NB/SH/T 0893-2015 乘用车直喷柴油发动机油中温分散性评定法
本标准规定了使用标致 DV4 TD 发动机评定由于烟炱引起的柴油机油黏度增长和活塞清净性的试验方法（第1章）。
证据说明：本页内容依据起源标物库内该标准原文整理（标注「〔待核〕」处为 〔原文不清〕），个别数值与现行状态请以标准原页和产品证书为准。
适用范围
本标准规定了使用标致 DV4 TD 发动机评定由于烟炱引起的柴油机油黏度增长和活塞清净性的试验方法（第1章）。 本标准适用于评定柴油机油中温分散性能（第1章）。 注：本标准除压力单位外均采用国际单位制［SI］单位，压力单位为 bar 或 mbar（第1章）。 不适用：现有资料未提供。
方法原理
每次试验使用新发动机。先进行 10 h 的磨合试验，再进行 120 h 的正式试验。每 30 min 一个循环，包括怠速和全速全负荷 2 个工况，试验共 240 个循环。每 24 h 采样 90 mL，检测 100 ℃运动黏度和烟炱含量。通过线性插值法计算发动机油在 6% 烟炱含量下的 100 ℃运动黏度增长。试验结束后，解体发动机，对活塞沉积物进行评分（第4章）。
主要仪器
试验发动机 6.1.1 使用的是 PSA 涡轮增压直喷 1.4 L 柴油发动机，使用在欧版 Peugeot 206（标致 206）车型上。其型号及技术参数见表 1。 6.1.2 气缸头由轻质铝合金构成。顶置凸轮轴通过滚轴摇臂操控进气门和排气门。凸轮与摇臂之间通过液压挺柱连接。活塞内顶部通过机油喷嘴将机油喷洒到金属表面进行冷却。活塞环组由表面镀铬截面为梯形的第一道环、球墨铸铁截面为矩形的第二道环以及与膨胀圈一体的控油环组成。 6.1.3 喷射参数由发动机电子控制单元（ECU）控制。该 ECU 经过改造降低了燃油喷射压力并且增加了排气烟度。 6.1.4 发动机零配件应由标致雪铁龙发动机公司（PCM）零配件供应商提供，不得使用替代品。 表1 发动机型号及技术参数 | 名称 | 参数 | |---|---| | 发动机型号 | DV4 TD/L4 | | 气缸数量 | 4 | | 缸径/mm | 73.7 | | 冲程/mm | 82 | | 排量/cm³ | 1398 | | 燃油喷射系统 | Bosch EDC16 共轨直喷 | | 功率/kW | 50 | | 扭矩/(N·m) | 150 | 6.2 发动机的安装：发动机应垂直安装在台架上，通过橡胶支架固定。后方的支架位于齿轮箱体上。缸体后方和曲轴轴线上几个点的坐标见图 D.1。发动机和汽车线束图见图 D.5。 6.3 冷却系统 6.3.1 车用的冷却器应由一个水—水热交换器取代。热交换器的型号为 Bowman FH 300/3282-2，并且带有一个自带的膨胀室（见图 D.2、图 D.3 和图 D.4）。冷却回路的压力应为 1.0 bar±0.1 bar。冷却水压力系统设计方案见图 D.6。 6.3.2 保留原发动机的冷却液恒温机构。应使用一个旁通回路来模拟汽车的热循环。在两个加热回路连接处的橡皮管内有一个校准孔（见图 D.7）。 6.4 机油系统：机油冷却换热器应由装配在一个连接盘上的片式机油冷却器（11 片）替代。连接盘的设计图见图 D.8、图 D.9 和图 D.10。机油外部回路图见 D.8 中 h）。建议将油水热交换器连接到一个独立的冷却回路。机油温度在主油道测量并且通过 PID 控制阀调节。为了避免在试验过程中加机油，将油底壳改造扩容，设计图见图 D.17。 6.5 进气系统及涡轮增压器 6.5.1 发动机进气系统中在涡轮增压器出口和进气歧管之间安装了一个改造的连接管。这个改造的连接管带有进气温度和增压压力测量孔。此零件图见图 D.11、图 D.12、图 D.13 和图 D.14。为了调整涡轮增压器增压压力，不应在空气流量传感器和发动机进气歧管之间有任何的漏气。 6.5.2 建议在试验开始前将涡轮增压器废气门螺杆调节至末端余留 5 个螺纹。空气滤清器入口的温度应控制（一般在 30 ℃~40 ℃之间）以使增压空气温度维持在 120 ℃±5 ℃。 6.6 窜气流量测量系统：窜气量在循环阶段结束时进行测量，窜气量测试仪在摇臂盖和涡轮增压器进口之间连接。