發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法

王兆遠(yuǎn) 葉輝

摘要：為快速準(zhǔn)確評(píng)價(jià)機(jī)油與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配情況，以某2.0 L柴油機(jī)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，測(cè)試并改進(jìn)機(jī)油配方，考核機(jī)油綜合性能，并進(jìn)行實(shí)車(chē)道路驗(yàn)證。以機(jī)油針對(duì)性評(píng)價(jià)要求為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)以全速全負(fù)荷工況、中間轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩工況為主，道路行駛常用工況、煙度極值工況、怠速工況為輔的臺(tái)架試驗(yàn)循環(huán)。通過(guò)機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)得機(jī)油性能參數(shù)與實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)的吻合度較高，并具有一定的苛刻度，可等效替代實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：機(jī)油；綜合性能；臺(tái)架試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TK428.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-6397（2024）02-0078-07

引用格式：王兆遠(yuǎn)，葉輝.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法［J］.內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置，2024，41（2）：78-84.

WANG Zhaoyuan， YE Hui. Evaluation method for comprehensive performance of engine oil by bench test［J］.Internal Combustion Engine & Powerplant， 2024，41（2）：78-84.

0 引言

機(jī)油是發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑的主要介質(zhì)，其性能影響發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和排放。機(jī)油除潤(rùn)滑外，還具有冷卻、密封、防腐蝕、減震等功能：在運(yùn)動(dòng)副之間形成連續(xù)不斷的油膜，減少摩擦，降低磨損，減少動(dòng)力消耗；流過(guò)零部件表面帶走熱量，降低溫度；清洗摩擦面油泥、漆膜、金屬粉粒等，并分散成小顆粒懸浮在機(jī)油中；防止水分和其他雜物進(jìn)入，輔助活塞環(huán)密封，防止燃?xì)膺M(jìn)入曲軸箱；使金屬表面與空氣隔離開(kāi)，中和酸性物質(zhì)，對(duì)氧化產(chǎn)物增溶，防止氧化；吸收軸承及發(fā)動(dòng)機(jī)其它部件的振動(dòng)，減小發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲；在液壓系統(tǒng)中，機(jī)油還是傳遞動(dòng)力的介質(zhì)^[1-2]。

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)油的規(guī)格等級(jí)不斷提高。只有通過(guò)了某一規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，才能判斷機(jī)油各項(xiàng)性能是否滿足該規(guī)格通用標(biāo)準(zhǔn)要求。不同品牌、相同規(guī)格的機(jī)油滿足該規(guī)格通用標(biāo)準(zhǔn)要求，但與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配效果存在差異。在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要對(duì)機(jī)油進(jìn)行針對(duì)性試驗(yàn)驗(yàn)證，考察機(jī)油與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配效果，避免因機(jī)油不匹配造成的發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，甚至損壞。目前對(duì)機(jī)油的評(píng)價(jià)大多側(cè)重于節(jié)能方面，針對(duì)機(jī)油使用性能的評(píng)價(jià)較少，且通常是在發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)中搭載驗(yàn)證，缺乏專(zhuān)項(xiàng)評(píng)價(jià)。機(jī)油通用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的項(xiàng)目較多，整車(chē)實(shí)際道路測(cè)試成本較高，因此，設(shè)計(jì)一種既能客觀準(zhǔn)確評(píng)價(jià)機(jī)油性能，又能節(jié)省時(shí)間和成本的臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，更具有現(xiàn)實(shí)工程意義。

1 機(jī)油針對(duì)性評(píng)價(jià)要求

機(jī)油由基礎(chǔ)油和添加劑構(gòu)成，基礎(chǔ)油與添加劑的良好適配可提高機(jī)油的綜合性能。機(jī)油的各項(xiàng)性能應(yīng)在換油周期內(nèi)保持穩(wěn)定。在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，有針對(duì)性地設(shè)定評(píng)價(jià)工況，可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)機(jī)油與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配效果。

