一種漁船燃油消耗率實船測量系統及方法
2023-06-28 21:18:41 1
一種漁船燃油消耗率實船測量系統及方法
【專利摘要】一種漁船燃油消耗率實船測量系統及方法，包括日用油櫃、燃油測量桶、漁船發動機和集成控制單元；日用油櫃、燃油測量桶通過三通閥與漁船發動機相連接供給燃油；通過流量計和電子密度計測量燃油測量桶供給漁船發動機的進油量和燃油密度；通過流量計測量漁船發動機的回油量；通過集成控制單元顯示測量數據、計算漁船發動機燃油消耗率。本發明結構簡單、拆裝方便、設計合理且測量數據準確、自動化程度高且測量結果精確，能有效解決現有漁船油耗實船測量系統存在的使用操作不便、受環境因素影響、測量準度、精度不高且使用效果不好等多種缺陷和不足。
【專利說明】一種漁船燃油消耗率實船測量系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於涉及燃油消耗率測量【技術領域】，具體是一種漁船燃油消耗率實船測量 系統。
【背景技術】
[0002] 我國是世界上漁船數量最多的國家，年消耗柴油達800多萬噸，燃油消耗成本仍 然是影響海洋漁業發展的最主要因素，也成為制約漁業可持續發展的關鍵問題。
[0003] 柴油機油耗的測量，臺架實驗時通常採用定容積法和定重量法；但在實船油耗測 量中要避免斷開燃油管路、不影響機器正常運行，同時存在運行工況不穩定等諸多不利因 素制約，實船油耗測量始終是一個難點。
[0004] 目前，許多漁船採用從日用油櫃量油的方法，來獲得油耗數據。然而，考慮到環境 的影響因素，其無法準確測量短時間內的油耗，所以，用此方法獲得的油耗數據只能對日常 管理提供參考意見。
[0005] 因此，開發設計一種漁船燃油消耗率實船測量系統，實現燃油消耗的實船監測，對 於提高漁船的技術性能和科學管理具有十分重要的意義和廣泛的應用前景。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是為我國漁船提供一種燃油消耗率實船測量系統及方法，以彌補現 有技術的不足。
[0007] 本發明的技術方案如下：
[0008] -種漁船燃油消耗率實船測量系統，該系統包括位於漁船上的日用油櫃（1)和漁 船發動機（8)，其特徵在於所述的日用油櫃（1)通過三通閥（6)與漁船發動機（8)相連，且 所述的漁船發動機（8)安裝有轉速表（9)、氣壓計（10)、溫溼度計（11)，漁船發動機（8)設 有通向日用油櫃（1)的回油管路，且該回油管路上安裝有流量計（7);還有燃油測量桶（2) 通過三通閥（6)的一端與漁船發動機（8)相連接而供給燃油；所述燃油測量桶（2)與三通 閥（6)之間依次設有單向閥（3)、流量計（4)與電子密度計（5)。
[0009] 上述燃油測量桶（2)上還設有一根帶刻度的連通管（2-1)。
[0010] 上述轉速表（9)與主控器（12-1)相連，該主控器（12-1)還連接有計時電路 (12-3)，按鍵電路（12-6)，所述的按鍵電路（12-6)用於向主控器輸入額定轉速、額定功率、 燃油密度、回油量和進油量，所述主控器（12-1)計算出漁船燃油消耗率，並通過顯示單元 (12-2)進行顯示。
[0011] 利用上述實船測量系統測量漁船燃油消耗率的方法，其特徵在於包括以下步驟：
[0012] 利用三通閥（6)，使漁船發動機（8)的供油從日用油櫃（1)轉換為燃油測量桶 (2)；
[0013] 通過流量計（4)測得燃油測量桶（2)至漁船發動機（8)的進油量￥34，通過電子密 度計（5)測得燃油密度P ;
[0014] 通過轉速表（9)讀取漁船發動機（8)的轉速η ;
[0015] 通過流量計（7)測得漁船發動機（8)的回油量V0 ;
[0016] 持續工作時間為t;
[0017] 然後按照以下公式計算出漁船燃油消耗率：
