一种渔船燃油消耗率实船测量系统及方法
【专利摘要】一种渔船燃油消耗率实船测量系统及方法，包括日用油柜、燃油测量桶、渔船发动机和集成控制单元；日用油柜、燃油测量桶通过三通阀与渔船发动机相连接供给燃油；通过流量计和电子密度计测量燃油测量桶供给渔船发动机的进油量和燃油密度；通过流量计测量渔船发动机的回油量；通过集成控制单元显示测量数据、计算渔船发动机燃油消耗率。本发明结构简单、拆装方便、设计合理且测量数据准确、自动化程度高且测量结果精确，能有效解决现有渔船油耗实船测量系统存在的使用操作不便、受环境因素影响、测量准度、精度不高且使用效果不好等多种缺陷和不足。
【专利说明】一种渔船燃油消耗率实船测量系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于涉及燃油消耗率测量【技术领域】，具体是一种渔船燃油消耗率实船测量 系统。
【背景技术】
[0002] 我国是世界上渔船数量最多的国家，年消耗柴油达800多万吨，燃油消耗成本仍 然是影响海洋渔业发展的最主要因素，也成为制约渔业可持续发展的关键问题。
[0003] 柴油机油耗的测量，台架实验时通常采用定容积法和定重量法；但在实船油耗测 量中要避免断开燃油管路、不影响机器正常运行，同时存在运行工况不稳定等诸多不利因 素制约，实船油耗测量始终是一个难点。
[0004] 目前，许多渔船采用从日用油柜量油的方法，来获得油耗数据。然而，考虑到环境 的影响因素，其无法准确测量短时间内的油耗，所以，用此方法获得的油耗数据只能对日常 管理提供参考意见。
[0005] 因此，开发设计一种渔船燃油消耗率实船测量系统，实现燃油消耗的实船监测，对 于提高渔船的技术性能和科学管理具有十分重要的意义和广泛的应用前景。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为我国渔船提供一种燃油消耗率实船测量系统及方法，以弥补现 有技术的不足。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] -种渔船燃油消耗率实船测量系统，该系统包括位于渔船上的日用油柜（1)和渔 船发动机（8)，其特征在于所述的日用油柜（1)通过三通阀（6)与渔船发动机（8)相连，且 所述的渔船发动机（8)安装有转速表（9)、气压计（10)、温湿度计（11)，渔船发动机（8)设 有通向日用油柜（1)的回油管路，且该回油管路上安装有流量计（7);还有燃油测量桶（2) 通过三通阀（6)的一端与渔船发动机（8)相连接而供给燃油；所述燃油测量桶（2)与三通 阀（6)之间依次设有单向阀（3)、流量计（4)与电子密度计（5)。
[0009] 上述燃油测量桶（2)上还设有一根带刻度的连通管（2-1)。
[0010] 上述转速表（9)与主控器（12-1)相连，该主控器（12-1)还连接有计时电路 (12-3)，按键电路（12-6)，所述的按键电路（12-6)用于向主控器输入额定转速、额定功率、 燃油密度、回油量和进油量，所述主控器（12-1)计算出渔船燃油消耗率，并通过显示单元 (12-2)进行显示。
[0011] 利用上述实船测量系统测量渔船燃油消耗率的方法，其特征在于包括以下步骤：
[0012] 利用三通阀（6)，使渔船发动机（8)的供油从日用油柜（1)转换为燃油测量桶 (2)；
[0013] 通过流量计（4)测得燃油测量桶（2)至渔船发动机（8)的进油量￥34，通过电子密 度计（5)测得燃油密度P ;
[0014] 通过转速表（9)读取渔船发动机（8)的转速η ;
[0015] 通过流量计（7)测得渔船发动机（8)的回油量V0 ;
[0016] 持续工作时间为t;
[0017] 然后按照以下公式计算出渔船燃油消耗率：
