一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統及方法，包括輸氣管路、氣耗儀、運算模塊、存儲模塊、藍牙模塊和監控模塊；氣耗儀、存儲模塊和藍牙模塊均連接在運算模塊上，藍牙模塊和監控模塊無線連接；本發明專利技術通過運算模塊的運算將原本顯示為CNG氣體體積消耗量的氣耗儀讀數轉換為CNG的質量消耗量，實現由體積讀數到質量讀數的自動換算，節省后期人工計算成本。

Fuel consumption detection system and method for CNG fuel city bus

The invention discloses a CNG fuel for city bus fuel consumption detection system and method, including gas pipeline, gas consumption instrument, operation module, storage module, Bluetooth module and monitoring module; gas consumption meter, storage module and Bluetooth module are connected with the operation module, Bluetooth module and monitoring module of wireless connection; the present invention through the operation module operation will originally show for CNG gas consumption, gas consumption volume readings into CNG the quality of consumption is realized by automatic conversion to the quality of reading volume readings, save manual calculation cost later.

【技術實現步驟摘要】
一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統及方法
本專利技術屬于燃料客車燃料消耗測量領域，特別涉及一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統及方法。
技術介紹
在能源日益緊缺的大背景下，CNG作為一種清潔能源相對于傳統的汽油、柴油對環境影響較小，不產生污染氣體；對于以電力作為動力的城市客車來講，動力性方面具有很大優勢，因此，以CNG為燃料的城市客車在國內具有廣闊的發展前景。CNG燃料受氣體溫度、氣道壓強的影響，密度時有變化，同樣時間內流過公交客車進氣道斷面的體積流量無法保持恒定。目前，CNG燃料加氣站以容積式流量計為主，導致公交企業常以實耗體積結算CNG公交客車燃料消耗量，然而，CNG燃料消耗量的實車測試結果應以質量計算，以體積為單位的結果有失公允。目前，公交客車氣耗測試途徑主要有：1、大加氣周期內行駛里程計算百公里耗氣量，此法旨在以大運營周期拉平微觀因素影響，方便企業管理，但忽略了公交客車在站場內怠速氣耗、車輛往返加氣站額外支付的氣耗，方法較為粗糙，不適合車輛氣耗測試比較；2、CAN總線車輛檢測系統中的累計氣耗差，此法易于獲得往返氣耗，可以與瞬時發動機轉速對應，適合液體油質，卻忽略了CNG密度的變化；3、在進氣道內加裝CNG流量測試儀，此法簡單，可以獲取質量流量，但需要在進氣道內尋找合適位置安放，對車輛發動機艙周圍的空間布置有要求，改裝氣路也應有嚴格的密封要求與檢漏保障。由于進氣道艙內空間本就狹小，加之安裝氣耗儀之后，空間變的更加緊湊，需要人工彎著身子進入到艙內讀數，讀數過程非常麻煩，并且由于艙內可能會遺留的油塵，使得人工讀數的操作者在讀數過程中衣服很容易被弄臟，無形增加潛在勞動力成本。在目前的使用情況中，對CNG消耗量的讀數都是在每次加氣的時候計算，運營人員以及駕駛員都無法曉得在不同運行路況下的CNG燃料消耗量，只能通過以往經驗去跑圈，無從知曉CNG燃料的實時消耗量。