1.1 適當(dāng)黏度

黏度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫起動(dòng)性、低溫泵送性、抗磨損性能和摩擦損失。應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)、使用環(huán)境選擇合適的機(jī)油黏度等級(jí)，比如增壓發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)溫度和壓力高，若潤(rùn)滑油黏度過(guò)小造成機(jī)油流失，摩擦面不能形成足夠厚的油膜，影響發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性。機(jī)油黏度受基礎(chǔ)油黏度指數(shù)及添加劑黏度指數(shù)影響，溫度升高，黏度降低，溫度下降，黏度增大^[3]。在進(jìn)行目標(biāo)機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)設(shè)置較大的機(jī)油溫度邊界，同時(shí)結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩，設(shè)定相應(yīng)的測(cè)試工況和循環(huán)，考察機(jī)油不同溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷下的黏度性能及保持性。

1.2 氧化安定性

氧化安定性是指機(jī)油抵抗氧化作用、保持自身性質(zhì)不發(fā)生永久性變化的能力^[4]。氧化變質(zhì)可使機(jī)油功能下降甚至功能喪失，導(dǎo)致破壞零部件，損傷發(fā)動(dòng)機(jī)。添加優(yōu)異的抗氧化劑，可使機(jī)油保持良好的氧化安定性。在進(jìn)行目標(biāo)機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)高溫高速高負(fù)荷工況，考察機(jī)油的熱氧化安定性^[5]。

1.3 清凈分散性

清凈分散性是指機(jī)油分散、疏松、移走零部件表面雜質(zhì)，并使雜質(zhì)不在機(jī)油內(nèi)聚集的能力。機(jī)油清凈分散性差，將造成機(jī)油泵送困難、潤(rùn)滑不良、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件損傷。添加優(yōu)異的清凈劑、分散劑，能夠使機(jī)油保持良好清凈分散性能。在進(jìn)行目標(biāo)機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)選擇、設(shè)計(jì)可增加機(jī)油雜質(zhì)的測(cè)試工況，如選擇發(fā)動(dòng)機(jī)煙度較大工況，考察機(jī)油在一定分散壓力下的性能。

1.4 極壓抗摩性和剪切安定性

發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑分為流體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑3種形式，其中高溫、高壓下的邊界潤(rùn)滑即為極壓潤(rùn)滑。機(jī)油在極壓潤(rùn)滑下的抗摩性稱(chēng)為極壓性。邊界潤(rùn)滑的關(guān)鍵在于保護(hù)層的形成，保護(hù)層包括吸附膜、氧化層或者表面反應(yīng)膜。極壓抗摩劑、摩擦改進(jìn)劑的應(yīng)用，可提升機(jī)油的性能^[6]。剪切安定性是指油品抵抗剪切作用，保持黏度以及和黏度有關(guān)性質(zhì)不變的能力。在進(jìn)行目標(biāo)機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)選擇、設(shè)計(jì)可考察機(jī)油邊界潤(rùn)滑條件性能的測(cè)試工況，如低速低負(fù)荷、起停工況等。

機(jī)油還應(yīng)具有良好的抗泡性、燃油兼容性、抗酸中和性等。在進(jìn)行機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)時(shí)，可設(shè)計(jì)瞬態(tài)工況，增加機(jī)油在極端工作環(huán)境的占比。

通過(guò)試驗(yàn)后機(jī)油理化參數(shù)（酸堿值、金屬含量等）的變化、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)副磨損情況，對(duì)機(jī)油及發(fā)動(dòng)機(jī)零部件評(píng)分，綜合評(píng)價(jià)機(jī)油性能。

2 機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)試驗(yàn)工況時(shí)，首先篩選機(jī)油的針對(duì)性評(píng)價(jià)工況，再進(jìn)行工況整合、循環(huán)工況設(shè)計(jì)、循環(huán)邊界細(xì)化。根據(jù)機(jī)油及其匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)定機(jī)油綜合性能試驗(yàn)方法框架，如表1所示。

應(yīng)根據(jù)機(jī)油的使用邊界條件，設(shè)定高溫、低溫工況，溫度覆蓋范圍越大越好；高速、低速工況應(yīng)能覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)使用范圍，宜選擇怠速、最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速工況；煙度極值工況，可根據(jù)目標(biāo)機(jī)油所匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的煙度map，選擇煙度極值區(qū)域內(nèi)的工況；模擬車(chē)輛開(kāi)開(kāi)停停工況，可根據(jù)整車(chē)的典型車(chē)速所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況進(jìn)行選擇。