[0018] 先利用公式P = Cna (1)
[0019] 建立渔船发动机实际功率计算公式，其中
[0020] P-柴油机功率，kW ;
[0021] C 一常数；
[0022] η-柴油机转速，r/min ;
[0023] a-指数，通常规定取a = 3 ;
[0024] 得到渔船发动机实际功率计算公式Ps = Pe · (ns3/n/) (2)
[0025] 式中：PS-渔船发动机实际功率，kW ;
[0026] Pe-渔船发动机额定功率，kW ;
[0027] ns一渔船发动机实际转速，r/min ;
[0028] ne一渔船发动机额定转速，r/min ;
[0029] 再根据下面的燃油消耗率计算公式（每千瓦每小时消耗的燃油量，单位g/kW . h)
[0030] b = 1000V消· P APS · t) (3)
[0031] 计算渔船燃油消耗率：
[0032] b = 1000(V进-V回）· P · neV(Pe · ns3 · t) (4)
[0033] 式中：b-渔船燃油消耗率，gAkW · h);
[0034] Va一渔船发动机进油量，m3 ;
[0035] V回一渔船发动机回油量，m3 ;
[0036] P-燃油密度，kg/m3 ;
[0037] Ps-渔船发动机实际功率，kW ;
[0038] t一渔船发动机运行消耗进油量的时间，h ;
[0039] 从而根据公式（4)计算得到渔船燃油消耗率b。
[0040] 本发明有以下优点：
[0041] 1、结构简单、拆装方便、无需断开渔船发动机燃油管路，避免了断开管路造成燃油 泄漏而影响渔船发动机的正常运行。
[0042] 2、设计合理、测量数据准确。采用的是流量计式，相较于现有的日用油柜量油法， 减少了人为操作产生的数据误差，且流量计抗干扰能力强，测量结果不受渔船在海上颠簸、 摇晃等环境因素的影响，测量数据准确。
[0043] 3、相较于现有的日用油柜量油法只测量进油量，本发明采用流量计分别测量渔船 发动机进油量和回油量，燃油消耗率测量结果更科学、更精确。
[0044] 4、测量结果简单直观、自动化程度高。采用数据集成显示单元简单直观地显示流 量、密度、转速、气压、温湿度等测量数据，并经过运算处理直观显示燃油消耗率，有利于提 高渔船的技术性能和科学管理。
[0045] 综上所述，本发明结构简单、拆装方便、设计合理且测量数据准确、自动化程度高 且测量结果精确，能有效解决现有渔船油耗实船测量系统存在的使用操作不便、受环境因 素影响、测量准度、精度不高且使用效果不好等多种缺陷和不足。
【专利附图】
【附图说明】
[0046] 图1本发明的总体结构示意图。
[0047] 图2本发明的燃油测量桶构示意图。
[0048] 图3本发明的集成控制单元电路原理框图。
[0049] 其中1日用油柜，2燃油测量桶，2-1连通管，3单向阀，4流量计1，5电子密度计，6 三通阀，7流量计2,8渔船发动机，9转速表，10气压计，11温湿度计，12集成控制单元；12-1 主控器，12-2显示单元，12-3计时电路，12-4额定转速键入，12-5额定功率键入，12-6按键 电路，12-7燃油密度键入，12-8进油量键入，12-9回油量键入。
【具体实施方式】
[0050] 如图1、2, 一种渔船燃油消耗率实船测量系统，该系统包括位于渔船上的日用油柜 (1)和渔船发动机（8)，其特征在于所述的日用油柜（1)通过三通阀（6)与渔船发动机（8) 相连，且所述的渔船发动机（8)安装有转速表（9)、气压计（10)、温湿度计（11)，渔船发动机 (8)设有通向日用油柜（1)的回油管路，且该回油管路上安装有流量计（7);还有燃油测量 桶（2)通过三通阀（6)的一端与渔船发动机（8)相连接而供给燃油；所述燃油测量桶（2) 与三通阀（6)之间依次设有单向阀（3)、流量计（4)与电子密度计（5)。