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統及方法，以解決以燃氣消耗的體積來測量氣耗量不準確的問題。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統，包括輸氣管路、氣耗儀、運算模塊、存儲模塊、藍牙模塊和監控模塊；氣耗儀、存儲模塊和藍牙模塊均連接在運算模塊上，藍牙模塊和監控模塊無線連接；輸氣管路包括發動機、氣瓶、減壓閥和低壓燃氣濾清器；輸氣管路的一端連接氣瓶，另一端連接發動機，從氣瓶到發動機的方向上依次設置有減壓閥和低壓燃氣濾清器，氣耗儀安裝在減壓閥和低壓燃氣濾清器之間。進一步的，運算模塊能夠將氣耗儀測得的體積數據轉化為質量數據；運算模塊為單片機。進一步的，存儲模塊用于存儲運算模塊的運算結果。進一步的，輸氣管路上，氣瓶和減壓閥之間還依次設置有調壓閥、高壓截止閥、高壓燃氣濾清器、電磁閥；低壓燃氣濾清器和發動機之間還設置有熱交換器。進一步的，一種基于CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統的檢測方法，所述CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統包括輸氣管路、氣耗儀、運算模塊、存儲模塊、藍牙模塊和監控模塊；氣耗儀、存儲模塊和藍牙模塊均連接在運算模塊上，藍牙模塊和監控模塊無線連接；運算模塊能夠將氣耗儀測得的體積數據轉化為質量數據；運算模塊為單片機；存儲模塊用于存儲運算模塊的運算結果；所述CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統的檢測方法包括以下步驟：1)對氣耗儀測得的體積ΔV數據傳入到運算模塊進行修正補償：式中ΔV為實耗體積m3，即氣耗儀讀數差；K1為駕駛操作因子；K2為客運狀態因子；K3為運行環境因子；ΔVc為CNG體積流量修正值m3；2)運算模塊將修正后的氣體消耗量體積ΔVc換算成質量Δm：式中，Δm為CNG質量流量(kg)；M為CNG摩爾質量常數(g/mol)；為二級減壓閥出口端平均壓強(Pa)；R為理想氣體常數，為8.314Pa·m3/mol·K；為測試位置的CNG平均溫度(K)；3)將計算出的Δm通過藍牙模塊傳輸到監控模塊，同時將數據存儲到存儲模塊。進一步的，K1駕駛操作因子，為不同的測試者一個月內氣耗量的比值：K2客運狀態因子，為不同的車在同樣距離氣耗量的比值：K3運行環境因子，為不同的車在同樣的路程下除去等紅燈時長后的往返時長的反比值：與現有技術相比，本專利技術有以下技術效果：本專利技術通過運算模塊的運算將原本顯示為CNG氣體體積消耗量的氣耗儀讀數轉換為CNG的質量消耗量，實現由體積讀數到質量讀數的自動換算，節省后期人工計算成本。本專利技術的藍牙模塊和監控模塊，實現了駕駛員在客車內部就可實時對燃氣量進行監控。本專利技術的存儲模塊，存儲運算模塊的運算結果，可以對長周期內的氣耗量進行大數據分析。附圖說明圖1為本專利技術的輸氣管道結構示意圖；圖2為本專利技術的系統連接圖。其中：1、氣瓶；2、高壓閥；3、高壓截止閥；4、高壓燃氣濾清器；5、電磁閥；6、減壓閥；7、氣耗儀；8、低壓燃氣濾清器；9、熱交換器；10、發動機；11、運算模塊；12、存儲模塊；13、藍牙模塊；14、監控模塊。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術進一步說明：請參閱圖1和圖2所示，一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統，包括輸氣管路、氣耗儀7、運算模塊11、存儲模塊12、藍牙模塊13和監控模塊14；氣耗儀7、存儲模塊12和藍牙模塊13均連接在運算模塊11上，藍牙模塊13和監控模塊14無線連接；輸氣管路包括發動機10、氣瓶1、減壓閥6和低壓燃氣濾清器8；輸氣管路的一端連接氣瓶1，另一端連接發動機10，從氣瓶1到發動機10的方向上依次設置有減壓閥6和低壓燃氣濾清器8，氣耗儀7安裝在減壓閥6和低壓燃氣濾清器8之間。運算模塊11能夠將氣耗儀7測得的體積數據轉化為質量數據；運算模塊11為單片機。