部分工況能夠針對(duì)性評(píng)價(jià)機(jī)油的多項(xiàng)性能，設(shè)計(jì)測(cè)試循環(huán)時(shí)，可增大工況在試驗(yàn)循環(huán)內(nèi)的時(shí)間占比，如高溫高速高負(fù)荷可對(duì)機(jī)油黏度、氧化安定性、剪切安定性3項(xiàng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，可針對(duì)性設(shè)定2～3個(gè)高溫高速高負(fù)荷工況，或一個(gè)工況重復(fù)試驗(yàn)，或延長(zhǎng)工況試驗(yàn)時(shí)間；對(duì)于相近工況，可根據(jù)具體情況簡(jiǎn)化合并為一個(gè)工況，相應(yīng)增大工況在試驗(yàn)循環(huán)內(nèi)的時(shí)間占比，如低溫低速低負(fù)荷、車(chē)輛開(kāi)開(kāi)停停、煙度極值3個(gè)工況在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性map圖中處于相近位置，因此，在保證煙度達(dá)標(biāo)情況下，將低速低負(fù)荷工況與煙度極值工況合并為一個(gè)工況，并適當(dāng)增加工況在循環(huán)測(cè)試中的時(shí)間占比。

設(shè)計(jì)試驗(yàn)循環(huán)時(shí)，還需要考慮工況與機(jī)油的實(shí)際使用場(chǎng)景的關(guān)系：怠速低溫工況、模擬車(chē)輛開(kāi)開(kāi)停停工況，可以選擇發(fā)動(dòng)機(jī)匹配車(chē)輛常用車(chē)速對(duì)應(yīng)的工況，并對(duì)機(jī)油溫度等邊界模擬設(shè)定；試驗(yàn)循環(huán)總時(shí)間應(yīng)能反映整個(gè)換油周期機(jī)油的理化變化，且具有一定安全系數(shù)^[7]。

總體來(lái)說(shuō)，工況選擇設(shè)定應(yīng)具有代表性、實(shí)際使用關(guān)聯(lián)性、覆蓋性，試驗(yàn)循環(huán)具有一定苛刻度、安全系數(shù)。

2.2 試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)

以某2.0 L柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，其技術(shù)參數(shù)如表2所示。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)、所搭載車(chē)輛的路譜數(shù)據(jù)，按照平均原則確定各工況時(shí)間，初步設(shè)計(jì)擬匹配機(jī)油的綜合性能試驗(yàn)工況，如表3所示，一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)時(shí)間為4 h。

機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮：1）增加機(jī)油溫度的振蕩頻率，低溫工況、高溫工況切換更頻繁，相似工況合并；2）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況與整車(chē)工況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，參考標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)中城市、城郊、高速工況的時(shí)間占比（3：3：4），調(diào)整測(cè)試循環(huán)內(nèi)工況的時(shí)間占比；3）結(jié)合待評(píng)價(jià)機(jī)油換油周期，設(shè)計(jì)試驗(yàn)循環(huán)總時(shí)間。根據(jù)上述工況設(shè)定原則及權(quán)重占比，結(jié)合機(jī)油在整車(chē)上的實(shí)際使用情況進(jìn)行對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果如表4所示。

優(yōu)化后方案選取全速全負(fù)荷工況、中間轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩工況，不僅滿足高溫高速高負(fù)荷要求，還可提高機(jī)油劣化考核的苛刻度；道路行駛常用工況、煙度極值工況、怠速工況依次跟隨高速高溫高負(fù)荷工況，增加機(jī)油溫度振蕩頻率提高試驗(yàn)循環(huán)的安全系數(shù)；一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)時(shí)間為8 h，工況間的轉(zhuǎn)換時(shí)間控制為5 s。機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)工況如圖1所示。

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況與整車(chē)車(chē)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)應(yīng)模擬的行駛里程，根據(jù)擬評(píng)價(jià)機(jī)油的設(shè)計(jì)換油周期，考慮一定的安全系數(shù)，確定試驗(yàn)總時(shí)長(zhǎng)。待評(píng)價(jià)機(jī)油的保養(yǎng)周期設(shè)計(jì)為4萬(wàn)km，安全系數(shù)為1.2，則試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為400 h，試驗(yàn)?zāi)M行駛里程為4.8萬(wàn)km。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