建议使用较短的管路（典型长度 2 m）。在试验阶段和测量阶段窜气都应回到进气系统。 6.7 排气系统 6.7.1 将废气再循环系统（EGR）阀断开。将 EGR 管路全部拆除，用隔板将 EGR 进口和出口充分地密封。排气管、烟度测量点以及排气背压等都应按照图 D.18 布置。排气温度应在涡轮增压器前部测量。 6.7.2 在测量烟度时，AVL415 或 AVL415S 烟度测量仪均可使用。该仪器的安装及操作方法应按照奥地利李斯特公司（AVL）提供的仪器说明书中所描述的进行。烟度测量点应位于涡轮增压出口处 1700 mm±300 mm 处。烟度测量点与 AVL 烟度仪之间的采样管路的长度应为 1300 mm±300 mm。AVL 烟度仪应使用非加热的采样线路。建议该仪器运转在自动采样模式下，并且每次报告 3 个样品的平均测量值。若使用 AVL415S 烟度仪，实验室应确保该读数与 AVL415 烟度仪相关联。 6.8 燃油系统：燃油入口温度通过换热器控制在 32 ℃±2 ℃。温度传感器安装在燃油冷却器出口离发动机正时皮带罩上方接口前大约 1 m 处。燃油流量需要进行测量并在燃油泵和喷油器的回油线路上安装一个排气装置。 6.9 传感器的安装 6.9.1 温度传感器见表 2。 | 标识 | 位置 | 参考 | 范围 | 不确定度 | |---|---|---|---|---| | 冷却液入口温度/℃ | 发动机入口前 180 mm±30 mm | 图 D.15 | -10~200 | 1.5（A级） | | 冷却液出口温度/℃ | 发动机出口后 250 mm±30 mm | 图 D.15 | -10~200 | 1.5（A级） | | 主油道温度/℃ | 在主油道内的原机油传感器位置 | 图 D.15 | -10~200 | 1.5（A级） | | 空气进气温度/℃ | 空气滤清器入口 | 图 D.15 | -10~200 | 3（B级） | | 增压空气温度/℃ | 涡轮增压器出口与进气歧管之间的连接管上 | 图 D.15 | -10~200 | 1.5（A级） | | 燃油温度/℃ | 发动机燃油入口前 1000 mm±300 mm | 图 D.15 | -10~200 | 1.5（A级） | | 排气温度/℃ | 涡轮增压器法兰 40 mm±10 mm 处 | 图 D.18 | 375~1200 | 15（A级） | 注：A 级、B 级不确定度定义见 8.1 条。 6.9.2 压力传感器见表 3。 | 标识 | 位置 | 参考 | 范围 | 不确定度 | |---|---|---|---|---| | 主油道压力/bar | 在主油道内的原机油传感器位置 | 图 D.15 | 2~0 | 0.2（B级） | | 冷却液压力/mbar | 发动机出口后 250 mm±30 mm | 图 D.15 | -1000~2000 | 25（B级） | | 增压空气压力/mbar | 涡轮增压器出口与进气歧管之间的连接管上 | 图 D.15 | -1000~2000 | 15（A级） | | 排气背压/mbar | 排气管前，排气弯头后 70 mm±5 mm 处 | 图 D.16 | -1000~2000 | 15（A级） | | 大气压力/mbar | 实验室内 | 图 D.18 | 800~1200 | 5（A级） | 注：A 级、B 级不确定度定义见 8.1 条。 6.9.3 其他传感器及测量仪见表 4。 | 标识 | 位置 | 参考 | 范围 | 不确定度 | |---|---|---|---|---| | 发动机转速/(r/min) | 测功机 | — | 0~7500 | 10（A级） | | 发动机扭矩/(N·m) | 测功机 | — | 0~200 | 2+1%M（A级） | | 燃油消耗/(kg/h) | 油耗仪 | — | 0~40 | 0.1+1%（A级） | | 冷却液流量/(L/min) | 热交换器入口处 | — | 0~100 | 1+3%（A级） | | 窜气量/(L/min) | 窜气量测量系统 | — | 0~200 | 5.0（A级） | | AVL 烟度仪/FSN | 安装在 AVL 烟度仪后，最小距离为 300 mm | 图 D.18 | — | — | | 背压控制 | 排气管弯头后 1700 mm±500 mm 处 | 图 D.18 | ~5 | 0.005+6%（A级） | 注：A 级不确定度定义见 8.1 条。 