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一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法

閱讀:365發(fā)布:2020-11-15

專利匯可以提供一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 涉及一種 燃料 消耗測量方法,尤其涉及一種對(duì)于甲醇 汽車 混合燃料消耗量的測量方法。一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法,對(duì)車輛進(jìn)行預(yù)處理后,模擬綜合工況進(jìn)行檢測,收集尾氣后利用物質(zhì)守恒定律,直接檢測混合燃料的消耗量,檢測工藝簡單,檢測過程不受 溫度 和體積變化的影響,測量數(shù)值精確。解決了 現(xiàn)有技術(shù) 中存在的不能有效檢測甲醇汽車混合燃料的燃料消耗量的技術(shù)問題。,下面是一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法,其特征在于:
第一步,對(duì)試驗(yàn)車輛進(jìn)行測量準(zhǔn)備,加注符合車用甲醇燃料標(biāo)準(zhǔn)的甲醇汽油混合燃料;
第二步,車輛測量前進(jìn)行預(yù)處理,將車輛放入實(shí)驗(yàn)室內(nèi),模擬行駛工況運(yùn)行后將車輛停置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),等發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油冷卻液充分冷卻;
第三步,工況試驗(yàn)階段,車輛進(jìn)入排放實(shí)驗(yàn)室,驅(qū)動(dòng)輪放在底盤測功機(jī)的轉(zhuǎn)鼓上,轉(zhuǎn)鼓施加車輛的行駛阻,先模擬市區(qū)工況進(jìn)行運(yùn)行,在運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)過程中將汽車尾氣收集起來,并使用空氣對(duì)收集的尾氣進(jìn)行連續(xù)稀釋并混合,從運(yùn)行開始到運(yùn)行結(jié)束用一個(gè)采集袋收集混合均勻的氣體,同時(shí)用另一個(gè)采集袋收集在市區(qū)工況下稀釋前的空氣樣氣;然后模擬市郊工況進(jìn)行運(yùn)行,從運(yùn)行開始到運(yùn)行結(jié)束用一個(gè)采集袋收集汽車在整個(gè)運(yùn)行過程中排放的經(jīng)稀釋后的混合氣體,同時(shí)用另一個(gè)采集袋收集在市郊工況下稀釋前的空氣樣氣;
第四步,將第三步內(nèi)收集的氣體按照輕型汽車污染物測量方法校正計(jì)算汽車排放物HC、CO、CO2的含量;
第五步,燃料消耗量計(jì)算,根據(jù)物質(zhì)守恒定律,甲醇是以C、H、O化合物為主要成分的混合物,甲醇燃燒產(chǎn)物中的C元素均來自甲醇,測出單位里程內(nèi)汽車尾氣中CO、CO2、HC的量,再與單位體積內(nèi)甲醇、汽油中的碳量之和相比較,即可得到燃料消耗量;
汽車尾氣中的碳含量是依據(jù)甲醇的分子式CH4O,分子量32.042,密度為0.791~
0.793kg/L進(jìn)行計(jì)算,
單 位 里 程 內(nèi) 被 測 出 的 車 輛 排 出 尾 氣 中 所 含 碳 的 質(zhì) 量 =式中H/C——尾氣排放中碳?xì)浠衔锏臍涮急?;由于HC排放量僅為CO2排放量的
0.01%~0.1%,在計(jì)算燃料消耗量中影響甚微,忽略因?yàn)闅涮急鹊淖兓鸬腍C中碳量變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,取H/C=1.85;
HC——測得的碳?xì)渑欧帕?,g/km;
CO——測得的化碳排放量,g/km;
CO2——測得的二氧化碳排放量,g/km;
甲醇汽車內(nèi)甲醇含量占整個(gè)燃料的百分比為A,汽油含量占整個(gè)燃料的百分比為B,其中A+B=1;
汽車行駛單位里程消耗甲醇混合燃料中的含碳質(zhì)量
式中:FE——燃料消耗量,L/100km;
d——甲醇燃料的密度,kg/L,計(jì)算時(shí)取d=0.792;