[0051] 如图2,所述燃油测量桶2的壳体为一圆柱形壳体，容积根据渔船发动机8功率进 行设计、匹配；还包括垂直安装在燃油测量桶外壁的连通管2-1，所述连通管2-1底部与燃 油测量桶2底部相连通，所述连通管2-1上均匀地刻有高度刻度。
[0052] 如图3,上述转速表（9)对当前渔船发动机转速进行实时检测并与主控器（12-1) 相连，该主控器（12-1)还连接有计时电路（12-3)，按键电路（12-6)，所述的按键电路 (12-6)用于向主控器输入额定转速、额定功率、燃油密度、回油量和进油量，所述主控器 (12-1)计算出渔船燃油消耗率，并通过显示单元（12-2)进行显示。主控器12-1、与主控器 12-1相连接的显示单元12-2、计时电路12-3和按键电路12-6构成集成控制单元12。采用 集成式按键键盘，所述按键键盘上设置有额定转速键入12-4、额定功率键入12-5、燃油密 度键入12-7、进油量键入12-8、回油量键入12-9,均与按键电路12-6相连接。
[0053] 本发明的具体的工作过程如下：
[0054] 步骤一、准备工作：先检查日用油柜1内燃油是否充足，检查燃油测量桶2内燃油 是否充足；旋拧三通阀6,接通日用油柜1与渔船发动机8之间的进油管路，使管路充满燃 油，并检查管路是否漏油；旋拧三通阀6,接通燃油测量桶2与渔船发动机8之间的进油管 路，打开单向阀3,使管路充满燃油，检查管路是否漏油，并记录此时连通管2-1内燃油液面 高度，记为连通管2-1初始液面高度；记录流量计4流量，记为流量计4初始流量；记录电子 密度计读数。
[0055] 步骤二、关闭单向阀3,旋拧三通阀6,接通日用油柜1与渔船发动机8之间的进油 管路，启动渔船发动机8。
[0056] 步骤三、待渔船发动机进入待测工况温度运行lOmin以后，旋拧三通阀6,接通燃 油测量桶2与渔船发动机8之间的进油管路，同时打开单向阀3,利用燃油测量桶2向渔船 发动机8供油。同时按压计时电路按键，开始计时，记录此时回油管路流量计7的流量，记 为流量计7初始流量。
[0057] 步骤四、渔船发动机8在待测工况稳定运行所设定时间以后，关闭单向阀3,旋拧 三通阀6,接通日用油柜1与渔船发动机8之间的进油管路。同时按压计时电路按键，终止 计时；记录此时连通管2-1内燃油液面高度，记为连通管2-1最终液面高度；记录流量计4 流量，记为流量计4最终流量；记录流量计7的流量，记为流量计7最终流量。
[0058] 步骤五、利用流量计4初始流量、最终流量计算进油量；利用流量计7初始流量、最 终流量计算回油量。在集成控制单元12的控制键盘上键入额定转速、额定功率、进油量、回 油量，显示单元显示渔船发动机燃油消耗率，完成渔船发动机燃油消耗率的实船测量。
[0059] 步骤六、测得进油量Va、燃油密度P、转速ns、回油量￥ 0、持续工作时间t等数据 之后，按照以下公式计算出渔船燃油消耗率：
[0060] 先利用公式P = Cna (1)
[0061] 建立渔船发动机实际功率计算公式，其中
[0062] P-柴油机功率，kW ;
[0063] C-常数；
[0064] η-柴油机转速，r/min ;
[0065] a-指数，通常规定取a = 3 ;
[0066] 得到渔船发动机实际功率计算公式Ps = Pe · (ns3/n/) (2)
[0067] 式中：PS-渔船发动机实际功率，kW ;
[0068] Pe-渔船发动机额定功率，kW ;
[0069] ns一渔船发动机实际转速，r/min ;
[0070] ne一渔船发动机额定转速，r/min ;
[0071] 再根据下面的燃油消耗率计算公式（每千瓦每小时消耗的燃油量，单位g/kW . h)