举例：0.01/是指 0.01/单位；1%是指读数的±1%；1%M是指试验记录最大值的±1%；1（单位）+记录最大值的 1%。 6.10 发电机：发电机的安装是可选的。 6.11 燃油喷射系统：发动机整体装配 Bosch（博世公司）高压燃油喷射系统。为了提高统一的精度，ECU 由 PCM 提供将喷射压力控制在 PSA 设置的标准值之下。烟度由增压压力、增压空气温度和燃油流量来调节。 6.12 涡轮增压器前端过渡盘：测量前排气温度，需要对涡轮增压器进行改造以增加测温点，或者使用如附录 D.10 和图 D.19 所描述的安装于排气歧管和涡轮增压器之间的过渡盘。当使用过渡盘时，需要使用加长螺杆：PCM 标准 235570。
试剂与标准物质
燃油 7.1.1 所有的燃油和运输容器装油前应保持干净。 7.1.2 每次试验所用燃油量约 1500 kg。 7.1.3 所有试验用的参考燃油的性能要求应满足附录 C 的要求。注：如无法获取满足附录 C 技术指标的燃油，则可从 TDG-L-93 工作组批准的供应商采购。在试验中使用的参考燃油的批号和供应代码应在试验报告中说明。 7.2 冷却液：试验使用的冷却液由水和 50% PSA 防冻液 PRCOCOR 3000 或 REVKOGEL 2000 混合而成（PSA 防冻液可由 PSA 授权销售网络购得），满足 NB/SH/T 0521—2010 中 -35 号冷却液。对于每次试验需更换冷却液。 7.3 试验油：每次试验需试验油约 10 L。 7.4 溶剂油：在清洗发动机及配件时，使用 GB 1922—2006 中的 2 号溶剂油。 7.5 密封胶：在油底壳和缸体之间使用硅橡胶平面密封胶进行密封。 7.6 发动机的购买：为了避免发动机组装所带来的误差，应在每次试验中使用新的发动机。发动机及零配件应由 PCM 提供。PCM 联系方式：Peugeot Citroen Moteurs，49, rue Noel Pons，BP 420，92004 NANTERRE Cedex，Tel：+33 1 46 49 49 72，Fax：+33 1 46 49 49 62。 7.7 其他连接部件（见附录 D）： 7.7.1 原机油热交换器连接盘以及指定的热交换器替代原装机油冷却器（见图 D.8、图 D.9 和图 D.10）。 7.7.2 用特制的连接头替代增压空气回路的原装塑料连接头（见图 D.11、图 D.12、图 D.13 和图 D.14）。 7.7.3 改造油底壳，油底壳按照图 D.17 焊接扩容部分。 7.7.4 改造汽车冷却回路（见图 D.6 和图 D.7）。 7.7.5 调整涡轮增压器废气门螺杆。 7.7.6 温度传感器安装于涡轮增压器前段过渡盘上（见图 D.19）。 7.7.7 焊接消音器。
关键条件
试验程序分为：磨合（见 9.2 条）、充油及调整（见 9.3 条）、试验主程序（见 9.4 条）、采样（见 9.5 条）、试验结束（见 9.6 条）、ECU 错误代码（见 9.7 条）（9.1 总则）。 磨合程序共 10 h（40 个步骤，每个步骤 15 min），每两个阶段之间的变化过程应为 30 s，并且包含在总时间中（见表 6）（9.2.2.1）。 表6 磨合程序（部分摘录，〔原文不清〕〔待核〕） | 步骤 | 转速/(r/min) | 扭矩/(N·m) | 冷却液出水温度/℃ | 主油道机油温度/℃ | 进气温度/℃ | 燃油温度/℃ | |---|---|---|---|---|---|---| | 1 | 1500 | 20 | 不大于100 | 不大于100 | 不大于35 | 不大于32 | | 2 | 1500 | 20 | 不大于100 | 不大于100 | 不大于35 | 不大于32 | | 3 | 2000 | 20 | 不大于100 | 不大于100 | 不大于35 | 不大于32 | | 4 | 2250 | 20 | 不大于100 | 不大于100 | 不大于35 | 不大于32 | | 5 | 2000 | 20 | 100±2 | 100±2 | 35±5 | 32±2 | | … | … | … | … | … | … | … | | 40 | 4000±20 | 全负荷 | 100±2 | 100±2 | 35±5 | 32±2 | 注：表6 完整 40 步数据 〔原文不清〕较大，部分数值〔待核〕（〔原文不清〕）。 