一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统及方法，包括输气管路、气耗仪、运算模块、存储模块、蓝牙模块和监控模块；气耗仪、存储模块和蓝牙模块均连接在运算模块上，蓝牙模块和监控模块无线连接；本发明专利技术通过运算模块的运算将原本显示为CNG气体体积消耗量的气耗仪读数转换为CNG的质量消耗量，实现由体积读数到质量读数的自动换算，节省后期人工计算成本。

Fuel consumption detection system and method for CNG fuel city bus

The invention discloses a CNG fuel for city bus fuel consumption detection system and method, including gas pipeline, gas consumption instrument, operation module, storage module, Bluetooth module and monitoring module; gas consumption meter, storage module and Bluetooth module are connected with the operation module, Bluetooth module and monitoring module of wireless connection; the present invention through the operation module operation will originally show for CNG gas consumption, gas consumption volume readings into CNG the quality of consumption is realized by automatic conversion to the quality of reading volume readings, save manual calculation cost later.

【技术实现步骤摘要】
一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统及方法
本专利技术属于燃料客车燃料消耗测量领域，特别涉及一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统及方法。
技术介绍
在能源日益紧缺的大背景下，CNG作为一种清洁能源相对于传统的汽油、柴油对环境影响较小，不产生污染气体；对于以电力作为动力的城市客车来讲，动力性方面具有很大优势，因此，以CNG为燃料的城市客车在国内具有广阔的发展前景。CNG燃料受气体温度、气道压强的影响，密度时有变化，同样时间内流过公交客车进气道断面的体积流量无法保持恒定。目前，CNG燃料加气站以容积式流量计为主，导致公交企业常以实耗体积结算CNG公交客车燃料消耗量，然而，CNG燃料消耗量的实车测试结果应以质量计算，以体积为单位的结果有失公允。目前，公交客车气耗测试途径主要有：1、大加气周期内行驶里程计算百公里耗气量，此法旨在以大运营周期拉平微观因素影响，方便企业管理，但忽略了公交客车在站场内怠速气耗、车辆往返加气站额外支付的气耗，方法较为粗糙，不适合车辆气耗测试比较；2、CAN总线车辆检测系统中的累计气耗差，此法易于获得往返气耗，可以与瞬时发动机转速对应，适合液体油质，却忽略了CNG密度的变化；3、在进气道内加装CNG流量测试仪，此法简单，可以获取质量流量，但需要在进气道内寻找合适位置安放，对车辆发动机舱周围的空间布置有要求，改装气路也应有严格的密封要求与检漏保障。由于进气道舱内空间本就狭小，加之安装气耗仪之后，空间变的更加紧凑，需要人工弯着身子进入到舱内读数，读数过程非常麻烦，并且由于舱内可能会遗留的油尘，使得人工读数的操作者在读数过程中衣服很容易被弄脏，无形增加潜在劳动力成本。在目前的使用情况中，对CNG消耗量的读数都是在每次加气的时候计算，运营人员以及驾驶员都无法晓得在不同运行路况下的CNG燃料消耗量，只能通过以往经验去跑圈，无从知晓CNG燃料的实时消耗量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统及方法，以解决以燃气消耗的体积来测量气耗量不准确的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统，包括输气管路、气耗仪、运算模块、存储模块、蓝牙模块和监控模块；气耗仪、存储模块和蓝牙模块均连接在运算模块上，蓝牙模块和监控模块无线连接；输气管路包括发动机、气瓶、减压阀和低压燃气滤清器；输气管路的一端连接气瓶，另一端连接发动机，从气瓶到发动机的方向上依次设置有减压阀和低压燃气滤清器，气耗仪安装在减压阀和低压燃气滤清器之间。进一步的，运算模块能够将气耗仪测得的体积数据转化为质量数据；运算模块为单片机。进一步的，存储模块用于存储运算模块的运算结果。进一步的，输气管路上，气瓶和减压阀之间还依次设置有调压阀、高压截止阀、高压燃气滤清器、电磁阀；低压燃气滤清器和发动机之间还设置有热交换器。进一步的，一种基于CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统的检测方法，所述CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统包括输气管路、气耗仪、运算模块、存储模块、蓝牙模块和监控模块；气耗仪、存储模块和蓝牙模块均连接在运算模块上，蓝牙模块和监控模块无线连接；运算模块能够将气耗仪测得的体积数据转化为质量数据；运算模块为单片机；存储模块用于存储运算模块的运算结果；所述CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统的检测方法包括以下步骤：1)对气耗仪测得的体积ΔV数据传入到运算模块进行修正补偿：式中ΔV为实耗体积m3，即气耗仪读数差；K1为驾驶操作因子；K2为客运状态因子；K3为运行环境因子；ΔVc为CNG体积流量修正值m3；2)运算模块将修正后的气体消耗量体积ΔVc换算成质量Δm：式中，Δm为CNG质量流量(kg)；M为CNG摩尔质量常数(g/mol)；为二级减压阀出口端平均压强(Pa)；R为理想气体常数，为8.314Pa·m3/mol·K；为测试位置的CNG平均温度(K)；3)将计算出的Δm通过蓝牙模块传输到监控模块，同时将数据存储到存储模块。进一步的，K1驾驶操作因子，为不同的测试者一个月内气耗量的比值：K2客运状态因子，为不同的车在同样距离气耗量的比值：K3运行环境因子，为不同的车在同样的路程下除去等红灯时长后的往返时长的反比值：与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：本专利技术通过运算模块的运算将原本显示为CNG气体体积消耗量的气耗仪读数转换为CNG的质量消耗量，实现由体积读数到质量读数的自动换算，节省后期人工计算成本。本专利技术的蓝牙模块和监控模块，实现了驾驶员在客车内部就可实时对燃气量进行监控。本专利技术的存储模块，存储运算模块的运算结果，可以对长周期内的气耗量进行大数据分析。附图说明图1为本专利技术的输气管道结构示意图；图2为本专利技术的系统连接图。其中：1、气瓶；2、高压阀；3、高压截止阀；4、高压燃气滤清器；5、电磁阀；6、减压阀；7、气耗仪；8、低压燃气滤清器；9、热交换器；10、发动机；11、运算模块；12、存储模块；13、蓝牙模块；14、监控模块。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进一步说明：请参阅图1和图2所示，一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统，包括输气管路、气耗仪7、运算模块11、存储模块12、蓝牙模块13和监控模块14；气耗仪7、存储模块12和蓝牙模块13均连接在运算模块11上，蓝牙模块13和监控模块14无线连接；输气管路包括发动机10、气瓶1、减压阀6和低压燃气滤清器8；输气管路的一端连接气瓶1，另一端连接发动机10，从气瓶1到发动机10的方向上依次设置有减压阀6和低压燃气滤清器8，气耗仪7安装在减压阀6和低压燃气滤清器8之间。运算模块11能够将气耗仪7测得的体积数据转化为质量数据；运算模块11为单片机。存储模块12用于存储运算模块11的运算结果。输气管路上，气瓶8和减压阀6之间还依次设置有调压阀2、高压截止阀3、高压燃气滤清器4、电磁阀5；低压燃气滤清器8和发动机10之间还设置有热交换器9。本专利技术的工作原理如下：1)对气耗仪7测得的体积ΔV数据传入到运算模块11进行修正补偿：式中ΔV为实耗体积m3，即气耗仪读数差；K1为驾驶操作因子；K2为客运状态因子；K3为运行环境因子；ΔVc为CNG体积流量修正值m3；2)运算模块11将修正后的气体消耗量体积ΔVc换算成质量Δm：式中，Δm为CNG质量流量(kg)；M为CNG摩尔质量常数(g/mol)；为二级减压阀出口端平均压强(Pa)；R为理想气体常数，为8.314Pa·m3/mol·K；为测试位置的CNG平均温度(K)；3)将计算出的Δm通过蓝牙模块13传输到监控模块14，同时将数据存储到存储模块12。其中：K1驾驶操作因子，为不同的测试者一个月内气耗量的比值：K2客运状态因子，为不同的车在同样距离气耗量的比值：K3运行环境因子，为不同的车在同样的路程下除去等红灯时长后的往返时长的反比值：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统，其特征在于，包括输气管路、气耗仪(7)、运算模块(11)、存储模块(12)、蓝牙模块(13)和监控模块(14)；气耗仪(7)、存储模块(12)和蓝牙模块(13)均连接在运算模块(11)上，蓝牙模块(13)和监控模块(14)无线连接；输气管路包括发动机(10)、气瓶(1)、减压阀(6)和低压燃气滤清器(8)；输气管路的一端连接气瓶(1)，另一端连接发动机(10)，从气瓶(1)到发动机(10)的方向上依次设置有减压阀(6)和低压燃气滤清器(8)，气耗仪(7)安装在减压阀(6)和低压燃气滤清器(8)之间。

