四活塞联动式油流量计油耗测试

靳晓燕　孙士明　于晓波　庞爱国　周庆三

摘要：为检测四活塞联动式流量计的精准性，以拖拉机为试验机具，以量杯计量法为对比，在静态、怠速空负载、田间作业状态下进行流量测试。试验结果表明：测量值平均相对误差在6.9%～7.1%之间，最大相对误差8.1%，测量结果比较精准，可用于拖拉机油耗测试。

关键词：油流量计；拖拉机；油耗；测试；误差

中图分类号：TB937 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2018）01-0031-03

拖拉机油耗是拖拉机经济性能的重要指标，直接影响发动机及配套作业机具的性能评定。然而，除少数大型农业机械生产企业或专业研究单位有精度较高、设备齐全的测试手段和设备外，绝大多数企业缺乏准确度高的测量装置，测量误差较大。容积式流量計是流量仪表中精度最高的一类，它利用机械测量元件把液体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次充满和排放体积部分流体的次数来测量流体体积总量。为检测四活塞联动式流量计在拖拉机油耗测量中的应用情况，以量杯计量法为对比，在静态、怠速空负载、田间作业状态下进行流量测试试验，通过比对测试流量与实际流量的差值，验证测量方法的精准性。

1 设备与方法

1.1 仪器与设备

迪尔天拖有限公司出厂的拖拉机JDT8041，功率58.8 kw，燃油消耗率≤238 g/（kW·h）。

四活塞联动流量计的最大量程60 L，系数

0.919 2；量筒最大量程1 000 mL，准确度±0.1 mL；量杯最大量程500 mL；油路连接接头；油路连接透明胶管。

1.2 工作原理

四活塞式流量计由流量变换机构及信号转换机构组成，如图1所示。流量变换机构由十字形配置的4个活塞和旋转曲轴构成。在泵油压力的作用下，燃油推动活塞运动做往复直线运动，4个活塞带动曲轴转动，将燃油流量变为曲轴的旋转运动。曲轴每旋转1周，四个活塞各往复运动1次，完成1个进油循环。

信号转换机构装在曲轴的另一端，由主动磁铁、从动磁铁、转轴、光栅板、红外线发射管、接收管、遮光片等电器组成。油耗测量由流量传感器完成，遮光片安装在曲轴的一端并随曲轴转动，当燃油以一定压力进入传感器时，活塞在压力推动下往复运动压油，并经连杆、曲轴带动遮光片旋转。活塞往复1次，接收管产生1个电脉冲信号。一定时间内的脉冲数，乘以每个脉冲所代表的燃油量，即得燃油消耗量。

1.3 安装方法

将油耗传感器的连接方法是串联到拖拉机的供油系统中，如图2所示。柴油发动机的油耗计量是进油管流过的燃料体积与回油管流过的燃油体积差值。所以，在油箱到高压油泵的供油管路中安装油耗传感器，在发动机与油箱间的回油管路中安装流量传感器。如果回油没有回到油箱，则不必接入油耗传感器，如图3所示。

因油耗传感器安装在拖拉机的供油系统中，改变了拖拉机原有的供油管路，如安装错误会对测量结果带来较大影响。所以，安装后应手动泵泵油，排除油路中的空气，以免影响测量精度。

2 测试结果与分析

2.1 静态状态下油耗

四活塞联动式流量计的输入端连接2 m的油管，油管上端安装接油器，用量筒取1 000 mL柴油，从2 m高处注入油管，流过四活塞联动式流量计的柴油转换成脉冲信号，传送至油流量测量显示仪，经仪表计算处理后在显示屏上，即为油耗值。共测量10次，比对测试流量与实际流量的差值，结果见表1。

由表1中的数据可知：平均相对误差为7.1%，最大相对误差为7.5%，最小相对误差为6.3%。

2.2 怠速空负载状态下油耗

JDT8041拖拉机没有回油，因此在进油管路上安装四活塞联动式流量计。测试前，往拖拉机的油箱注满柴油，启动拖拉机发动机，待其稳定运行后，记录一定测试时间内的油耗，然后重新往拖拉机油箱注油。用量筒和量杯精确计量注入的柴油值，做为测量真值，与油耗仪的显示值进行比对，判断四活塞联动式流量计的误差范围。共测试10次，怠速空负载测试结果见表2。

由表2可知：平均相对误差为6.9%，最大相对误差为7.5%，最小相对误差为6.7%。

2.3 拖拉机行驶工况下油耗

用拖拉机带动免耕播种机进行播种作业，在一定测试时间内，记录油耗仪的显示值，然后重新往拖拉机油箱注油，作为测量真值，与油耗仪的显示值进行比对，判断四活塞联动式流量计的误差范围。测试10次，拖拉机行驶工况下油耗测试结果见表3。

由表3可知：平均相对误差为7.1%，最大相对误差为8.1%，最小相对误差为6.4%。

3 结论

通过四活塞联动式流量计油耗测试试验可知，在静态、怠速空负载、田间作业状态下的平均相对误差在6.9%～7.1%之间，最大相对误差8.1%，测量结果比较精准，可用于拖拉机油耗测试。

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