D——汽油燃料的密度,kg/L,計(jì)算時(shí)取D=0.742,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)20℃,100Kpa情況下取值;
單位里程指每km,含碳質(zhì)量單位為g,
根據(jù)碳平衡法原理,燃燒前后的碳含量相等,從而上述兩個(gè)數(shù)學(xué)式相等,因此燃料消耗量
第六步,計(jì)算甲醇汽油混合燃料的當(dāng)量比,甲醇汽車產(chǎn)生一定量的尾氣排放所需要汽油燃料燃燒的汽油數(shù)量為汽油當(dāng)量,甲醇汽油混合燃料與汽油當(dāng)量的體積比為甲醇汽油混合燃料的當(dāng)量比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法,其特征在于:第二步內(nèi)的預(yù)處理工況,包括模擬市區(qū)行駛的工況運(yùn)行一次,再模擬車輛在市郊行駛的工況運(yùn)行兩次,運(yùn)行后車輛放置于溫度保持為20℃至30℃的室內(nèi),使發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油和冷卻液充分冷卻,直到達(dá)到室溫的±2℃范圍內(nèi),此處理期為6h至30h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法,其特征在于:第三步的工況模擬運(yùn)行中,先進(jìn)行市區(qū)工況運(yùn)行,共4個(gè)循環(huán)單元,60工況,平均車速19km/h,理論行駛距離4.052km,時(shí)間780s,之后再進(jìn)行市郊工況運(yùn)行,市郊行駛工況共1個(gè)循環(huán)單元,13工況,平均車速62.6km/h,理論行駛距離6.955km,時(shí)間400s,整個(gè)試驗(yàn)階段共73工況,理論行駛距離11.007km,時(shí)間1180s。

說明書全文

一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及一種燃料消耗測量方法,尤其涉及一種對(duì)于甲醇汽車混合燃料消耗量的測量方法。

背景技術(shù)

[0002] 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,汽車成為人們重要的代步工具。目前汽車的燃料有汽油、柴油、甲醇、乙醇、生物柴油等液體燃料,也可以是二甲醚、液化石油氣、壓縮天然氣、液化天然氣、氫等氣體燃料。由于甲醇常溫下是液體,儲(chǔ)運(yùn)等方式與汽油柴油相近,熱效率高,理化特性滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用,所以目前甲醇是重要的車用替代燃料之一。甲醇作為車用燃料,在車輛上的使用有多種,包括M100甲醇、M85甲醇汽油混合燃料以及低比例M15、M5等甲醇汽油混合燃料的使用。
[0003] 傳統(tǒng)的燃料消耗的檢測是將油耗儀串聯(lián)接入汽車的油路中,通過容積的多少而測得,其油溫和油壓的變化、包括汽油比重的不同以及環(huán)境條件的變化等因素對(duì)測量精度產(chǎn)生很大影響,測量精度低。在現(xiàn)有的專利文件中公開了:“一種機(jī)動(dòng)車排放污染物總量的測量裝置及其方法(CN1588086)”,利用測量機(jī)動(dòng)車排氣的CO2濃度與經(jīng)稀釋后的機(jī)動(dòng)車排氣的CO2濃度相對(duì)比結(jié)合來測量機(jī)動(dòng)車排放污染物總量。包括一個(gè)收集尾氣和空氣的稀釋收集軟管、風(fēng)機(jī)、稀釋尾氣流量測量裝置、一個(gè)測量原始尾氣的第一氣體分析模,一個(gè)測量稀釋氣體的濃度的第二氣體分析模塊,通過兩個(gè)分析模塊的濃度計(jì)算得到稀釋尾氣的稀釋比,并計(jì)算得到原始尾氣的流量,從而得到尾氣的質(zhì)量流量。但是這種測量方法的抽取流量是固定的,對(duì)于不同排量的機(jī)動(dòng)車,稀釋比變化很大,因此對(duì)于不同排量計(jì)算出來的誤差就會(huì)很大。