選擇CK-4 10W-40型號(hào)機(jī)油，按圖1所示試驗(yàn)工況進(jìn)行機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)中監(jiān)控機(jī)油壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)功率等參數(shù)，定時(shí)采集機(jī)油樣品，前期每80 h采集1次，160 h后每40 h采集1次，進(jìn)行理化檢測(cè)，試驗(yàn)后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解檢測(cè)。

3.1 首次試驗(yàn)及機(jī)油配方改進(jìn)

在首輪機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)過(guò)程中，柴油機(jī)出現(xiàn)增壓壓力、額定工況下功率和進(jìn)氣量下降，增壓器結(jié)焦等問(wèn)題，原因?yàn)闄C(jī)油氧化安定性、清凈分散性較差。

優(yōu)化機(jī)油配方，提高基礎(chǔ)油中Ⅲ類(lèi)基礎(chǔ)油比例，增加添加劑中抗氧化劑、清凈分散劑比例，從基礎(chǔ)油及添加劑2方面同時(shí)提高機(jī)油的抗氧化性能、清凈分散性能。機(jī)油配方調(diào)整符合技術(shù)規(guī)則，不需要額外進(jìn)行美國(guó)石油學(xué)會(huì)臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證。

進(jìn)行新配方機(jī)油理化試驗(yàn)，采用高壓差示掃描量熱法測(cè)得的機(jī)油氧化誘導(dǎo)期比原來(lái)延長(zhǎng)40%。新、舊配方機(jī)油性能試驗(yàn)對(duì)比如圖2所示。由圖2可知：新配方機(jī)油的氧化安定性、清凈分散性滿足要求，可以用于機(jī)油綜合性能試驗(yàn)。

3.2 新配方機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)臺(tái)架試驗(yàn)

3.2.1 機(jī)油溫度及壓力

按試驗(yàn)要求對(duì)新配方機(jī)油進(jìn)行綜合性能試驗(yàn)，新配方機(jī)油試驗(yàn)過(guò)程中溫度、壓力變化如圖3所示。

由圖3可知：試驗(yàn)工況的過(guò)渡時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間可以正常實(shí)現(xiàn)；試驗(yàn)過(guò)程中，機(jī)油溫度在40～130 ℃波動(dòng)，機(jī)油壓力在150～450 kPa波動(dòng)，符合實(shí)際，表明設(shè)計(jì)的機(jī)油綜合性能試驗(yàn)工況科學(xué)合理。

3.2.2 機(jī)油黏度及煙炱含量

機(jī)油黏度是形成流體潤(rùn)滑的關(guān)鍵。受發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的剪切作用，機(jī)油中的大分子物質(zhì)部分被剪切，機(jī)油黏度短暫下降，但是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，高溫及有氧環(huán)境使機(jī)油逐漸老化，從而導(dǎo)致機(jī)油黏度增大^[8]。新配方機(jī)油綜合性能試驗(yàn)的機(jī)油運(yùn)動(dòng)黏度、煙炱含量變化如圖4所示。由圖4可知：通過(guò)煙度極值工況的設(shè)定，機(jī)油內(nèi)煙炱質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加，可用于考察機(jī)油清凈分散性；機(jī)油運(yùn)動(dòng)黏度總體呈增大趨勢(shì)，在考核周期內(nèi)，運(yùn)動(dòng)黏度的增幅小于20%。

3.2.3 機(jī)油酸值和堿值

機(jī)油堿值（以KOH計(jì)）是表示機(jī)油中和能力的一個(gè)指標(biāo)，可以間接表示清凈分散劑的含量^[8]。堿值一般隨機(jī)油的使用持續(xù)下降，下降到下限時(shí)，應(yīng)更換機(jī)油。酸值（以KOH計(jì)）表示機(jī)油中酸性物質(zhì)的總量，用以衡量機(jī)油的氧化安定性。當(dāng)酸值增加到一定值時(shí)，應(yīng)更換機(jī)油。新配方機(jī)油綜合性能試驗(yàn)酸值、堿值變化如圖5所示。由圖5可知：新配方機(jī)油通過(guò)400 h試驗(yàn)，堿值下降，酸值上升，符合機(jī)油酸堿值變化規(guī)律。

