一种醇耗仪油量控制系统的制作方法

文档序号:14607726发布日期:2018-06-05 20:07阅读:156来源:国知局

本发明属于发动机性能测试设备领域,更具体地,涉及一种醇耗仪油量控制系统。



背景技术:

随着石油资源供应的日益紧张以及大气环境污染的日益严峻,研究者们纷纷把目光投向各种替代清洁燃料。在为数众多的替代清洁燃料中,甲醇燃料具有众多优点,如辛烷值高,抗爆性能好;分子中含氧,燃烧效率高,碳烟及碳氢化合物排放很低;着火极限大,有利于稀燃;甲醇可通过煤制得,符合我国煤炭资源丰富的国情,因此甲醇燃料成本较低。这些显著优点也使甲醇成为替代燃料中很有代表性和发展潜力的一种。甲醇发动机的性能研究也成为发动机领域的研究热点。

内燃机性能指标中,燃油消耗量是衡量内燃机经济性能的重要指标,因此进行发动机试验时,必须保证这一物理量测量足够精确,以准确衡量发动机的经济性能。在发动机性能试验中,燃油消耗量是通过油耗仪来进行测量的。油耗仪的测量原理一般基于称重法:将一定量燃油储存于油耗仪的油杯中,开始测量时通过称量一段时间内开始时刻和结束时刻油耗仪油杯中的燃油重量,即可得到这段时间内燃油的减少量,此减少量即为发动机的燃油消耗量。

在甲醇发动机性能试验中,需要根据不同的试验工况对发动机的供油压力进行调节。但实际试验中,醇耗仪中甲醇泵的泵芯电机接在蓄电池上,即电机的电压为一恒定值,泵芯电机转速不变,泵的流量不变,因此甲醇的供油压力也是一定值。若要对甲醇压力进行调节,需要在管路中设置一调压阀,将甲醇进行泄压,泄压后多余的油通过回油管路流回醇耗仪的测量油杯中。但是,调压阀在长时间使用后,阀内部件不可避免地会产生磨损,老化,密封性能下降;甲醇本身也是一种具有腐蚀性的液体,对金属材料有一定的腐蚀作用。多方面原因会导致调压阀后的回油管路内甲醇产生大量气泡,使回油压力不稳定。由于回油将流回醇耗仪内用来称重的测量油杯中,回油压力的不稳定会导致采用这种称重法测量得到的油耗数据会产生波动。因此这种调节供油压力的方式容易使测量结果的准确性受到很大影响,难以得到准确测量结果,无法准确衡量发动机实际的燃油经济性能。



技术实现要素:

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种醇耗仪油量控制系统。根据实际发动机试验的具体工况进行相应的供油量调节。

为实现上述目的,按照本发明,提供了一种醇耗仪油量控制系统,其特征在于,包括测量油杯、甲醇燃料泵、称重传感器、开关电源、开关电源控制器、第一甲醇压力传感器、第二甲醇压力传感器、安全阀、溢流管和溢流杯,其中,

所述测量油杯上设置有燃料入口和燃料出口,所述燃料入口用于与燃料箱连接,所述燃料出口上连接有主管道,所述主管道用于与发动机连接,并且所述主管道上安装所述甲醇燃料泵;

所述称重传感器安装在所述测量油杯上,以用于测量油杯及油杯内的甲醇的总重量;

所述开关电源的输入端连接蓄电池并且其输出端连接在甲醇燃料泵上,以控制所述甲醇燃料泵的运转;

所述溢流管和所述第一甲醇压力传感器分别安装在所述主管道上,并且所述溢流管上安装所述安全阀、第二甲醇压力传感器和所述溢流杯,并且所述第二甲醇压力传感器设置在所述安全阀和所述溢流杯之间;

所述开关电源控制器分别连接所述第一甲醇压力传感器、第二甲醇压力传感器和所述开关电源。

优选地,所述燃料入口和燃料出口均设置在所述测量油杯的底部。

优选地,所述安全阀为常闭式阀。

优选地,所述开关电源控制器采用PID控制。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:

1)本发明能实现醇耗仪油量的只能调节,便于各种工况下发动机试验的顺利进行,同时醇耗仪中甲醇泵不会时刻以全负荷运行,节约了能源;

2)由于去掉了回油油路,试验进行时不会有回油进入称重的测量油杯,杜绝了由大量气泡产生导致压力不稳定进而导致油耗量测量数据不准确后果的可能性,能够提高测量结果的精度,准确衡量发动机经济性能;

3)安全阀为常闭式阀,只有当管道发生故障使管内甲醇压力异常升高时才会开启;

4)安全阀后的第二甲醇压力传感器能起到检测管道内是否有故障产生的作用,开关电源控制器能够根据其压力信号及时切断甲醇泵的电源,保证管路的安全;