9.3 充油及调整 9.3.1 初次充油：安装新的机油滤清器并向发动机注入 4200 g±20 g 试验油。 9.3.2 试验包含了一个 20 min 的调整工况。由以下两部分组成。 9.3.2.1 暖机程序，一共 10 min（见表 7）。 | 持续时间/min | 转速/(r/min) | 扭矩/(N·m) | 冷却液出口温度/℃ | 主油道机油温度/℃ | 进气温度/℃ | 燃油温度/℃ | |---|---|---|---|---|---|---| | 1 | 2000 | 50±5 | 不大于100 | 不大于100 | 不大于35 | 不大于32 | | 2 | 3500 | 70±5 | 不大于100 | 不大于100 | 不大于35 | 不大于32 | | 3 | 4000±20 | 85±5 | 100±2 | 100±2 | 35±5 | 32±2 | 9.3.2.2 调整阶段，一共 10 min。 调整油门踏板使燃油流量为 11.8 kg/h±0.2 kg/h。 调整进气温度使增压进气温度控制在 120 ℃±2 ℃。 控制排气背压至 200 mbar±20 mbar。 调整增压压力使烟度值为 3.3 FSN±0.2 FSN。若需要可调整增压空气压力以达到上述烟度值。 确保增压空气温度在 120 ℃±2 ℃的范围内。若增压空气温度不正确，应调整进气温度。 当试验工况达到要求时，测量窜气流量。若窜气流量达到 70 L/min，则停止发动机查找原因。检查真空泵吸气管，确保完全封闭密封。 调整阶段结束后，以下参数应在给定范围内：燃油流量：11.8 kg/h±0.2 kg/h；烟度：3.3 FSN±0.2 FSN；增压压力：710 mbar±40 mbar；增压空气温度：120 ℃±2 ℃。 调整阶段结束后，发动机转速下降到怠速。 待主油道机油温度降至 80 ℃±5 ℃，停止发动机并放油 15 min。在放油时不要松动机油滤清器罩。 按照 9.3.1 描述的过程，调整机油至 4200 g±20 g 并且重新加入发动机中。 9.4 试验程序 9.4.1 试验共包括 240 个双循环工况。试验应连续运转，120 h 的试验过程中不应再补充任何机油。 9.4.2 在试验开始时或者非正常停机后，进行暖机程序。暖机过程如下：在 5 min 内增加转速和负荷至 4000 r/min 和 40 N·m；使发动机出口水温和主油道机油温度分别稳定在 100 ℃和 120 ℃。 表8 试验程序 | 参数 | 阶段1 | 阶段2 | |---|---|---| | 时间 | 30 | 27 | | 阶段间隔时间/s | 30 | — | | 转速/(r/min) | 1100±50 | 4000±20 | | 功率 | 测功机最小控制值 | 大于4 | | 扭矩 | 10最大 | — | | 燃油流量/(kg/h) | — | 11.8±0.2 | | 烟度 | — | 3.3±0.2 | | 增压压力/mbar | — | 710±40 | | 增压空气温度/℃ | — | 120±5 | | 排气温度/℃ | — | 不高于800 | | 主油道温度/℃ | — | 120±2 | | 冷却液出口温度/℃ | — | 200±20 | | 冷却液流量 | — | 大于7.0 | | 燃油温度 | — | 满足增压进气温度控制要求 | | 排气背压/mbar | — | — | | 主油道机油压力/bar | — | — | | 空气进气温度/℃ | — | — | 注：表8 部分单元格 〔原文不清〕较大，〔待核〕（〔原文不清〕）。 9.4.3 以上各参数按照下述要求进行：阶段1：在阶段最后记录以上列出的值；阶段2：在阶段最后 5 min 每分钟记录一次。记录时取 5 次记录值的平均值。循环各阶段记录一次（烟度除外，至少每小时记录一次）。