[0018] 先利用公式P = Cna (1)
[0019] 建立漁船發動機實際功率計算公式，其中
[0020] P-柴油機功率，kW ;
[0021] C 一常數；
[0022] η-柴油機轉速，r/min ;
[0023] a-指數，通常規定取a = 3 ;
[0024] 得到漁船發動機實際功率計算公式Ps = Pe · (ns3/n/) (2)
[0025] 式中：PS-漁船發動機實際功率，kW ;
[0026] Pe-漁船發動機額定功率，kW ;
[0027] ns一漁船發動機實際轉速，r/min ;
[0028] ne一漁船發動機額定轉速，r/min ;
[0029] 再根據下面的燃油消耗率計算公式（每千瓦每小時消耗的燃油量，單位g/kW . h)
[0030] b = 1000V消· P APS · t) (3)
[0031] 計算漁船燃油消耗率：
[0032] b = 1000(V進-V回）· P · neV(Pe · ns3 · t) (4)
[0033] 式中：b-漁船燃油消耗率，gAkW · h);
[0034] Va一漁船發動機進油量，m3 ;
[0035] V回一漁船發動機回油量，m3 ;
[0036] P-燃油密度，kg/m3 ;
[0037] Ps-漁船發動機實際功率，kW ;
[0038] t一漁船發動機運行消耗進油量的時間，h ;
[0039] 從而根據公式（4)計算得到漁船燃油消耗率b。
[0040] 本發明有以下優點：
[0041] 1、結構簡單、拆裝方便、無需斷開漁船發動機燃油管路，避免了斷開管路造成燃油 洩漏而影響漁船發動機的正常運行。
[0042] 2、設計合理、測量數據準確。採用的是流量計式，相較於現有的日用油櫃量油法， 減少了人為操作產生的數據誤差，且流量計抗幹擾能力強，測量結果不受漁船在海上顛簸、 搖晃等環境因素的影響，測量數據準確。
[0043] 3、相較於現有的日用油櫃量油法只測量進油量，本發明採用流量計分別測量漁船 發動機進油量和回油量，燃油消耗率測量結果更科學、更精確。
[0044] 4、測量結果簡單直觀、自動化程度高。採用數據集成顯示單元簡單直觀地顯示流 量、密度、轉速、氣壓、溫溼度等測量數據，並經過運算處理直觀顯示燃油消耗率，有利於提 高漁船的技術性能和科學管理。
[0045] 綜上所述，本發明結構簡單、拆裝方便、設計合理且測量數據準確、自動化程度高 且測量結果精確，能有效解決現有漁船油耗實船測量系統存在的使用操作不便、受環境因 素影響、測量準度、精度不高且使用效果不好等多種缺陷和不足。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046] 圖1本發明的總體結構示意圖。
[0047] 圖2本發明的燃油測量桶構示意圖。
[0048] 圖3本發明的集成控制單元電路原理框圖。
[0049] 其中1日用油櫃，2燃油測量桶，2-1連通管，3單向閥，4流量計1，5電子密度計，6 三通閥，7流量計2,8漁船發動機，9轉速表，10氣壓計，11溫溼度計，12集成控制單元；12-1 主控器，12-2顯示單元，12-3計時電路，12-4額定轉速鍵入，12-5額定功率鍵入，12-6按鍵 電路，12-7燃油密度鍵入，12-8進油量鍵入，12-9回油量鍵入。
【具體實施方式】
[0050] 如圖1、2, 一種漁船燃油消耗率實船測量系統，該系統包括位於漁船上的日用油櫃 (1)和漁船發動機（8)，其特徵在於所述的日用油櫃（1)通過三通閥（6)與漁船發動機（8) 相連，且所述的漁船發動機（8)安裝有轉速表（9)、氣壓計（10)、溫溼度計（11)，漁船發動機 (8)設有通向日用油櫃（1)的回油管路，且該回油管路上安裝有流量計（7);還有燃油測量 桶（2)通過三通閥（6)的一端與漁船發動機（8)相連接而供給燃油；所述燃油測量桶（2) 與三通閥（6)之間依次設有單向閥（3)、流量計（4)與電子密度計（5)。