存儲模塊12用于存儲運算模塊11的運算結果。輸氣管路上，氣瓶8和減壓閥6之間還依次設置有調壓閥2、高壓截止閥3、高壓燃氣濾清器4、電磁閥5；低壓燃氣濾清器8和發動機10之間還設置有熱交換器9。本專利技術的工作原理如下：1)對氣耗儀7測得的體積ΔV數據傳入到運算模塊11進行修正補償：式中ΔV為實耗體積m3，即氣耗儀讀數差；K1為駕駛操作因子；K2為客運狀態因子；K3為運行環境因子；ΔVc為CNG體積流量修正值m3；2)運算模塊11將修正后的氣體消耗量體積ΔVc換算成質量Δm：式中，Δm為CNG質量流量(kg)；M為CNG摩爾質量常數(g/mol)；為二級減壓閥出口端平均壓強(Pa)；R為理想氣體常數，為8.314Pa·m3/mol·K；為測試位置的CNG平均溫度(K)；3)將計算出的Δm通過藍牙模塊13傳輸到監控模塊14，同時將數據存儲到存儲模塊12。其中：K1駕駛操作因子，為不同的測試者一個月內氣耗量的比值：K2客運狀態因子，為不同的車在同樣距離氣耗量的比值：K3運行環境因子，為不同的車在同樣的路程下除去等紅燈時長后的往返時長的反比值：本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統，其特征在于，包括輸氣管路、氣耗儀(7)、運算模塊(11)、存儲模塊(12)、藍牙模塊(13)和監控模塊(14)；氣耗儀(7)、存儲模塊(12)和藍牙模塊(13)均連接在運算模塊(11)上，藍牙模塊(13)和監控模塊(14)無線連接；輸氣管路包括發動機(10)、氣瓶(1)、減壓閥(6)和低壓燃氣濾清器(8)；輸氣管路的一端連接氣瓶(1)，另一端連接發動機(10)，從氣瓶(1)到發動機(10)的方向上依次設置有減壓閥(6)和低壓燃氣濾清器(8)，氣耗儀(7)安裝在減壓閥(6)和低壓燃氣濾清器(8)之間。

【技術特征摘要】
1.一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統，其特征在于，包括輸氣管路、氣耗儀(7)、運算模塊(11)、存儲模塊(12)、藍牙模塊(13)和監控模塊(14)；氣耗儀(7)、存儲模塊(12)和藍牙模塊(13)均連接在運算模塊(11)上，藍牙模塊(13)和監控模塊(14)無線連接；輸氣管路包括發動機(10)、氣瓶(1)、減壓閥(6)和低壓燃氣濾清器(8)；輸氣管路的一端連接氣瓶(1)，另一端連接發動機(10)，從氣瓶(1)到發動機(10)的方向上依次設置有減壓閥(6)和低壓燃氣濾清器(8)，氣耗儀(7)安裝在減壓閥(6)和低壓燃氣濾清器(8)之間。2.根據權利要求1所述的一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統，其特征在于，運算模塊(11)能夠將氣耗儀(7)測得的體積數據轉化為質量數據；運算模塊(11)為單片機。3.根據權利要求1所述的一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統，其特征在于，存儲模塊(12)用于存儲運算模塊(11)的運算結果。4.根據權利要求1所述的一種CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統，其特征在于，輸氣管路上，氣瓶(8)和減壓閥(6)之間還依次設置有調壓閥(2)、高壓截止閥(3)、高壓燃氣濾清器(4)、電磁閥(5)；低壓燃氣濾清器(8)和發動機(10)之間還設置有熱交換器(9)。5.一種基于CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統的檢測方法，其特征在于，所述CNG燃料城市客車燃料消耗量檢測系統包括輸氣管路、氣耗儀(7)、運算模塊(11)、存儲模塊(12)、藍牙模塊(13)和監控模塊(14)；氣耗儀(7)、存儲模塊(12)和藍牙模塊(13)均連接在運算模塊(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：閆晟煜，呂安平，楊元雷，盧吉國，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61