3.2.4 機(jī)油硝化值和氧化值

機(jī)油硝化值、氧化值直接反應(yīng)機(jī)油的老化情況^[9]。通過(guò)紅外光譜檢測(cè)在用油中的氧化物和硝化物的相對(duì)生成量，可以預(yù)測(cè)機(jī)油在使用過(guò)程中老化衰敗的情況。機(jī)油運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，油品黏度越大，產(chǎn)生懸浮物增多，油品變黑。

機(jī)油老化后，在進(jìn)行紅外分析時(shí)，往往出現(xiàn)譜圖的透過(guò)率差、基線偏低、吸收峰小等現(xiàn)象，氧化值、硝化值增加緩慢或降幅變小^[10-11]。新配方機(jī)油經(jīng)過(guò)400 h臺(tái)架試驗(yàn)考核后，氧化值、硝化值變化情況如圖6所示。由圖6可知：機(jī)油氧化值、硝化值總體平穩(wěn)上升，符合機(jī)油氧化值和硝化值理論變化規(guī)律，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，氧化值和硝化值為20～25 A/cm（A為吸收值）。

第160 小時(shí)油樣的煙炱含量稍高于第80、240小時(shí)油樣，且黏度、酸值、堿值異于總體趨勢(shì)，應(yīng)為取樣、檢測(cè)過(guò)程人為因素導(dǎo)致，剔除此數(shù)據(jù)的各參數(shù)變化趨勢(shì)合理。試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)性能正常，試驗(yàn)后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解，運(yùn)動(dòng)副磨損正常，油底殼、增壓器、活塞等零部件潔凈性良好。

3.3 實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)

使用新配方機(jī)油進(jìn)行里程為4.25萬(wàn)km的實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)，試驗(yàn)道路包括高速環(huán)路和強(qiáng)化路，檢測(cè)機(jī)油黏度、煙炱、堿值、酸值、氧化值和硝化值，與機(jī)油臺(tái)架綜合性能試驗(yàn)（按模擬里程轉(zhuǎn)化各性能指標(biāo)）相對(duì)比，分析機(jī)油綜合性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法的合理性。

3.3.1 機(jī)油黏度及煙炱

機(jī)油臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)車(chē)試驗(yàn)的黏度、煙炱對(duì)比如圖7所示。由圖7可知：實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)的機(jī)油黏度整體呈現(xiàn)先下降又較緩慢增加的過(guò)程，相較于臺(tái)架試驗(yàn)較多的高溫高負(fù)荷工況，實(shí)車(chē)試驗(yàn)工況對(duì)機(jī)油的氧化老化相對(duì)緩和；實(shí)車(chē)試驗(yàn)的煙炱最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.61%，約為臺(tái)架試驗(yàn)煙炱最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)的50%，表明臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行的煙度極值工況設(shè)定，達(dá)到了模擬并適度嚴(yán)苛實(shí)際使用情況的目的。

3.3.2 機(jī)油堿值和酸值

機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)車(chē)試驗(yàn)堿值、酸值變化如圖8所示。由圖8可知：實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)的堿值下降速度快于臺(tái)架試驗(yàn)，表明此實(shí)車(chē)試驗(yàn)工況對(duì)清凈分散劑等添加劑的消耗速度更快，臺(tái)架試驗(yàn)方法可結(jié)合多種行車(chē)試驗(yàn)的環(huán)境因素及試驗(yàn)邊界進(jìn)行優(yōu)化；酸值增加值基本與臺(tái)架試驗(yàn)相當(dāng)。

3.3.3 機(jī)油氧化值、硝化值

機(jī)油行車(chē)試驗(yàn)氧化值、硝化值變化情況如圖9所示。由圖9可知：實(shí)車(chē)試驗(yàn)中，氧化值、硝化值總體平穩(wěn)上升，在30 000 km時(shí)增幅較大；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，硝化值約為20A/cm，氧化值約為15A/cm；臺(tái)架試驗(yàn)后機(jī)油氧化值、硝化值略高于實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)結(jié)果，表明機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況，并有一定的苛刻度，可用臺(tái)架試驗(yàn)代替實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)。

綜上所述，機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)與實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)的吻合度較高，并能有一定的、合理的苛刻度，較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的同步開(kāi)發(fā)。