5)开关电源控制器采用PID控制,控制原理简单,鲁棒性强。

附图说明

图1是按照本发明构建的醇耗仪油量控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1,一种醇耗仪油量控制系统,包括测量油杯1、甲醇燃料泵3、称重传感器10、开关电源2、开关电源控制器8、第一甲醇压力传感器4、第二甲醇压力传感器5、安全阀6、溢流管和溢流杯7,其中,

所述测量油杯1上设置有燃料入口和燃料出口,所述燃料入口用于与燃料箱连接,所述燃料出口上连接有主管道,所述主管道用于与发动机连接,并且所述主管道上安装所述甲醇燃料泵3;

所述称重传感器10安装在所述测量油杯1上,以用于测量油杯1及油杯内的甲醇的总重量;

所述开关电源2的输入端连接蓄电池9并且其输出端连接在甲醇燃料泵3上,以控制所述甲醇燃料泵3的运转;

所述溢流管和所述第一甲醇压力传感器4分别安装在所述主管道上,并且所述溢流管上安装所述安全阀6、第二甲醇压力传感器5和所述溢流杯7,并且所述第二甲醇压力传感器5设置在所述安全阀6和所述溢流杯7之间;

所述开关电源控制器8分别连接所述第一甲醇压力传感器4、第二甲醇压力传感器5和所述开关电源2。

进一步,所述燃料入口和燃料出口均设置在所述测量油杯1的底部。

进一步,所述安全阀6为常闭式阀。

进一步,所述开关电源控制器8采用PID控制。

测量油杯1储存从甲醇箱流入醇耗仪的甲醇,进行发动机试验时由该油杯向发动机供给甲醇;

称重传感器10负责称量油杯的重量。进行发动机试验时,待发动机稳定工作后,油杯内液面下降到某一位置时传感器测量一次油杯的重量,随后当油杯内液面下降到另一位置时再测量一次油杯的重量。两次测量结果的差值即为这一段时间内发动机的甲醇消耗量;

开关电源2输入端接蓄电池9的两极,输出端接在甲醇燃料泵3的两端,为其提供电压;

第一甲醇压力传感器4可以检测经过燃料泵加压之后供油油路的燃油压力,并将信号传递给开关电源控制器8;

开关电源控制器8采用PID控制,首先计算接收到的压力信号值与预设目标值之间的误差,再对误差进行PID计算,根据计算得到的输出值对开关电源2的输出电压作出相应的调节,直到误差为0从而达到调节甲醇燃料泵3的转速以达到调节供油压力及供油量的目的;

在安全阀6后的溢流管路中还设置有第二压力压力传感器5,当供油油路或控制系统出现故障导致管内甲醇压力异常升高时,安全阀6将开启,使甲醇流入溢流杯7中,此时溢流管路中的压力传感器将检测到管路中的压力变化,并与开关电源控制器8进行通信。开关电源控制器8得到信号后将切断甲醇泵的电力,甲醇泵停止工作,从而降低油路压力,保证整个供油系统的安全。

本发明的开关电源2为输出电压可调的开关电源,其输入端接在蓄电池9的两极,输出端接甲醇燃料泵的泵芯电机,为其提供电能;

第一甲醇压力传感器4设置在甲醇燃料泵之后的管路中,检测供油压力;第二甲醇压力传感器5设置在安全阀6之后的溢流管路中,用于检测是否有甲醇流入溢流管中。开关电源控制器8与开关电源2及第一甲醇压力传感器4和5相连;安全阀6设置在溢流管路中,溢流管路与溢流杯7相通。

进行发动机试验前,根据本次试验具体初始条件将供油压力参数输入到开关电源控制器8中。当启动甲醇发动机进行试验时,来自燃料箱的甲醇流入醇耗仪中的测量油杯1中,当开始测量甲醇的消耗量时,油杯中的甲醇经甲醇燃料泵加压流入供油管道,此时第一甲醇压力传感器4开始测量管内甲醇压力值,并将数据传送给开关电源控制器8,开关电源控制器8将采集到的压力数据与试验前输入的压力预设值进行比较,计算两者之间的偏差,并对偏差进行PID计算。若采集到的压力数据值大于试验前输入的压力参数值,控制器降低开关电源2的输出电压,直至压力测量值与预设值的偏差等于0为止;反之则控制器提高开关电源2的输出电压,直至压力测量值与预设值的偏差等于0为止。当甲醇管路或者油量控制系统发生故障导致管内甲醇压力异常升高时,安全阀6将开启,使甲醇流入溢流杯7中,此时溢流管路中的压力传感器5将检测到管路中的压力变化,并与开关电源控制器8进行通信。开关电源控制器8得到信号后将控制开关电源2切断甲醇燃料泵的电力,甲醇燃料泵停止工作,从而降低油路压力,保证整个供油系统的安全。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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