介质中折射率的变化， 来检测液面信号。此方法容易受到不稳定光源和环境光源的干扰。传统的容积式油耗仪对光电耦合器与油管的相对位置要求非常严格，如果调整不好，便得不到较好的折射效果。不同类型和不同标号的燃油其折射率也不相同，这就需要反复调整光电耦合器的位置来满足各种类型燃油的测量要求，使得测量工作十分复杂。另外， 容积式油耗仪的测量容器表面容易产生油污。当光源较弱时光线无法穿透油污，使得液位传感器检测不到测量信号，当光源较强时又使得液位传感器受到非测量信号的干扰，这就降低了油耗仪系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述现有技术中存在的问题，提供一种发动机油耗测量装置及方法，主要用于汽油发动机、柴油发动机及其他液体燃料发动机燃油消耗量的测量，用于检测发动机的燃料经济性。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案一种发动机油耗测量装置，包括浮子、测量容器、三通阀和光电传感器，所述浮子位于所述测量容器内，随液面的变化而上下浮动，所述测量容器通过三通阀与发动机和燃油箱相连，在测量容器的上限液面和下限液面分别设置有光电传感器，测量时，将三通阀打通为测量容器给发动机供油的状态，通过浮子随液面的下降，使得相应的光电传感器得到不同液面位置的测量信号，并将测量信号传递给计算机，由计算机来计算发动机的油耗。优选地，所述测量容器包括多个量程，每个量程的上限和下限分别设有光电传感器。
优选地，所述每个量程为一个油泡。优选地，所述测量容器包括四个量程，每个量程为一个油泡，且四个油泡由上至下容积依次增大，分别为25ml、50ml、100ml和200ml。一种测量发动机油耗的方法，采用通过三通阀与发动机和燃油箱相连的测量容器，测量容器内部装有浮子，并在测量容器的上限液面和下限液面分别设置有光电传感器， 包括以下步骤
(1)向测量容器加油
将三通阀设置为将油箱内的燃油一路向测量容器充油，另一路直接进入发动机，当油面到达测量容积的液面上限后停止充油；
(2)启动发动机
通过改变三通阀的位置，使得油箱仅向发动机供油，启动发动机，使发动机在规定的工况下稳定工作；
(3)测量发动机油耗
改变三通阀的位置使得由测量容器向发动机供油，当浮子到达测量容器的上限液面位置时，相对应的光电传感器向计算机发出测量信号，计算机开始计时，当浮子到达测量容器的下限液面位置时，相对应的光电传感器再次向计算机发出测量信号，计算机停止计时，通过记录的时间间隔和所选测量容积便可计算出发动机的每小时燃油消耗量。优选地，所述测量容器包括多个量程，每个量程的上限和下限分别设有光电传感
O优选地，所述每个量程为一个油泡。优选地，所述测量容器包括四个量程，每个量程为一个油泡，且四个油泡由上至下容积依次增大，分别为25ml、50ml、100ml和200ml。本发明的有益效果本发明利用浮子遮光来检测液面信号，降低了不稳定光源和外界光源对光电信号检测系统的干扰，提高了油耗仪测量系统的可靠性；在完成油耗测量的同时所使用的电路简单实用，造价低，且抗干扰性能好；油耗测量装置的测量和控制的信号均为开关量信号，计算机处理系统与外部电路间使用光电耦合器进行信号隔离，降低外部信号对主机系统的噪声干扰和反馈干扰，提高了油耗测量装置的抗干扰能力，采用计算机自动计时，使得计时精确，误差小。
图1为本发明油耗测量装置结构示意图； 图2为本发明中三通阀的状态示意图3为本发明燃油液面检测装置结构示意图； 图4为本发明控制电路原理图； 图5为本发明测量电路原理图； 图6为本发明电磁阀驱动电路原理图。图中1浮子，2测量容器，3三通阀，4光电传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。一种发动机油耗测量装置，包括浮子1、测量容器2、三通阀3和光电传感器4，所述浮子1位于所述测量容器2内，随液面的变化而上下浮动，利用浮子1遮光来检测液面信号，降低了不稳定光源和外界光源对光电信号检测系统的干扰，提高了油耗仪测量系统的可靠性，所述测量容器2通过三通阀3与发动机和燃油箱相连，在测量容器2的上限液面和下限液面分别设置有光电传感器4，测量时将三通阀3打通为测量容器2给发动机供油的状态，通过浮子1随液面的下降，使得相应的光电传感器4得到不同液面位置的测量信号，并将测量信号传递给计算机，由计算机来计算发动机的油耗。本发明的浮子1具有轻质、遮光效果好的特点，一种优选方式，浮子1为小药瓶的
