油耗仪放置高度对非道路移动机械用小型点燃式发动机油耗测量的影响.pdf

Influence of Fuel Consumption Meter Placement Heighton Fuel Consumption Measurement of Small IgnitedEngines for Non-road Mobile MachineryHE Wenjie;ZHANG Song;WANG Qing;ZHANG Zhixuan;CAO YangTianjin Internal Combustion Engine Research Institute(Tianjin Motorcycle Technical Center)(Tianjin,300072,China)Abstract：The application of small ignited engines for non-road mobile machinery is becoming more andmore popular in China.In order to achieve the purpose of energy saving and emission reduction,China hasreleased GB/T 37629-2019“Fuel consumption limit and measurement method of small ignited engines fornon-road mobile machinery”on June 4,2019.It has been implemented since January 1,2020.This paperintroduces the influence of the height of the fuel consumption instrument on the fuel consumption mea原surement of the small ignition engine for non-road mobile machinery,and provides some references for thefuel consumption measurement of the small ignition engine for non-road mobile machinery in China.Keywords：Non-road mobile machinery;Small ignited engine;Running mode specific fuel consumption;Measured height摘要：非道路移动机械用小型点燃式发动机在我国的应用越来越普及，为了实现节能减排的目的，我国在2019年6月4日发布了GB/T 37692-2019非道路移动机械用小型点燃式发动机工况法燃料消耗率限值与测量方法，并于2020年1月1日开始实施。通过对油耗仪在测量时的放置高度对非道路移动机械用小型点燃式发动机油耗测量的影响进行研究，为我国的非道路移动机械用小型点燃式发动机油耗测量提供一些参考。关键词：非道路移动机械小型点燃式发动机工况法燃油消耗率测量高度中图分类号：TK417文献标识码：A文章编号：2095-8234（2024）01-0072-03油耗仪放置高度对非道路移动机械用小型点燃式发动机油耗测量的影响贺文杰张松王青张智轩曹洋（天津内燃机研究所（天津摩托车技术中心）天津300072）作者简介：贺文杰（1974-），男，高级工程师，主要研究方向为摩托车及零部件国内外标准法规和检测技术。引言非道路移动机械用小型点燃式发动机（简称通用小型汽油机）是应用非常普遍的一类发动机，主要应用于发电机、冷冻机、焊接机、高尔夫球车、草坪机、扫雪设备、风机、油锯、绿篱修剪机等1。随着我国科学技术的发展及市场需求的增加，通用小型汽油机已应用到更多的领域，这就给环境及资源带来了更大的压力。为了控制通用小型汽油机的尾气排放，我国已于2011年3月1日起开始实行GB 26133-2010非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物排放限值与测量方法（中国第一、二阶段）2标小 型 内 燃 机 与 车 辆 技 术SMALL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND VEHICLE TECHNIQUE第53卷第1期圆园24年2月Vol.53 No.1Feb.2024第1期准；为了控制通用小型汽油机的油耗，让资源利用更加有效化，我国已于2020年1月1日开始实行GB/T37692-2019非道路移动机械用小型点燃式发动机工况法燃料消耗率限值与测量方法3标准。在对通用小型汽油机排气污染物或油耗进行测试的过程中，油耗仪测试的精度对最后的测试结果会产生重大影响。而无论是采样重量法的油耗仪还是体积法的油耗仪，其放置高度往往是一定的。也就是说，油耗仪的出油口与通用小型汽油机化油器进油口的垂直高度差是一定的4。为了验证这个高度差对发动机供油系统的影响，本文通过一个自制的可调节高度的油耗仪平台，设置多个高度，对发动机油耗进行了测试，并对测试结果进行了分析。1测试条件与方法试验用测功机为5.5 kW交流电力测功机，油耗仪为FC2210Z重量法油耗仪。试验用发动机为一台130型通用小型汽油机，发动机的主要技术参数见表1。