【技术特征摘要】
1.一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统，其特征在于，包括输气管路、气耗仪(7)、运算模块(11)、存储模块(12)、蓝牙模块(13)和监控模块(14)；气耗仪(7)、存储模块(12)和蓝牙模块(13)均连接在运算模块(11)上，蓝牙模块(13)和监控模块(14)无线连接；输气管路包括发动机(10)、气瓶(1)、减压阀(6)和低压燃气滤清器(8)；输气管路的一端连接气瓶(1)，另一端连接发动机(10)，从气瓶(1)到发动机(10)的方向上依次设置有减压阀(6)和低压燃气滤清器(8)，气耗仪(7)安装在减压阀(6)和低压燃气滤清器(8)之间。2.根据权利要求1所述的一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统，其特征在于，运算模块(11)能够将气耗仪(7)测得的体积数据转化为质量数据；运算模块(11)为单片机。3.根据权利要求1所述的一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统，其特征在于，存储模块(12)用于存储运算模块(11)的运算结果。4.根据权利要求1所述的一种CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统，其特征在于，输气管路上，气瓶(8)和减压阀(6)之间还依次设置有调压阀(2)、高压截止阀(3)、高压燃气滤清器(4)、电磁阀(5)；低压燃气滤清器(8)和发动机(10)之间还设置有热交换器(9)。5.一种基于CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统的检测方法，其特征在于，所述CNG燃料城市客车燃料消耗量检测系统包括输气管路、气耗仪(7)、运算模块(11)、存储模块(12)、蓝牙模块(13)和监控模块(14)；气耗仪(7)、存储模块(12)和蓝牙模块(13)均连接在运算模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晟煜，吕安平，杨元雷，卢吉国，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61