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3.1 I型开式碳平衡油耗仪
I型开式碳平衡油耗仪基于Vmas原理，由排气浓度测量装置、稀释排气流量测量装置、测控系统构成(图2) I型开式碳平衡油耗仪采样管（尾气稀释管）不与受检汽车排气管密闭联接，通过风机将汽车尾气和环境空气一同吸入尾气稀释管，形成稀释尾气，通过流量测量装置测得稀释尾气的流盆，稀释尾气流最测量装置中的氧传感器同时测量稀释尾气中氧浓度。尾气浓度测量装置的采样探头直接插入汽车排气管采集汽车原始尾气，测量汽车原始尾气中的O2\CO2,Co,HC浓度．最终通过测控系统对采集的数据进行处理和油耗计算。
I型开式碳平衡油耗仪中测取的是稀释尾气的流量和原始尾气中含碳气体的浓度。需根据稀释尾气流的稀释比（即环境空气与原始尾气的混合比．见式1),将稀释尾气流量换算为原始排气流量．见式2再与原始尾气浓度计算排气质量。稀释排气的稀释比根据原始尾气氧浓度、环境空气氧浓度（测试前由稀释尾气装置中氧传感器测得）和稀释排气氧浓度计算求得。
稀释比DR:
DR=Oa-Od/Oa-Or (1)
式中：0a,为环境空气中氧浓度，％；
0d为稀释排气氧浓度，％；
0r为原始排气氧浓度，％。
汽车原始排气体积流量Qe:
QE=Qn.DR. (2)
式中：Qn为汽车稀释尾气流量(标况下)。
I型开式碳平衡油耗仪与串接油耗计在底盘测功机上进行实车油耗比对测试表明．氧浓度测量的微小误差通过稀释比成倍放大油耗误差．从表1可见，稀释氧浓度微小的变化量就会引起油耗测量结果的大幅波动，另外．由于氧传感器的自身结构特点．柴油车排放的污染物会对氧传感器使用寿命产生影响。
3.2 II型开式碳平衡油耗仪
根据稀释排气流量和稀释排气含碳气体浓度算得的汽车尾气中含碳气体质量应等于按汽车原始排气流量和原始排气含碳气体的浓度算得的汽车排气含碳气体质量，基于这种质量守衡的思路开发了II型开式碳平衡油耗仪。II型开式碳平衡油耗仪由稀释排气流量测量装置、稀释排气流量控制系统、排气含碳气体浓度测量装置、测控子系统构成，其测试原理类似CVS系统。从图3可见，风机将汽车原始尾气与环境空气一同吸入尾气稀释管．在稀释管道中混合成稀释尾气气流，稀释尾气气流经流量传感器，实时测得稀释尾气流量。尾气含碳气体浓度测量系统的取样探头插入稀释尾气气流中，从稀释尾气气流中提取的样气．经导管送至含碳气体浓度测量装置测得气体浓度，由测控子系统进行数据采集、油耗计算。
