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国内外汽车油耗计量仪的发展现状及其选型 上海交通大学汽车工程研究院 门金来 何君 一、引言 汽车油耗，是评价汽车经济性能、综合性价比的最重要指标， 也是评价汽车节能减排效果的最重要指标。特别是在公交、货运、 客运、工程机械等行业，燃料成本已占到了整个运营成本的 70% 以上。例如：上海闵行客运公司 10.5 米空调公交车每年耗油 2.2 万升、16 万元，徐州物恒水泥土有限公司水泥搅拌车每年油耗 1.3 万升、9 万元。因此，精确地测定汽车燃油消耗，对于企业成本控 制、对于驾驶员操作技能提高、对于国家节能减排指标落实，都有 着十分重要的意义和作用。 二、国内外汽车油耗计量仪器及方法概述 从 1886 年第一台汽油汽车问世以来，燃油汽车已经走过了120 多年。这些年来，汽车的各项技术都在迅速进步，而汽车油耗测量 技术确是发展缓慢，甚至是止步不前。究其原因有四点：一是发动 机的脉动供油过程，使油耗传感器的频率响应跟不上，会产生较大 的频响误差；二是燃油的流动性受环境温度及燃油牌号的影响，会 产生较大的液体误差；三是汽车绐终是在怠速 （微小流量）、加速 （大流量）、中高速 （一般流量）等工况下切换运行，需要宽量程 的传感器，而这种传感器的制造是一个世界性难题。鉴于此，汽车 油耗的实时测量出现了三类产品。 第一类产品源自国外。其特点是结构复杂，价格高，只适合 于研究所、高校或节能产品研发单位使用，如：日本的DF2420 油 耗仪、德国的 Flowtronic 油耗仪、德国的 KVM2000 油耗仪等，内 设多项温度补偿、脉动补偿技术，但价格不菲，一台要几十万元人 民币。 第二类产品是国内常用的油耗测量方法。其特点是结构简单， 不能补偿温度、粘度、脉动、频响、量程等变化带来的误差，不能 满足汽车油耗测试所需的精度、误差及稳定性，仅能作为油耗趋势 性的测量，主要有：油尺测量法、液位传感器测量法 （油表读数）、 双传感器测量法 （进油减回油测量）、加油站加油计量法等。国内 常用测量方法的优缺点如下如述： 1） 油尺测量法。这是一种最常见的间接测量方法，先将有刻 度的不锈钢油尺表面擦干净，插入至油箱中，再拔出油尺， 观察油尺表面油液的上限，即为油箱当前测试油量。上次 测试油量减去本次测试油量，即为两次测量间隔时间的油 耗。这种测量受观测角度、液体浸润、车辆位置、油箱形 状及读数精度的影响，误差约为 5-10%，特别是在测试人 员主观意愿下，误差更大，一般仅用做参考值。 2 ） 液位传感器测量法。这也是一种较为常见的间接测量方法， 是将浮球式液位电阻、浮子式超声液位电容等传感器置于 油箱内，通过测量油箱内燃油的液面高度来确定当前的油 量，尽而计算出油耗的多少。这种测量方法受车辆位置、 油箱水平面积、油箱形状及标定精度等因素的影响，误差 约为 10-20%，一般仅用来判断油箱油量的多少，作为油耗 的参考值。 3 ） 双传感器测量法 （也称进油减回油方法）。从概念上，好像 进油减去回油便是油耗。但实际上，发动机的进油与回油 不在同一时间点上，进油要经过滤清器、输油泵、蓄油池、 高压泵、脉动电喷、回油管道等多个环节后才流到回油测 点，这个燃油在这个过程中已经出现了许多的变化，如： a) 进油测点温度一般不大于 40 ℃，而回油测点温度要大于 60℃；b) 进油流速为稳态，回油流速为脉动；c) 进油流 量区间也与回油流量区间有较大的不同。因此进油减回油 的测量方法是一种误导，所测并不是实际油耗。试验证明， 进油减回油测量方法的最大误差可达 30%以上。 2 进回油差型汽车油耗仪进回油脉冲曲线 (1000rpm) 70 65 秒 60 / 数 55 冲