塑胶盖。本发明的测量容器2可以为各种形状，为了方便测量，测量容器2的容积也可以自由选择，一种优选方式，测量容器2包括多个油泡，如图1所示，该测量容器2包括四个油泡，每个油泡的上限液面位置和下限液面位置分别设有一个光电传感器4，当浮子1到达某一个位置，比如液面上限值或液面下限值，光电传感器4就会接收到信号，并将信号传递给计算机计时，更优的实施方式，四个油泡由上至下容积依次增大，分别为25ml、50ml、100ml 和200ml，油泡可以根据需要设置不同的容积，方便检测发动机的油耗，当然，不同容积油泡的位置也可以根据需要而设置。另一种优选方式，测量容器2为一个量筒，量筒上设有量程，在所需测量油耗容积相对应的刻度处分别设有一个光电传感器4，当量筒内的浮子1到达这两个刻度处时光电传感器4会接收到信号，并将信号传递给计算机计时。一种测量发动机油耗的方法，采用通过三通阀3与发动机和燃油箱相连的测量容器2，测量容器2内部装有浮子1，并在测量容器2的上限液面和下限液面分别设置有光电传感器4，包括以下步骤
(1)向测量容器2加油
将三通阀3设置为油箱内的燃油一路向测量容器2充油，另一路直接进入发动机，当油面到达测量容积的液面上限后停止充油；
(2)启动发动机
通过改变三通阀3的位置，使得油箱仅向发动机供油，启动发动机，使发动机在规定的工况下稳定工作；
(3)测量发动机油耗
改变三通阀3的位置使得由测量容器2向发动机供油，当测量容器2内的浮子1到达所选量程的上限液面位置时，相对应的光电传感器4向主机发出测量信号，主机开始计时， 当测量容器2内的浮子1到达所选量程的下限液面位置时，相对应的光电传感器4向计算机发出测量信号，计算机停止计时，通过记录的时间间隔和所选量程便可计算出发动机的每小时燃油消耗量。一种优选方式测量容器2包括多个油泡，如图1所示，该测量容器2包括四个油泡，每个油泡的上限液面位置和下限液面位置分别设有一个光电传感器4，光电传感器4由测量电路进行控制，在测量油耗量前，要首先选择测量的容积，再设定相应容积的上下限液面的光电传感器4工作，当浮子1到达所选容积的液面上限值或液面下限值时，光电传感器 4就会接收到信号，并将信号传递给计算机计时，更优的实施方式，四个油泡由上至下容积依次增大，分别为25ml、50ml、100ml和200ml。如图1-3所示为本发明的一种实施例的示意图，一种发动机油耗测量装置，包括浮子1、测量容器2、三通阀3和光电传感器4，浮子1位于所述测量容器2内，随液面的变化而上下浮动，测量容器2通过三通阀3与发动机和燃油箱相连，测量容器2包括四个油泡， 油泡从上至下的容积按大小分别为25ml、50ml、100ml和200ml，在液面A、B、C、D、E处分别设有一个光电传感器4，光电传感器4用于接收浮子1到达指定液面位置时的信号，并将信号传递给计算机，整个测量发动机油耗的过程由控制电路和测量电路共同完成(如图4、5、6 所示)，在此过程中并采用电磁阀进行驱动，计算机处理系统与外部电路间使用光电耦合器进行信号隔离，降低外部信号对主机系统的噪声干扰和反馈干扰，提高了油耗测量装置的抗干扰能力。该实施例要测量发动机每小时的耗油量。选用的燃油量为375 ml，则需要四个油泡全部充满燃油，在此之前，要先对光电传感器4进行设定只有液面A和液面E处的光电传感器4能接收信号，接收来自于浮子1遮光的信号。测量过程首先，将三通阀3设置为图2(1)所示，油箱内的燃油一路向测量容器2充油，另一路直接进入发动机，当油面到达测量容积的液面上限液面A处后停止充油； 其次，通过改变三通阀3的位置至图2(11)所示，使得油箱仅向发动机供油，启动发动机，使发动机在规定的工况下稳定工作；再次，改变三通阀3的位置至图2 (III)所示，使得由测量容器2向发动机供油，当测量容器2内的浮子1到上限液面A位置时，相对应的光电传感器 4向计算机发出测量信号，计算机开始计时，当测量容器2内的浮子1到达下限液面E位置时，相对应的光电传感器4向计算机发出测量信号，计算机停止计时，通过记录的时间间隔和所选量程375 ml便可计算出发动机的每小时燃油消耗量。