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內燃機的發明很大地推進了人類社會的發展在各種動力機械中得到了廣泛應用。同時,內燃機作為耗油大戶,安裝一套設備實現其油耗的計量,達到控制成本、節能減排的目地是非常必要的。國內外在鐵路機車和船舶海運燃油監測系統方面有一定的研究,開發出了燃油評價系統。
可以準確的地測定內燃機車在各種工況下運行的微分及積分燃油消耗量,為準確判斷運行中的機車熱力狀態,分析機車費油原因,以及制定環保、經濟的操縱方法提供了科學依據。在船舶的運營方面,有船舶燃油管理系統、船舶航行優化操作軟件。實現了燃油的精細管理,對船舶運營管理、生產制造及維修都有十分重要的意義。
用來測量流量的儀表有60多種,分別基于力學、熱學、聲學及電學等原理。按照結構原理進行分類,主要有容積式、葉輪式、差壓式、變面積式、動量式、沖量式、電磁式、超聲波流量計以及質量流量計等。根據內燃機的工作狀況、燃油性質與流動狀態,對傳感器進行選型。為了保證儀表的使用壽命和準確度,還要特別注意防振要求和耐壓程度,表頭的耐壓程度要大于被測介質,一般取1.25倍,以保證不發生泄漏或意外。
內燃機一般有進油管和回油管,通過油泵進行循環,兩管流量之差即為實際耗油量。內燃機有三種工況,最大扭矩轉速、最大功率轉速、起動轉速。所設計的流量計要求在三種上限工況下均能正常工作。同時,機器運轉時可能會產生脈動流,則所選傳感器應對脈動流不靈敏。另外,燃油粘度也是一個需要考慮的因素。綜合以上因素,采用容積式流量測量法,選取橢圓齒輪的測量形式。橢圓齒輪流量計具有精度高、對安裝要求低,在旋轉流和管道阻流件流速場突變時對計量*度沒有影響,沒有前置直管段要求,安裝簡單,占據空間較小。測量范圍寬,對流體粘度不靈敏,適于對燃油的測量。量程比寬,一般達到10:1,特殊達到30:1或更高,理論上適合于內燃機三種工況的測量要求。在橢圓齒輪上裝有磁鋼,利用霍爾效應對橢圓齒輪的旋轉進行檢測,根據傳感器輸出信號的特點設計二次儀表,包括信號調整電路與顯示部分。