[0004] 我國已發(fā)布非醇類燃料《乘用車燃料消耗量限值》標(biāo)準(zhǔn),并在汽車出廠時(shí)標(biāo)識(shí)汽車燃料消耗量,而甲醇汽車還沒有燃料消耗量測量方法,對(duì)甲醇汽車的經(jīng)濟(jì)性無法評(píng)價(jià)。其甲醇汽車燃料消耗量是多少,與常規(guī)汽油汽車的汽油當(dāng)量比是多少,采用什么方法來檢測,至今還沒有這方面的結(jié)論。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 本發(fā)明提供了能有效檢測甲醇汽車混合燃料的消耗量和混合燃料當(dāng)量比,通過排放的重量計(jì)算,測量精度高,適合汽車產(chǎn)品研發(fā)及對(duì)汽車在同工況下對(duì)燃料消耗量做出要求的規(guī)范性比對(duì)檢測的甲醇汽車燃料消耗量的測量方法;解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不能有效檢測甲醇汽車混合燃料的的燃料消耗量的技術(shù)問題。
[0006] 本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的:一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法,其特征在于:
[0007] 第一步,對(duì)試驗(yàn)車輛進(jìn)行測量準(zhǔn)備,加注符合車用燃料甲醇標(biāo)準(zhǔn)的M100甲醇燃料或甲醇汽油混合燃料;
[0008] 第二步,車輛測量前進(jìn)行預(yù)處理,將車輛放入實(shí)驗(yàn)室內(nèi),模擬行駛工況運(yùn)行后將車輛停置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),等發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油冷卻液充分冷卻;
[0009] 第三步,工況試驗(yàn)階段,車輛進(jìn)入排放實(shí)驗(yàn)室,驅(qū)動(dòng)輪放置底盤測功機(jī)的轉(zhuǎn)鼓上,轉(zhuǎn)鼓施加車輛的行駛阻,先模擬市區(qū)工況進(jìn)行運(yùn)行,在運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)過程中將汽車尾氣收集起來,并使用空氣對(duì)收集的尾氣進(jìn)行連續(xù)稀釋并混合,從運(yùn)行開始到運(yùn)行結(jié)束用一個(gè)采集袋收集混合均勻的氣體,同時(shí)用另一個(gè)采集袋收集在市區(qū)工況下稀釋前的空氣樣氣;然后模擬市郊工況進(jìn)行運(yùn)行,從運(yùn)行開始到運(yùn)行結(jié)束用一個(gè)采集袋收集汽車在整個(gè)運(yùn)行過程中排放的經(jīng)稀釋后的混合氣體,同時(shí)用另一個(gè)采集袋收集在市郊工況下稀釋前的空氣樣氣;
[0010] 第四步,將第三步內(nèi)收集的氣體按照輕型汽車污染物測量方法校正計(jì)算汽車排放物HC、CO、CO2的含量;
[0011] 第五步,燃料消耗量計(jì)算,根據(jù)物質(zhì)守恒定律,甲醇是以C、H、O化合物為主要成分的混合物,甲醇燃燒產(chǎn)物中的C元素均來自甲醇,測出單位里程內(nèi)汽車尾氣中CO、CO2、HC的量,再與單位體積內(nèi)甲醇、汽油中的碳量之和相比較,即可得到燃料消耗量;
[0012] 第六步,計(jì)算甲醇混合燃料的當(dāng)量比,甲醇汽車產(chǎn)生一定量的尾氣排放所需要汽油燃料燃燒的汽油數(shù)量為汽油當(dāng)量,甲醇混合燃料與汽油當(dāng)量的體積比為甲醇混合燃料的當(dāng)量比。
[0013] 根據(jù)測量尾氣排放的重量,利用物質(zhì)守恒定律進(jìn)行測量,使得測量不受油溫和油壓的變化影響,工藝步驟簡單,可行性更強(qiáng),同時(shí)是模擬綜合工況進(jìn)行的測量,測量精度更高。而且本發(fā)明的測量方法利用物質(zhì)守恒定律,計(jì)算燃料的消耗量可以避免油耗儀器的缺陷,因?yàn)榧状紝?duì)傳統(tǒng)容積法的油耗儀管路及系統(tǒng)有腐蝕作用,而且不容易使用。
[0014] 作為優(yōu)選,第五步內(nèi)的汽車尾氣中的碳含量是依據(jù)甲醇的分子式CH4O,分子量32.042,密度為0.791~0.793kg/L進(jìn)行計(jì)算,
[0015]
[0016] 式中H/C——尾氣排放中碳?xì)浠衔锏臍涮急?。由于HC排放量僅為CO2排放量的0.01%~0.1%,在計(jì)算燃料消耗量中影響甚微,可以忽略因?yàn)闅涮急鹊淖兓鸬腍C中碳量變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。取H/C=1.85;
