靳曉燕　孫士明　于曉波　龐愛國(guó)　周慶三

摘要：為檢測(cè)四活塞聯(lián)動(dòng)式流量計(jì)的精準(zhǔn)性，以拖拉機(jī)為試驗(yàn)機(jī)具，以量杯計(jì)量法為對(duì)比，在靜態(tài)、怠速空負(fù)載、田間作業(yè)狀態(tài)下進(jìn)行流量測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明：測(cè)量值平均相對(duì)誤差在6.9%～7.1%之間，最大相對(duì)誤差8.1%，測(cè)量結(jié)果比較精準(zhǔn)，可用于拖拉機(jī)油耗測(cè)試。

關(guān)鍵詞：油流量計(jì)；拖拉機(jī)；油耗；測(cè)試；誤差

中圖分類號(hào)：TB937 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2018）01-0031-03

拖拉機(jī)油耗是拖拉機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)及配套作業(yè)機(jī)具的性能評(píng)定。然而，除少數(shù)大型農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)或?qū)I(yè)研究單位有精度較高、設(shè)備齊全的測(cè)試手段和設(shè)備外，絕大多數(shù)企業(yè)缺乏準(zhǔn)確度高的測(cè)量裝置，測(cè)量誤差較大。容積式流量計(jì)是流量?jī)x表中精度最高的一類，它利用機(jī)械測(cè)量元件把液體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次充滿和排放體積部分流體的次數(shù)來測(cè)量流體體積總量。為檢測(cè)四活塞聯(lián)動(dòng)式流量計(jì)在拖拉機(jī)油耗測(cè)量中的應(yīng)用情況，以量杯計(jì)量法為對(duì)比，在靜態(tài)、怠速空負(fù)載、田間作業(yè)狀態(tài)下進(jìn)行流量測(cè)試試驗(yàn)，通過比對(duì)測(cè)試流量與實(shí)際流量的差值，驗(yàn)證測(cè)量方法的精準(zhǔn)性。

1 設(shè)備與方法

1.1 儀器與設(shè)備

迪爾天拖有限公司出廠的拖拉機(jī)JDT8041，功率58.8 kw，燃油消耗率≤238 g/（kW·h）。

四活塞聯(lián)動(dòng)流量計(jì)的最大量程60 L，系數(shù)

0.919 2；量筒最大量程1 000 mL，準(zhǔn)確度±0.1 mL；量杯最大量程500 mL；油路連接接頭；油路連接透明膠管。

1.2 工作原理

四活塞式流量計(jì)由流量變換機(jī)構(gòu)及信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)組成，如圖1所示。流量變換機(jī)構(gòu)由十字形配置的4個(gè)活塞和旋轉(zhuǎn)曲軸構(gòu)成。在泵油壓力的作用下，燃油推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，4個(gè)活塞帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將燃油流量變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸每旋轉(zhuǎn)1周，四個(gè)活塞各往復(fù)運(yùn)動(dòng)1次，完成1個(gè)進(jìn)油循環(huán)。

信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)裝在曲軸的另一端，由主動(dòng)磁鐵、從動(dòng)磁鐵、轉(zhuǎn)軸、光柵板、紅外線發(fā)射管、接收管、遮光片等電器組成。油耗測(cè)量由流量傳感器完成，遮光片安裝在曲軸的一端并隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)燃油以一定壓力進(jìn)入傳感器時(shí)，活塞在壓力推動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓油，并經(jīng)連桿、曲軸帶動(dòng)遮光片旋轉(zhuǎn)?；钊鶑?fù)1次，接收管產(chǎn)生1個(gè)電脈沖信號(hào)。一定時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，乘以每個(gè)脈沖所代表的燃油量，即得燃油消耗量。

1.3 安裝方法

將油耗傳感器的連接方法是串聯(lián)到拖拉機(jī)的供油系統(tǒng)中，如圖2所示。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗計(jì)量是進(jìn)油管流過的燃料體積與回油管流過的燃油體積差值。所以，在油箱到高壓油泵的供油管路中安裝油耗傳感器，在發(fā)動(dòng)機(jī)與油箱間的回油管路中安裝流量傳感器。如果回油沒有回到油箱，則不必接入油耗傳感器，如圖3所示。

因油耗傳感器安裝在拖拉機(jī)的供油系統(tǒng)中，改變了拖拉機(jī)原有的供油管路，如安裝錯(cuò)誤會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來較大影響。所以，安裝后應(yīng)手動(dòng)泵泵油，排除油路中的空氣，以免影響測(cè)量精度。

2 測(cè)試結(jié)果與分析

2.1 靜態(tài)狀態(tài)下油耗

四活塞聯(lián)動(dòng)式流量計(jì)的輸入端連接2 m的油管，油管上端安裝接油器，用量筒取1 000 mL柴油，從2 m高處注入油管，流過四活塞聯(lián)動(dòng)式流量計(jì)的柴油轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，傳送至油流量測(cè)量顯示儀，經(jīng)儀表計(jì)算處理后在顯示屏上，即為油耗值。共測(cè)量10次，比對(duì)測(cè)試流量與實(shí)際流量的差值，結(jié)果見表1。

由表1中的數(shù)據(jù)可知：平均相對(duì)誤差為7.1%，最大相對(duì)誤差為7.5%，最小相對(duì)誤差為6.3%。

2.2 怠速空負(fù)載狀態(tài)下油耗

JDT8041拖拉機(jī)沒有回油，因此在進(jìn)油管路上安裝四活塞聯(lián)動(dòng)式流量計(jì)。測(cè)試前，往拖拉機(jī)的油箱注滿柴油，啟動(dòng)拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，待其穩(wěn)定運(yùn)行后，記錄一定測(cè)試時(shí)間內(nèi)的油耗，然后重新往拖拉機(jī)油箱注油。用量筒和量杯精確計(jì)量注入的柴油值，做為測(cè)量真值，與油耗儀的顯示值進(jìn)行比對(duì)，判斷四活塞聯(lián)動(dòng)式流量計(jì)的誤差范圍。共測(cè)試10次，怠速空負(fù)載測(cè)試結(jié)果見表2。

由表2可知：平均相對(duì)誤差為6.9%，最大相對(duì)誤差為7.5%，最小相對(duì)誤差為6.7%。

2.3 拖拉機(jī)行駛工況下油耗

用拖拉機(jī)帶動(dòng)免耕播種機(jī)進(jìn)行播種作業(yè)，在一定測(cè)試時(shí)間內(nèi)，記錄油耗儀的顯示值，然后重新往拖拉機(jī)油箱注油，作為測(cè)量真值，與油耗儀的顯示值進(jìn)行比對(duì)，判斷四活塞聯(lián)動(dòng)式流量計(jì)的誤差范圍。測(cè)試10次，拖拉機(jī)行駛工況下油耗測(cè)試結(jié)果見表3。

由表3可知：平均相對(duì)誤差為7.1%，最大相對(duì)誤差為8.1%，最小相對(duì)誤差為6.4%。

3 結(jié)論

通過四活塞聯(lián)動(dòng)式流量計(jì)油耗測(cè)試試驗(yàn)可知，在靜態(tài)、怠速空負(fù)載、田間作業(yè)狀態(tài)下的平均相對(duì)誤差在6.9%～7.1%之間，最大相對(duì)誤差8.1%，測(cè)量結(jié)果比較精準(zhǔn)，可用于拖拉機(jī)油耗測(cè)試。

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