[0051] 如圖2,所述燃油測量桶2的殼體為一圓柱形殼體，容積根據漁船發動機8功率進 行設計、匹配；還包括垂直安裝在燃油測量桶外壁的連通管2-1，所述連通管2-1底部與燃 油測量桶2底部相連通，所述連通管2-1上均勻地刻有高度刻度。
[0052] 如圖3,上述轉速表（9)對當前漁船發動機轉速進行實時檢測並與主控器（12-1) 相連，該主控器（12-1)還連接有計時電路（12-3)，按鍵電路（12-6)，所述的按鍵電路 (12-6)用於向主控器輸入額定轉速、額定功率、燃油密度、回油量和進油量，所述主控器 (12-1)計算出漁船燃油消耗率，並通過顯示單元（12-2)進行顯示。主控器12-1、與主控器 12-1相連接的顯示單元12-2、計時電路12-3和按鍵電路12-6構成集成控制單元12。採用 集成式按鍵鍵盤，所述按鍵鍵盤上設置有額定轉速鍵入12-4、額定功率鍵入12-5、燃油密 度鍵入12-7、進油量鍵入12-8、回油量鍵入12-9,均與按鍵電路12-6相連接。
[0053] 本發明的具體的工作過程如下：
[0054] 步驟一、準備工作：先檢查日用油櫃1內燃油是否充足，檢查燃油測量桶2內燃油 是否充足；旋擰三通閥6,接通日用油櫃1與漁船發動機8之間的進油管路，使管路充滿燃 油，並檢查管路是否漏油；旋擰三通閥6,接通燃油測量桶2與漁船發動機8之間的進油管 路，打開單向閥3,使管路充滿燃油，檢查管路是否漏油，並記錄此時連通管2-1內燃油液面 高度，記為連通管2-1初始液面高度；記錄流量計4流量，記為流量計4初始流量；記錄電子 密度計讀數。
[0055] 步驟二、關閉單向閥3,旋擰三通閥6,接通日用油櫃1與漁船發動機8之間的進油 管路，啟動漁船發動機8。
[0056] 步驟三、待漁船發動機進入待測工況溫度運行lOmin以後，旋擰三通閥6,接通燃 油測量桶2與漁船發動機8之間的進油管路，同時打開單向閥3,利用燃油測量桶2向漁船 發動機8供油。同時按壓計時電路按鍵，開始計時，記錄此時回油管路流量計7的流量，記 為流量計7初始流量。
[0057] 步驟四、漁船發動機8在待測工況穩定運行所設定時間以後，關閉單向閥3,旋擰 三通閥6,接通日用油櫃1與漁船發動機8之間的進油管路。同時按壓計時電路按鍵，終止 計時；記錄此時連通管2-1內燃油液面高度，記為連通管2-1最終液面高度；記錄流量計4 流量，記為流量計4最終流量；記錄流量計7的流量，記為流量計7最終流量。
[0058] 步驟五、利用流量計4初始流量、最終流量計算進油量；利用流量計7初始流量、最 終流量計算回油量。在集成控制單元12的控制鍵盤上鍵入額定轉速、額定功率、進油量、回 油量，顯示單元顯示漁船發動機燃油消耗率，完成漁船發動機燃油消耗率的實船測量。
[0059] 步驟六、測得進油量Va、燃油密度P、轉速ns、回油量￥ 0、持續工作時間t等數據 之後，按照以下公式計算出漁船燃油消耗率：
[0060] 先利用公式P = Cna (1)
[0061] 建立漁船發動機實際功率計算公式，其中
[0062] P-柴油機功率，kW ;
[0063] C-常數；
[0064] η-柴油機轉速，r/min ;
[0065] a-指數，通常規定取a = 3 ;
[0066] 得到漁船發動機實際功率計算公式Ps = Pe · (ns3/n/) (2)
[0067] 式中：PS-漁船發動機實際功率，kW ;
[0068] Pe-漁船發動機額定功率，kW ;
[0069] ns一漁船發動機實際轉速，r/min ;
[0070] ne一漁船發動機額定轉速，r/min ;
[0071] 再根據下面的燃油消耗率計算公式（每千瓦每小時消耗的燃油量，單位g/kW . h)