[0017] HC——測得的碳?xì)渑欧帕浚琯/km;
[0018] CO——測得的化碳排放量,g/km;
[0019] CO2——測得的二氧化碳排放量,g/km;
[0020] 甲醇汽車內(nèi)含有甲醇含量占整個(gè)燃料的百分比為A,汽油含量占整個(gè)燃料的百分比為B,其中A+B=1,
[0021]
[0022]
[0023] 式中:FE——燃料消耗量,L/100km;
[0024] d——甲醇燃料的密度,kg/L,計(jì)算時(shí)取d=0.792;
[0025] D——汽油燃料的密度,kg/L,計(jì)算時(shí)取D=0.742,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)20℃,100Kpa情況下取值;
[0026] 單位里程指每km,含碳質(zhì)量單位為g,
[0027] 根據(jù)碳平衡法原理,燃燒前后的碳含量相等,從而上述兩個(gè)數(shù)學(xué)式相等,因此燃料消耗量
[0028] 利用上述的公式可以直接計(jì)算得出的消耗量是每100km消耗的燃料量,F(xiàn)E是以L/100km做為計(jì)算結(jié)果的,可以計(jì)算得出能耗和排放二合一的檢測。
[0029] 作為優(yōu)選,第二步內(nèi)的預(yù)處理工況,包括模擬市區(qū)行駛的工況運(yùn)行一次,再模擬車輛在市郊行駛的工況運(yùn)行兩次,運(yùn)行后車輛放置于溫度保持為20℃至30℃的室內(nèi),使發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油和冷卻液充分冷卻,直到達(dá)到室溫的±2℃范圍內(nèi),此處理期為6h至30h。在預(yù)處理時(shí)對(duì)市區(qū)和市郊兩個(gè)工況進(jìn)行模擬,使得后面的模擬工況測量精度更高。
[0030] 作為優(yōu)選,第三步的工況模擬運(yùn)行中,先進(jìn)行市區(qū)工況運(yùn)行,共4個(gè)循環(huán)單元,60工況,平均車速19km/h,理論行駛距離4.052km,時(shí)間780s,之后再進(jìn)行市郊工況運(yùn)行,市郊行駛工況共1個(gè)循環(huán)單元,13工況,平均車速62.6km/h,理論行駛距離6.955km,時(shí)間400s,整個(gè)試驗(yàn)階段共73工況,理論行駛距離11.007km,時(shí)間1180s。利用綜合工況做為試驗(yàn)依據(jù),與汽車的實(shí)際油耗更為接近,提高了測量的精度,模擬多個(gè)工況可以更精確的對(duì)甲醇汽車進(jìn)行分析和研究。
[0031] 因此,本發(fā)明的一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法具備下述優(yōu)點(diǎn):利用物質(zhì)守恒定律進(jìn)行檢測,直接檢測混合燃料的消耗量,測量不受溫度和體積變化的影響,工藝過程簡單,測量數(shù)值精確,同時(shí)采集市區(qū)和市郊的綜合工況,提高測試精準(zhǔn)度,也方便對(duì)甲醇汽車的分析和研究。

具體實(shí)施方式

[0032] 下面通過實(shí)施例,對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0033] 實(shí)施例1:
[0034] 一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法,第一步,對(duì)試驗(yàn)車輛進(jìn)行測量準(zhǔn)備,車輛磨合行駛3000公里,輪胎氣壓符合技術(shù)要求,車輛狀況完好,加注符合車用燃料甲醇標(biāo)準(zhǔn)的M100甲醇燃料,第二步,車輛測量前進(jìn)行預(yù)處理,車輛進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,模擬車輛在市區(qū)行駛的工況運(yùn)行一次,再模擬車輛在市郊行駛的工況運(yùn)行二次。運(yùn)行后車輛放置于溫度保持為20℃至30℃的室內(nèi),使發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油和冷卻液充分冷卻,直到達(dá)到室溫的±2℃范圍內(nèi),此處理期為6h至30h。