一种对使用无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种对使用无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置，包括进气气体分析仪、进气气体流量计、催化氧化器、颗粒捕集器、排气气体流量计及排气气体分析仪；进气气体分析仪和进气气体流量计安装在进气歧管处；催化氧化器安装在排气歧管处，在催化氧化器后面安装颗粒捕集器；排气气体流量计和排气气体分析仪安装在发动机的排气歧管的末端，分别用于检测排气中排气流量及排气CO2的含量。通过碳元素守恒可计算润滑油消耗量。本实用新型专利技术能够快速有效测量不同工况下发动机的润滑油消耗量，且该方法成本低，操作简便，同时无需加入额外示踪剂，对发动机性能无任何影响。对发动机性能无任何影响。对发动机性能无任何影响。

【技术实现步骤摘要】
一种对使用无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置


[0001]本技术属于发动机润滑油消耗量测量
，涉及一种对使用无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置，尤其是一种使用氢气、氨气等无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置。

技术介绍

[0002]润滑油主要是用来润滑发动机内的传动机械零部件，起到降低摩擦，抗锈蚀、冷却、密封、清洁等作用。合理的润滑油分布，能够有效延长发动机的使用寿命，降低零部件的磨损，同时润滑作用使摩擦大大降低，提高了发动机的输出功率。
[0003]随着双碳目标的提出以及排放法规的不断严格，对发动机提出了更高的要求，润滑油消耗是发动机一项关键的性能指标，对发动机的动力性、经济学和可靠性都有着不可忽视的影响。
[0004]目前国内外发动机机油消耗测量方法主要有直接法和间接法两种。直接法通过测量发动机油底壳中机油数量的变化或液面变化来测定整机机油消耗值，常用的有称重法和液面体积法；间接法则是通过检测发动机排气中示踪元素含量的方法来精确测量机油消耗量，主要有硫元素示踪法、放射性元素示踪法、润滑油添加剂等其它元素示踪法。由于示踪法具备测量时间短、测量精度高、重复性好、具备对零部件润滑油消耗进行稳态、瞬态测试能力等特点，因此被认为是目前润滑油消耗测试最有效的方法之一。而对于无碳燃料发动机，可以通过对碳元素示踪，有效避免了引入示踪剂可能带来的误差。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题在于克服上述不足，提供一种对使用无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置，可以快速准确的测量发动机的实时润滑油消耗量，同时由于没有引入额外示踪剂，对发动机运行无任何影响。
[0006]一种对使用无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置，该测量装置包括进气气体分析仪、进气气体流量计、催化氧化器、颗粒捕集器、排气气体流量计及排气气体分析仪；所述进气气体分析仪和进气气体流量计安装在发动机的进气歧管处，分别用于检测进气中进气流量及进气CO2的含量；所述催化氧化器安装在发动机的排气歧管处，在催化氧化器后面安装颗粒捕集器；所述催化氧化器及颗粒捕集器用于将润滑油窜入燃烧室燃烧后进入排气系统的CO、HC及碳烟转化为CO2；所述排气气体流量计和排气气体分析仪安装在发动机的排气歧管的末端，分别用于检测排气中排气流量及排气CO2的含量。
[0007]进一步的，通过所述排气气体流量计和排气气体分析仪得到排气系统的CO2含量，通过所述进气气体流量计和进气气体分析仪得到进气系统的CO2含量，依据碳元素守恒原理，所述润滑油消耗量为排气系统的CO2含量减去进气系统的CO2含量。
[0008]进一步的，通过调节发动机运行工况得到不同工况下的发动机润滑油实时消耗量。
[0009]本技术对无碳燃料发动机润滑油实时消耗量检测原理如下：
[0010](1)在发动机排气歧管处检测二氧化碳(CO2)，CO2的来源有空气中含有的CO2，润滑油窜入燃烧室燃烧产生的CO2，经过催化氧化装置和颗粒捕集器捕集转化后的CO2。