對(duì)通過(guò)臺(tái)架驗(yàn)證的新配方機(jī)油進(jìn)行為期1 a的市場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證。新配方機(jī)油性能良好，機(jī)油與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配合理，老化速度符合換油周期設(shè)定，未出現(xiàn)因潤(rùn)滑不良造成的發(fā)動(dòng)機(jī)故障，從而驗(yàn)證了機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)方法可快速有效評(píng)估機(jī)油的性能。

4 結(jié)論

1）設(shè)計(jì)以全速全負(fù)荷工況，中間轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩工況為主，道路行駛常用工況、煙度極值工況依次跟隨高速高溫高負(fù)荷工況的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，并對(duì)新配方機(jī)油進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)油各參數(shù)合理，表明設(shè)定的機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法切實(shí)可行。

2）機(jī)油綜合性能臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法能夠?qū)Ψ贤ㄓ脴?biāo)準(zhǔn)的機(jī)油與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，有效避免機(jī)油匹配不良造成的發(fā)動(dòng)機(jī)故障。該評(píng)價(jià)方法雖然難以完全模擬整車(chē)實(shí)際道路行駛情況，但可以在整車(chē)未具備驗(yàn)證條件下提前開(kāi)展臺(tái)架試驗(yàn)，操作便利，優(yōu)化驗(yàn)證速度快，試驗(yàn)周期短，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。

3）通過(guò)對(duì)機(jī)油理化參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)副評(píng)分，可量化評(píng)價(jià)機(jī)油老化情況及其與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：240-241.

[2]謝欣，武志強(qiáng)，王立華，等.ILSAC節(jié)能車(chē)用潤(rùn)滑油和發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架評(píng)定技術(shù)的進(jìn)展[J].石油煉制與化工，2011，42（8）：7-11.

[3]房程程，王次安，王宏大，等.某汽油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2017（18）：28-30.

[4]楊躍濱.國(guó)Ⅴ柴油機(jī)正向開(kāi)發(fā)中潤(rùn)滑系統(tǒng)的分析研究[D].天津：天津大學(xué)，2014.

[5]頡敏杰.汽油機(jī)油高溫氧化性能試驗(yàn)方法的研究[J].合成潤(rùn)滑材料，2015，42（3）：12-15.

[6]石俊峰.汽車(chē)潤(rùn)滑解碼[M].3版.北京：中國(guó)石化出版社，2020.

[7]劉團(tuán)結(jié)，王兆遠(yuǎn)，葉輝.發(fā)動(dòng)機(jī)油換油周期評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)應(yīng)用-模擬整車(chē)工況[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2021，46（19）：67-70.

[8]楊慧青，王亞萍，俞巧珍.發(fā)動(dòng)機(jī)油換油指標(biāo)的研究[J].石油商技，2011，29（3）：30-39.

[9]金鵬，徐小紅，湯仲平，等.長(zhǎng)換油期柴油機(jī)油的研究及應(yīng)用[J].潤(rùn)滑油，2016，31（3）：8-11.

[10]馮心憑，戴月菊，周毅.用差示紅外光譜法測(cè)定舊汽油機(jī)油中氧化值和硝化值[J].石油與天然氣化工，2002（3）：154-155.

[11]中國(guó)石化總公司銷(xiāo)售公司.用過(guò)的內(nèi)燃機(jī)油中氧化值和硝化值的測(cè)定法（紅外光譜法）：SH/T 0070—91[S].北京：中國(guó)石化出版社，1991.

Evaluation method for comprehensive performance of engine oil

by bench test

WANG Zhaoyuan，YE Hui

AnHui JiangHuai Automobile Co.， Ltd.， Hefei 230601， China

Abstract：In order to quickly and accurately evaluate the matching situation between the engine and engine oil， a comprehensive oil performance test method by bench test is designed for a 2.0 L diesel engine. The engine oil formula is tested and improved， and the comprehensive oil performance is evaluated and verified on real vehicle roads. Based on the targeted evaluation requirements of engine oil， a bench test cycle is designed in full speed-full load condition， high torque condition at intermediate speed as the main working cordition， and commonly used road driving condition， extreme smoke condition， and idle condition as auxiliary. The oil performance parameters measured through the comprehensive performance bench test have a high degree of agreement with the actual road test， and show a certain degree of harshness， which can effectively replace the evaluation of the actual road test.

Keywords：engine oil; comprehensive performance; bench test

（責(zé)任編輯：臧發(fā)業(yè)）