第三步,工況試驗(yàn)階段,車輛進(jìn)入專用的排放實(shí)驗(yàn)室,驅(qū)動(dòng)輪放置底盤測功機(jī)的轉(zhuǎn)鼓上,轉(zhuǎn)鼓施加車輛的行駛阻力,模擬國際上共同共認(rèn)的車輛行駛工況運(yùn)行,先進(jìn)行市區(qū)工況運(yùn)行,共4個(gè)循環(huán)單元,60工況,平均車速19km/h,理論行駛距離4.052km,時(shí)間780s。之后再進(jìn)行市郊工況運(yùn)行,市郊行駛工況共1個(gè)循環(huán)單元,13工況,平均車速62.6km/h,理論行駛距離6.955km,時(shí)間400s。整個(gè)試驗(yàn)階段共73工況,理論行駛距離
11.007km,時(shí)間1180s。準(zhǔn)備四個(gè)采集袋,其中兩個(gè)收集市區(qū)工況的尾氣排放和大氣,另外兩個(gè)收集市郊工況的尾氣排放和大氣,從運(yùn)行開始到運(yùn)行結(jié)束用一個(gè)采集袋收集汽車在整個(gè)運(yùn)行過程中排放的經(jīng)稀釋后的廢氣,同時(shí)用另一個(gè)采集袋收集在市區(qū)工況下實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的稀釋用的空氣樣氣,其中實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣收集是指不包含排放的尾氣的空氣收集;然后模擬市郊工況進(jìn)行運(yùn)行,從運(yùn)行開始到運(yùn)行結(jié)束用一個(gè)采集袋收集汽車在整個(gè)運(yùn)行過程中排放的經(jīng)稀釋后的廢氣,同時(shí)用另一個(gè)采集袋收集在市郊工況下實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的稀釋用的空氣樣氣,同樣其中市郊空氣的收集,是指收集不含排放尾氣的實(shí)驗(yàn)室氣體;第四步,收集好氣體后根據(jù)現(xiàn)行國標(biāo)輕型汽車污染物排放限值及測量方法,計(jì)算汽車排放物HC、CO、CO2的含量。
第五步,燃料消耗量計(jì)算,根據(jù)物質(zhì)守恒定律,甲醇是以C、H、O化合物為主要成分的混合物,甲醇燃燒產(chǎn)物中的C元素均來自甲醇,測出單位里程內(nèi)汽車尾氣中CO、CO2、HC的碳量,再與單位體積內(nèi)甲醇中碳量之和相比較,即可得到燃料消耗量;
[0035] 甲醇的分子式CH4O,分子量32.042,密度0.791~0.793(kg/L)。
[0036]
[0037]
[0038] 式中:H/C——尾氣排放中碳?xì)浠衔锏臍涮急取S捎贖C排放量僅為CO2排放量的0.01%~0.1%(測試的HC、CO、CO2尾氣排放中主要為CO2排放量,CO排放量也只占CO2排放量的0.1%~1%),在計(jì)算燃料消耗量中影響甚微,可以忽略因?yàn)闅涮急鹊淖兓鸬腍C中碳量變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。取H/C=1.85;
[0039] HC——測得的碳?xì)渑欧帕?,g/km;
[0040] CO——測得的一氧化碳排放量,g/km;
[0041] CO2——測得的二氧化碳排放量,g/km。
[0042]
[0043] 式中:
[0044] FE——燃料消耗量,L/100km;
[0045] d——甲醇燃料的密度,kg/L,計(jì)算時(shí)取d=0.792。
[0046] 根據(jù)碳平衡法原理,令二式相等,則:M100甲醇汽車燃料消耗量為:
[0047]
[0048] 第六步,計(jì)算甲醇混合燃料的當(dāng)量比,甲醇汽車產(chǎn)生一定量的尾氣排放所需要汽油燃料燃燒的汽油數(shù)量為汽油當(dāng)量,甲醇混合燃料與汽油當(dāng)量的體積比為甲醇混合燃料的當(dāng)量比。
[0049] M100甲醇汽車甲醇燃料的當(dāng)量比為:
[0050] 即汽車燃燒2.17升的甲醇燃料相當(dāng)于燃燒1升的汽油燃料得出等量的碳排放。
[0051] 實(shí)施例2:
[0052] 一種甲醇汽車燃料消耗量的測量方法,針對(duì)甲醇混合燃料中,甲醇占燃料總量的85%,汽油占燃料總量的15%,在第五步計(jì)算消耗量時(shí),
[0053]
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