大流量电喷式柴油发动机油耗传感器研发

2024年3月12日发(作者：大众途观l2018款价格与图片)

Research and Exploration

研究与探索·工艺与技术

大流量电喷式柴油发动机油耗传感器研发

彭玉华，孙朝伟

（烟台海晨科技有限公司，山东?龙口?265701）

摘要：设计了一款最大量程为240L/h的电喷式柴油发动机油耗传感器，有效消除柴油发动机回油压力及热量对测试精

度的影响。实车试验证明，该仪器具有较高的测量精度，能够满足装有电喷式柴油发动机的重型工程机械、军用车辆等燃

油消耗量的试验要求。

关键词：电喷式柴油发动机；油耗传感器；研发

中图分类号：U464.172???文献标识码：A???文章编号：1671-0711（2018）08（上）-0176-02

根据GB/T 12545.2-2001《商用车辆燃料消耗量

试验方法》，商用车辆燃料消耗量试验包括等速行驶燃

料消耗量试验和多工况循环燃料消耗量试验，一般采

用汽车性能综合测试仪在标准试验道路上进行测试，对

装有柴油发动机的车辆进行燃油经济性试验时，发动机

油路中需要接入油耗传感器。为了满足日益严格的国家

排放法规的要求，柴油发动机已经普遍采用了电子控制

燃油喷射系统，最为常见的是高压共轨电子喷射式供油

系统。目前，市场上能够测试高压共轨发动机的油耗传

感器的量程一般为60L/h、120L/h，一些燃油流量超过

120L/h的重型工程机械及军用车辆无法进行测试。因

此，研发一款大流量的电喷式柴油发动机油耗传感器很

有必要。

器最大量程达到240L/h，满足了重型工程机械、军用

车辆的燃油消耗量试验要求。

1?研发目的?

高压共轨电子喷射式供油系统是建立在直喷技术、

引燃喷射技术和电控技术基础之上的一种新型供油系

统，能有效地降低柴油机噪声和油耗，并能将排放降到

最低程度。系统由高压油泵、公共供油管(油轨)、喷油器、

电控单元(ECU)和一些管道压力传感器组成，见图1。

高压共轨电子喷射系统燃油工作压力为15MPa左右，

回油冲击压力高达22MPa左右，且回油量约占进油量

的80%，回油管路中有大量气泡产生，同时回油温度也

比较高，普通油耗传感器根本无法进行燃油经济性试验。

近年来研发出带有减压阀及热交换器的电喷式柴油机油

耗传感器，最大量程为120L/h，传感器虽然能够消除

电喷柴油机回油冲击压力、回油管路气泡及温度对测量

精度的影响，但是不能进行大流量电喷柴油发动机油耗

试验。

针对上述问题，我们研发了一款大流量电喷柴油

发动机油耗传感器（简称电喷传感器），在电喷传感器

内部用管路并联两个120L/h流量传感器，使电喷传感

图1?柴油发动机共轨供油系统

2?油耗传感器的结构与工作原理

电喷传感器由流量传感器、安全阀、减压阀、燃

油泵、热交换器等组成，见图2。电喷传感器创新地

配置2个量程为120L/h的流量传感器，最大流量可达

240L/h。燃油泵将油箱中的油吸出来，分成了两路，

一路流入并联的两个流量传感器（5、6）中，经过减

压阀（9），喷射到发动机中进行燃烧，未喷射的燃油

会由回油口流入热交换器（11），冷却后再重新进入

高压油泵，继续喷射；另一路经过安全阀（4），流入

热交换器（11），冷却发动机回油及加热油箱燃油温度。

流量传感器为径向四柱塞液压马达，具有一定压力的

柴油经过滤器，通过配液孔、推动活塞、连杆、曲柄，

使带有磁钢的回转体旋转，由磁场力作用带动编码器

转动，经光电元件转换成电脉冲信号，两个流量传感

176

中国设备工程 2018.08 (上)

中国

设备

Engineering

工程

hina

C

Plant

器的电脉冲信号分别传至测控单元，经单片机处理、

累加耗油量后输出。

5?测量误差

电喷传感器安装简

单，操作方便，配置进

口高精度减压阀对发动

机回油压力进行减压，

避免了因回油压力过高

导致的流量传感器出现

“倒数”问题，有效消

除了因发动机回油压力

造成的测量误差；通过

热交换器，降低了发动

机回油温度、消除回油

管路中的气泡，有效减

小油温变化带来的测量

误差。产品经国家汽车

质量监督检测中心（襄

图4?软件流程图

1.燃油泵 2.压力表（2） 3.滤清器 4.安全阀

5.流量传感器（1） 6.流量传感器（2） 7.温度传感器

8.压力传感器 9.减压阀 10.压力表（1） 11.热交换器

12.测控单元

图2?电喷传感器结构示意图

3?硬件电路设计

电喷传感器内置一个测控单元，由高性能AVR单

片机、信号处理电路组成，见图3。为了消除发动机怠

速工作状态下，因流量传感器光电编码装置抖动造成的

计数误差，测控单元分别对两路流量传感器的信号进行

判向处理，完全消除了光电编码装置抖动而产生的测量

误差。

阳）检定，最大测量误

差为±0.5%。

6?结语

本文以满足大流量电喷式柴油发动机燃油消耗

量的试验要求为前提，成功的研发了一款最大量程为

240L/h的电喷

柴油机油耗传

感器，填补了

国产大流量电

喷油耗传感器

的空白，经用

户实车试验证

明，产品有着

较高的测量精

度及可靠性，

具有广阔的市

场前景。

参考文献：

[1]毛彩军.汽车

发动机燃油经济

图3?硬件原理图

性检测方法[J].

科技创新导报，

2012,(3):82.

[2]曹飞.电喷电控发动机汽车的燃油经济性检测[J].客车技术与

研究，2008，(3):0052-03.

[3]闰仕军，胡孝令.装备高压共轨柴油机汽车的燃油经济性试

验方法探讨[J].中国汽车工程学会制造年会，2005.

中国设备工程 2018.08 （上）

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4?软件设计

单片机实时采集两个流量传感器的信号，计算、

处理后通过RS232接口输出燃油消耗量，软件流程图

见图4。