如何使用分体式电磁流量计监测柴油机燃油消耗量

柴油发动机在各种动力应用中变得越来越流行。从发电机，船只，火车到液压组件，这些电源都成为首选。柴油发动机通常不会监控燃油消耗和效率，并且必须根据制造商的测试数据来衡量设备的性能，并且通常不会再次检查。随着燃油价格的上涨，远程设施被盗的可能性以及许多其他因素。因此，监控柴油发动机的燃料消耗变得越来越重要，尤其是运输行业对其车辆燃料消耗更加关注。
车辆制造商花费大量时间和精力来检查专用测功机上的发动机的燃料消耗数据，以及随后的非常复杂的移动设备。这些燃料系统非常昂贵并且不适合一般使用。
在典型的柴油发动机上，燃料以“提升泵”的压力供给喷射器，喷射器使用发动机负载所需的燃料量并将其余部分返回燃料箱。如果您想测量使用的燃油量，您只需将一个分体式电磁流量计放在供应管路中，然后在返回管路中放置第二个分体式电磁流量计，并使用电子设备减去差值。不幸的是，进行这种测量的现实并非如此简单。
如果现在我们举一个柴油发动机的流量和回流管路中的两个低精度分体式电磁流量计的例子。如果这些设备的精度均为读数的±2％，并且进行减法的仪器是绝对的，则下图显示了数字，其中可能的读数带在燃料流量计的精度范围内。
在全流量时，记录的流量读数可能超过8％，并且在低发动机消耗下，两个相对准确的2％流量计的误差可能会超出近40％。0.5％精确的仪表将显着改善结果，但误差仍可分别为2％和接近10％。 如果发动机安装在相当恒定的负载下并且在轻载或嘀嗒声上花费的时间非常少，那么低端记录的误差可能是微不足道的。然而，对于在大部分占空比处于低功率的城市中运输农产品的冷藏货车而言，情况并非如此，因此在这种情况下流量的测量将容易出现更大的误差。
没有充分理由，工程师不会在发动机周围发送这种多余的柴油燃料。它用于润滑和冷却注射系统。这会增加返回燃料温度，这反过来会影响柴油的密度和粘度，并且在维护不良的发动机上甚至可能含有燃烧气体或空气，其中少量可能使发动机看起来非常有效，因为它显然更多燃料返回油箱并减少使用。如果返回柴油的温度比燃料箱的供应温度高约25°C，则这种密度变化本身很容易导致体积变化1％。这当然与上面显示的流量测量误差相结合，并且将整体误差数据增加到大约12％和60％ - 尽管这很可能在一个方向上存在偏差。
分体式电磁流量计 - 更可接受的测量解决方案
在这种柴油流量测量应用中并非全部丢失，因为可以通过两种方式之一实现可接受的计量系统。第一个涉及完整的燃料系统重建，因此通常不实用。通过这种方法，安装第二个油箱（见下面的示意图）以接收返回燃油，并且不会尝试进行测量。发动机从该二级燃料箱中抽取燃料，并从主蓄水池供应新的计量燃料。单个流量计仅测量供应到二级罐的燃料，因此必须能够计量整个发动机范围内的消耗量。必须非常小心地确保燃料温度不会过度升高因此需要回流中冷器，因为确保没有发泡且燃料对于发动机燃料系统来说不太热，因此需要回流中间冷却器。减少马力。这可以是一种精确的测量方法，但通常不实用。
第二个计量系统（见下面的示意图）使用两个流量计，并且在设置时非常小心，即使这样结果在每种情况下仍然是不可接受的。流量计算机的选择至关重要。所选择的流量计算机必须在两个通道上都具有流量计线性化，以及使用预定的燃料特性和燃料流量以及返回温度测量值执行密度校正的能力。流量传感器最好是正位移，它们必须非常可重复，肯定优于±0.1％，如果可能的话，±0.05％。它们的校准应具有最小的不确定性，并且还应该知道仪表的温度系数。温度传感器也应该是±0.1％的设备，尽管这种测量在最终结果中稍微不那么重要。
先前误差计算的结果表明，对于该系统，性能图非常线性，全流量的总体精度是传感器精度的4倍，在低流量时，它也是传感器精度的4倍，但乘以流量范围调节，在这种情况下约为5：1。如果传感器具有±0.1％的重复性变化和内置温度测量，则仪器将进行密度和流量计温度校正，仪器本身具有有限的精度（±0.01％），在高流量时最终约为±0.44％低油耗时±2.2％。这是更令人满意的柴油流量测量结果。
另外一个因素是校准的不确定性，这将因流量计供应商而异。为了提供指导，许多国家流量校准设施要求±0.05％的不确定性，但大多数供应的流量计不太可能是这么好，±0.1％到0.25％是更典型的范围。不幸的是，一些供应商的流量计提供的误差甚至超出了这个范围 如前所述，发动机的状态也是关键的，如果它不是一级运行顺序，则返回管线可能包含虚假量的气体，增加了回流的表观容积。安装并正确监测的发动机流量测量系统可以是这种发动机下降或燃料系统中的其他异常的有用指示器。
不同的燃料会有不同的特性，改变生物柴油的混合会影响结果。理想情况下，任何记录仪器都应易于更换，以反映其他混合比例。这些混合物的许多特性是未知的，因为每种油的性质将取决于生长条件和加工，以及它是否来自当地的快餐店。