[0011](2)基于事先测量润滑油内碳元素含量，在测试过程中，使用气体分析仪和气体流量计实时监测进排气中的CO2含量，根据公知的碳元素守恒原理，通过下式便可得到无碳燃料发动机在不同工况下的润滑油实时消耗量：
[0012]m
out
·
CO
2out
＝3.67
·
k
·
m
oil
·
C
oil
+ m
in
·
CO
2in
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0013]式中：m
out
为排气流量(g/s)，CO
2out
为排气CO2含量(wt％)；m
oil
为润滑油消耗量，C
oil
为润滑油碳含量(wt％)；m
in
为进气流量(g/s)，CO
2in
为进气CO2含量(wt％)；k为润滑油中经燃烧转化后碳转化为CO2的比例。
[0014]本技术的有益效果包括：
[0015](1)测量时间短：相较于传统称重法等直接测量方法，测量时间大大缩短，且能够对发动机瞬态工况下的润滑油消耗量进行测量；
[0016](2)操作简单便捷：相对于其他示踪法，无需额外加入示踪剂，省去了加入示踪剂标定过程；
[0017](3)误差小：由于没有引入外来元素，对C进行示踪，对发动机正常运行无任何影响，对润滑油理化性质也无任何影响，同时增加了催化氧化器和颗粒捕集器，对产生的CO、HC、碳烟等不完全燃烧产物进行转化，结果仅对CO2进行测量，有效提升了结果准确性。
附图说明
[0018]图1为本技术的对使用无碳燃料的发动机的润滑油消耗量的测量原理图。
[0019]图2为本技术的测量装置的示意图。
[0020]其中：1
‑
发动机，2
‑
进气歧管，3
‑
进气气体分析仪，4
‑
进气气体流量计，5
‑
催化氧化器，6
‑
颗粒捕集器，7
‑
排气歧管，8
‑
排气气体流量计，9
‑
排气气体分析仪。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术做进一步详细说明。
[0022]一种对使用无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置，该测量装置包括：
[0023]如图2所示，在使用无碳燃料的发动机1的进气歧管2处安装分别用于检测进气中进气流量及CO2的含量的进气气体分析仪3及进气气体流量计4；在其排气歧管7处安装催化氧化器5，在催化氧化器5后面安装颗粒捕集器6，在其排气歧管7的末端安装分别用于检测排气流量及CO2含量的排气气体流量计8和排气气体分析仪9。
[0024]所述催化氧化器5及颗粒捕集器6用于将润滑油窜入燃烧室燃烧后进入排气系统的CO、HC及碳烟转化为CO2。
[0025]如图1所示，根据公知的碳元素守恒原理，所述润滑油消耗量m
oil
为：
[0026]m
oil
＝ (m
out
·
CO
2out
ꢀ‑
m
in
·
CO
2in
)/(3.67
·
k1·
C
oil
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0027]式中：m
out
为排气流量，单位为g/s；CO
2out
为排气CO2含量单位为wt％；C
oil
为润滑油碳含量，单位为wt％；m
in
为进气流量，单位为g/s；CO
2in
为进气CO2含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对使用无碳燃料发动机润滑油消耗量的测量装置，其特征在于，该测量装置包括进气气体分析仪(3)、进气气体流量计(4)、催化氧化器(5)、颗粒捕集器(6)、排气气体流量计(8)及排气气体分析仪(9)；所述进气气体分析仪(3)和进气气体流量计(4)安装在发动机(1)的进气歧管(2)处，分别用于检测进气中进气流量及进气CO2的含量；所述催化氧化器(5)安装在发动机(1)的排气歧管(7)处，在催化氧化器(5)后面安装颗粒捕集器(6)；所述催化氧化器(5)及颗粒捕集器(6)用于将润滑油窜入燃烧室燃烧后进入排气系统的CO、HC及碳烟转化为CO...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷基林，戈志晖，邓晰文，刘懿，邓伟，贾德文，宋国富，黄太红，宋鹏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：