[0072] b = 1000V消· P APS · t) (3)
[0073] 計算漁船燃油消耗率：
[0074] b = 1000 (V 進 _V 回）-p - ne / (Pe - rij； - t) (4)
[0075] 式中：b-漁船燃油消耗率，gAkw · h);
[0076] Va一漁船發動機進油量，m3 ;
[0077] V0一漁船發動機回油量，m3 ;
[0078] P-燃油密度，kg/m3 ;
[0079] Ps-漁船發動機實際功率，kW ;
[0080] t一漁船發動機運行消耗進油量的時間，h ;
[0081] 從而根據公式（4)計算得到漁船燃油消耗率b。
【權利要求】
1. 一種漁船燃油消耗率實船測量系統，該系統包括位於漁船上的日用油櫃（1)和漁船 發動機（8)，其特徵在於所述的日用油櫃（1)通過三通閥（6)與漁船發動機（8)相連，且所 述的漁船發動機（8)安裝有轉速表（9)、氣壓計（10)、溫溼度計（11)，漁船發動機（8)設有 通向日用油櫃（1)的回油管路，且該回油管路上安裝有流量計（7);還有燃油測量桶（2)通 過三通閥（6)的一端與漁船發動機（8)相連接而供給燃油；所述燃油測量桶（2)與三通閥 (6)之間依次設有單向閥（3)、流量計（4)與電子密度計（5)。
2. 如權利要求1所述的漁船燃油消耗率測量系統，其特徵在於上述燃油測量桶（2)上 還設有一根帶刻度的連通管（2-1)。
3. 如權利要求1所述的漁船燃油消耗率測量系統，其特徵在於上述轉速表（9)與主控 器（12-1)相連，該主控器（12-1)還連接有計時電路（12-3)，按鍵電路（12-6)，所述的按鍵 電路（12-6)用於向主控器輸入額定轉速、額定功率、燃油密度、回油量和進油量，所述主控 器（12-1)計算出漁船燃油消耗率，並通過顯示單元（12-2)進行顯示。
4. 利用權利要求1所述的實船測量系統測量漁船燃油消耗率的方法，其特徵在於包括 以下步驟： 利用三通閥（6)，使漁船發動機（8)的供油從日用油櫃（1)轉換為燃油測量桶（2); 通過流量計（4)測得燃油測量桶（2)至漁船發動機（8)的進油量￥34，通過電子密度計 (5)測得燃油密度P ; 通過轉速表（9)讀取漁船發動機（8)的轉速η ; 通過流量計（7)測得漁船發動機（8)的回油量V0 ; 持續工作時間為t ; 然後按照以下公式計算出漁船燃油消耗率： 先利用公式P = Cna (1) 建立漁船發動機實際功率計算公式，其中 P-柴油機功率，kW ; C 一常數； η一柴油機轉速，r/min ; a一指數，通常規定取a = 3 ; 得到漁船發動機實際功率計算公式Ps = Pe · (ns3/ne3) (2) 式中：PS-漁船發動機實際功率，kW ; Pe-漁船發動機額定功率，kW ; ns一漁船發動機實際轉速，r/min ; ne一漁船發動機額定轉速，r/min ; 再根據下面的燃油消耗率計算公式（每千瓦每小時消耗的燃油量，單位g/kW . h) b = 1000V 消· P APS · t) (3) 計算漁船燃油消耗率： b = 1000 (V 進-V 回）· p · ne3/(Pe · ns3 · t) (4) 式中：b-漁船燃油消耗率，gAkW · h); 漁船發動機進油量，m3 ; 乂0-漁船發動機回油量，m3 ; P-燃油密度，kg/m3; Ps-漁船發動機實際功率，kW ; t一漁船發動機運行消耗進油量的時間，h ; 從而根據公式（4)計算得到漁船燃油消耗率b。
【文檔編號】G01F9/00GK104089668SQ201410381232
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年8月5日 優先權日:2014年8月5日
【發明者】宋協法, 董登攀 申請人:中國海洋大學