为了得到准确的测试结果，本文中的全部试验完全按照GB/T 37692-2019标准中的测试方法进行，采用非手持式发动机中间转速应用场合的G1测试循环进行测试，G1测试循环的试验工况及权重系数见2。全部试验均在同一天完成。每组测试的每个工况尽量与其他组相同工况有接近相同的测试条件，即接近相同的机油温度。每个工况的采集时间均为180 s，然后取平均值作为该工况的结果。所有测试均由相同试验人员操作。2数据与分析在以上试验条件下，进行5组不同油耗仪放置高度的试验。其中，0 cm、10 cm、30 cm、50 cm、70 cm表示油耗仪出油口与化油器进油口的5个高度差，数值越大，高度差越大。在5组试验过程中，每个工况的测试条件基本一致，在机油温度到达相同数值时开始采集数据。发动机功率的测试结果见表3。根据表3得出发动机功率随高度差的变化规律如图1所示。燃油消耗量的测试结果见表4。根据表4得出燃油消耗量随高度差的变化规律如图2所示。表1试验用发动机主要技术参数项目参数缸径/mm58行程/mm48排量/mL156额定功率/kW3.8（3 600 r/min）最大转矩/（Nm）12.5（2 600 r/min）怠速转速/（rmin-1）1 700中间转速/（rmin-1）3 060表2G1测试循环的试验工况及权重系数工况序号发动机转速转矩/%工况运行时间/s权重系数1中间转速1001800.092中间转速751800.203中间转速501800.294中间转速251800.305中间转速101800.076怠速转速01800.05表3发动机功率的测试结果序号负荷/%油耗仪出油口与化油器进油口的高度差/cm01030507011003.593.593.613.603.572752.702.682.702.702.683501.791.811.801.801.794250.900.900.900.900.905100.350.350.350.350.356000000图1发动机功率随高度差的变化规律表4燃油消耗量的测试结果01030507011001.2301.2291.2281.2311.2362751.0081.0041.0061.0061.0173500.8100.8100.8100.8100.8224250.5820.5820.5820.5820.5955100.4980.5040.5050.4990.523600.3080.3100.3080.3100.331序号负荷/%油耗仪出油口与化油器进油口的高度差/cmkW0100755025432100 cm10 cm30 cm50 cm70 cm负荷/%kg/h贺文杰等：油耗仪放置高度对非道路移动机械用小型点燃式发动机油耗测量的影响73小型内燃机与车辆技术第53卷从表4和图2可以看出，在高度差达到70 cm时，每个工况的燃油消耗量已经开始增大。也就是说，在这个高度差下，混合气开始变浓，发动机的运行开始变得不稳定。机油温度的测试结果见表5。根据表5得出机油温度随高度差的变化规律如图3所示。根据GB/T 37692-2019标准中燃油消耗率的计算公式，利用上述数据进行工况法燃油消耗率计算，所得结果见表6。以高度差为0 cm的数据作为基准，从表6可以看出，当高度差在50 cm以内时，发动机在各个工况的油耗基本一致，工况法燃油消耗率的计算结果都很接近，偏差都小于0.3%。当高度差达到70 cm时，工况法燃油消耗率与基准值有1.99%的偏差。而且在这一高度差下，发动机在小于50%负荷的工况下（包括怠速工况）已开始运行不稳定。因此，在进行油耗测量时，油耗仪摆放不能过高。3结论在我国，非道路移动机械用小型点燃式发动机（通用小型汽油机）是一种应用非常普遍的发动机，其排放和油耗的控制受到很高的重视。在通用小型汽油机的测试试验中，一定要将油耗仪出油口与发动机化油器进油口的高度差控制在50 cm以内，才能得到准确的油耗测量结果。参考文献1曹洋，朱棣，郑素玲，等.通用小型汽油机排放耐久测试方式的选择J.小型内燃机与车辆技术，2016，45（1）：69-71.2环境保护部，国家质量监督检验检疫总局.GB 26133-2010非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物排放限值与测量方法（中国第一、二阶段）S.北京：环境科学出版社，2011.3国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会.GB/T37692-2019非道路移动机械用小型点燃式发动机工况法燃料消耗率限值与测量方法S/OL.（2019-06-04）2022-09-01.http：/ cm10 cm30 cm50 cm70 cm表6各油耗仪放置高度下的工况法燃油消耗率计算结果高度差/cm010305070工况法燃油消耗率/（g（kWh）-1）460.5 459.7 459.1 459.3 469.6偏差/%-0.160.290.241.99图3机油温度随高度差的变化规律1101009080706001007550负荷/%250 cm10 cm30 cm50 cm70 cm表5机油温度的测试结果0103050701100102102101101101275106105105104104350999898989742589898988885108078797878607170697170序号负荷/%油耗仪出油口与化油器进油口的高度差/cm益74