[0072] b = 1000V消· P APS · t) (3)
[0073] 计算渔船燃油消耗率：
[0074] b = 1000 (V 进 _V 回）-p - ne / (Pe - rij； - t) (4)
[0075] 式中：b-渔船燃油消耗率，gAkw · h);
[0076] Va一渔船发动机进油量，m3 ;
[0077] V0一渔船发动机回油量，m3 ;
[0078] P-燃油密度，kg/m3 ;
[0079] Ps-渔船发动机实际功率，kW ;
[0080] t一渔船发动机运行消耗进油量的时间，h ;
[0081] 从而根据公式（4)计算得到渔船燃油消耗率b。
【权利要求】
1. 一种渔船燃油消耗率实船测量系统，该系统包括位于渔船上的日用油柜（1)和渔船 发动机（8)，其特征在于所述的日用油柜（1)通过三通阀（6)与渔船发动机（8)相连，且所 述的渔船发动机（8)安装有转速表（9)、气压计（10)、温湿度计（11)，渔船发动机（8)设有 通向日用油柜（1)的回油管路，且该回油管路上安装有流量计（7);还有燃油测量桶（2)通 过三通阀（6)的一端与渔船发动机（8)相连接而供给燃油；所述燃油测量桶（2)与三通阀 (6)之间依次设有单向阀（3)、流量计（4)与电子密度计（5)。
2. 如权利要求1所述的渔船燃油消耗率测量系统，其特征在于上述燃油测量桶（2)上 还设有一根带刻度的连通管（2-1)。
3. 如权利要求1所述的渔船燃油消耗率测量系统，其特征在于上述转速表（9)与主控 器（12-1)相连，该主控器（12-1)还连接有计时电路（12-3)，按键电路（12-6)，所述的按键 电路（12-6)用于向主控器输入额定转速、额定功率、燃油密度、回油量和进油量，所述主控 器（12-1)计算出渔船燃油消耗率，并通过显示单元（12-2)进行显示。
4. 利用权利要求1所述的实船测量系统测量渔船燃油消耗率的方法，其特征在于包括 以下步骤： 利用三通阀（6)，使渔船发动机（8)的供油从日用油柜（1)转换为燃油测量桶（2); 通过流量计（4)测得燃油测量桶（2)至渔船发动机（8)的进油量￥34，通过电子密度计 (5)测得燃油密度P ; 通过转速表（9)读取渔船发动机（8)的转速η ; 通过流量计（7)测得渔船发动机（8)的回油量V0 ; 持续工作时间为t ; 然后按照以下公式计算出渔船燃油消耗率： 先利用公式P = Cna (1) 建立渔船发动机实际功率计算公式，其中 P-柴油机功率，kW ; C 一常数； η一柴油机转速，r/min ; a一指数，通常规定取a = 3 ; 得到渔船发动机实际功率计算公式Ps = Pe · (ns3/ne3) (2) 式中：PS-渔船发动机实际功率，kW ; Pe-渔船发动机额定功率，kW ; ns一渔船发动机实际转速，r/min ; ne一渔船发动机额定转速，r/min ; 再根据下面的燃油消耗率计算公式（每千瓦每小时消耗的燃油量，单位g/kW . h) b = 1000V 消· P APS · t) (3) 计算渔船燃油消耗率： b = 1000 (V 进-V 回）· p · ne3/(Pe · ns3 · t) (4) 式中：b-渔船燃油消耗率，gAkW · h); 渔船发动机进油量，m3 ; 乂0-渔船发动机回油量，m3 ; P-燃油密度，kg/m3; Ps-渔船发动机实际功率，kW ; t一渔船发动机运行消耗进油量的时间，h ; 从而根据公式（4)计算得到渔船燃油消耗率b。
【文档编号】G01F9/00GK104089668SQ201410381232
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】宋协法, 董登攀 申请人:中国海洋大学