计算与结果
% 烟炱含量下的 100 ℃运动黏度增长：通过线性插值法计算，以烟炱含量为横坐标，黏度值为纵坐标作图，取 6% 烟炱值含量两边的黏度值做一条直线计算 6% 烟炱含量下的黏度值，与新油黏度值之差即为黏度增长值（10.4.3）。 若试验结束后烟炱含量未达到 6%，可通过线性外推法，做延长线计算 6% 烟炱含量下的黏度值。试验结束时的烟炱含量如果未达到 5.5%，则试验结果无效（10.4.4）。 活塞环粘结评分：自由环 10 分；钝环 9.5 分；紧环或点粘环 9 分；冷粘环 4.5 分~9 分（表示为 9-（4.5×卡咬面积%））；热粘环 0 分~4.5 分（表示 4.5-（4.5×卡咬面积%））（10.2）。 沉积物评分系数见表 9（10.3.2）。 机油消耗量：称量放出油的质量，与采出的样品质量一同计算机油消耗量（9.6.1）。
质量控制
总则：按下述规定判断试验结果的可靠性（95% 的置信水平）。此精密度数据是根据参考油结果为基础（操作有效的试验）得到的。 12.2 重复性 r：同一操作者，使用同一仪器，对同一试样连续测定的两次试验结果之差不能超出表 14 和表 15 中的数值。 12.3 再现性 R：独立的试验结果之差不能超出表 14 和表 15 中的数值。 表14 100 ℃黏度增长 | 参考油 | 实验室数量 | 试验次数 | 平均值/(mm²/s) | r/(mm²/s) | R/(mm²/s) | |---|---|---|---|---|---| | CEC RL216 | 9 | 13 | 3.67 | 0.46 | 0.75 | | CEC RL223 | 9 | 31 | 13.44 | 5.82 | 9.43 | 注：试验结果是基于工作组采集到的截至到 2010 年 9 月的工业数据计算的。 表15 活塞评分 | 参考油 | 实验室数量 | 试验次数 | 平均值 | r | R | |---|---|---|---|---|---| | CEC RL216 | — | — | 3.48 | 0.94 | 1.16 | | CEC RL223 | 9 | 31 | 6.08 | 1.36 | 1.23 | 注：试验结果是基于工作组采集到的截至到 2010 年 9 月的工业数据计算的。 注：表15 部分单元格 〔原文不清〕较大，〔待核〕（〔原文不清〕）。
引用文件
GB/T 260 石油产品水分测定法 GB/T 261 闪点的测定 宾斯基-马丁闭口杯法 GB/T 265 石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法 GB/T 268 石油产品残炭测定法（康氏法） GB/T 386 柴油十六烷值测定法 GB/T 508 石油产品灰分测定法 GB/T 1884 原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法） GB 1922—2006 油漆及清洗用溶剂油 GB/T 5096 石油产品铜片腐蚀试验法 GB/T 6536 石油产品常压蒸馏特性测定法 GB/T 17754—2012 摩擦学 术语 GB/T 27025—2008 检测和校准实验室能力的通用要求 NB/SH/T 0521—2010 乙二醇型和丙二醇型发动机冷却液 SH/T 0175 馏分燃料油氧化安定性测定法（加速法） SH/T 0248 柴油和民用取暖油冷滤点测定法 SH/T 0606 中间馏分烃类组成测定法（质谱法） SH/T 0689 轻质烃及发动机燃料和其他油品的总硫含量测定法（紫外荧光法） SH/T 0765 柴油润滑性评定法（高频往复试验机法） CEC L-83 在用油 100 ℃运动黏度测定法 CEC L-82 在用发动机油中烟炱含量测定法（分光光度法） CEC P-72 参考机油手册
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