本发明利用浮子1遮光来检测液面信号，降低了不稳定光源和外界光源对光电信号检测系统的干扰，提高了油耗仪测量系统的可靠性；在完成油耗测量的同时所使用的电路简单实用，造价低，且抗干扰性能好；油耗测量装置的测量和控制的信号均为开关量信号，计算机处理系统与外部电路间使用光电耦合器进行信号隔离，降低外部信号对主机系统的噪声干扰和反馈干扰，提高了油耗测量装置的抗干扰能力，采用计算机自动计时，使得计时精确，误差小。最后应说明的是以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种发动机油耗测量装置，其特征在于包括浮子、测量容器、三通阀和光电传感器，所述浮子位于所述测量容器内，随液面的变化而上下浮动，所述测量容器通过三通阀与发动机和燃油箱相连，在测量容器的上限液面和下限液面分别设置有光电传感器，测量时， 将三通阀打通为测量容器给发动机供油的状态，通过浮子随液面的下降，使得相应的光电传感器得到不同液面位置的测量信号，并将测量信号传递给计算机，由计算机来计算发动机的油耗。
2.根据权利要求1所述的发动机油耗测量装置，其特征在于所述测量容器包括多个量程，每个量程的上限和下限分别设有光电传感器。
3.根据权利要求2所述的发动机油耗测量装置，其特征在于所述每个量程为一个油泡。
4.根据权利要求2所述的发动机油耗测量装置，其特征在于所述测量容器包括四个量程，每个量程为一个油泡，且四个油泡由上至下容积依次增大，分别为25ml、50ml、100ml 和 200ml。
5.一种测量发动机油耗的方法，其特征在于采用通过三通阀与发动机和燃油箱相连的测量容器，测量容器内部装有浮子，并在测量容器的上限液面和下限液面分别设置有光电传感器，包括以下步骤(1)向测量容器加油将三通阀设置为将油箱内的燃油一路向测量容器充油，另一路直接进入发动机，当油面到达测量容积的液面上限后停止充油；(2)启动发动机通过改变三通阀的位置，使得油箱仅向发动机供油，启动发动机，使发动机在规定的工况下稳定工作；(3)测量发动机油耗改变三通阀的位置使得由测量容器向发动机供油，当浮子到达测量容器的上限液面位置时，相对应的光电传感器向计算机发出测量信号，计算机开始计时，当浮子到达测量容器的下限液面位置时，相对应的光电传感器再次向计算机发出测量信号，计算机停止计时，通过记录的时间间隔和所选测量容积便可计算出发动机的每小时燃油消耗量。
6.根据权利要求5所述的一种测量发动机油耗的方法，其特征在于所述测量容器包括多个量程，每个量程的上限和下限分别设有光电传感器。
7.根据权利要求6所述的一种测量发动机油耗的方法，其特征在于所述每个量程为一个油泡。
8.根据权利要求6所述的一种测量发动机油耗的方法，其特征在于所述测量容器包括四个量程，每个量程为一个油泡，且四个油泡由上至下容积依次增大，分别为25ml、50ml、 IOOml 和 200ml ο
全文摘要
一种发动机油耗测量装置及方法，包括浮子、测量容器、三通阀和光电传感器，所述浮子位于所述测量容器内，随液面的变化而上下浮动，所述测量容器通过三通阀与发动机和燃油箱相连，在测量容器的上限液面和下限液面设置有光电传感器，测量时，将三通阀打通为测量容器给发动机供油的状态，通过浮子随液面的下降，使得相应的光电传感器得到不同液面位置的测量信号，并将测量信号传递给计算机，由计算机来计算发动机的油耗。本发明在测量容器中加入浮子，利用浮子遮光来检测液面信号，液面测量起始，停止位置由光电传感器检出的高精度、智能化、可靠性高的发动机油耗测量装置。
文档编号G01F23/64GK102252726SQ20111017152
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者徐东 申请人:徐东