SH/T 0757-2005 内燃机油节能性能评定法(程序VI法)
本标准规定了评定内燃机油对轿车和轻型卡车燃料经济性影响的方法。
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适用范围
本标准规定了评定内燃机油对轿车和轻型卡车燃料经济性影响的方法。 1.2 本标准适用于评定内燃机油（例如：ILSAC GF-1）的节能性能。 不适用：现有资料未提供明确不适用条款。
方法原理
第4章 方法概要：采用 1982 年、1986 年或 1987 年生产的 3.8L Buick V-6 双腔化油器发动机进行试验。试验时发动机按三种给定工况运行，采用不停机换内燃机油的技术，测定在每一工况下的燃油消耗率。试油的燃油消耗率与 ASTM 规定的 20W/30 SE 级基准参比油（HR油）的燃油消耗率直接进行比较。试验结果用相对于基准参比油的燃油比油耗（BSFC）的变化百分率表示。 5.1 功能：从本方法得到的数据，是在实验室重复的试验条件下内燃机油节油能力的比较数据。本方法比它所替代的 ASTM“五车试验”方法具有更高的分辨率和精确度。HR油为所有试验提供比较基准；HR油是一种 SAE 20W/30 全配方油，符合 SE 级汽油机油规格；该油的燃油经济性能接近于 1978 年生产的 10W/30 SE 级和 10W/40 SE 级商品油的中间值。 5.2 与“五车试验”的关联：制定本试验方法时专门研究了与 ASTM“五车试验”的关联，二者关系见图1（原文图1）。 5.3 试验的有效性：取决于对本试验方法所有要求的符合程度；试验期间要定期检查记录数据，及时发现并正确处理仪器仪表故障。对试验结果影响较大的参数：试验工况的稳定性；空燃比的稳定性；燃油流量的稳定性；进气歧管真空度。只有在用校机油标定合格的台架上所进行的试验才有可能是有效试验。 5.4 用途：可用于内燃机油的产品规格；在内燃机油节能配方的研究工作中，也可用于评价和比较节能水平。
主要仪器
### 6.1 实验室环境条件 6.1.1 发动机操作间：实验室大气中要尽量减少脏物、灰尘和其他污染物。送风系统应避免直接吹试验机。 6.1.2 装配间和测量间：建议装配间和测量间的空气要经过过滤并维持均一的温度和湿度，防止灰尘聚积在零件上或使零件生锈。 6.1.3 零件清洗间：由于清洗零件时要使用溶剂，因此清洗间必须通风。 ### 6.2 试验台架和实验室设备 6.2.1 试验台架：要使发动机进气歧管的化油器装配法兰呈水平状态。选用合适的发动机支架使其在1500r/min运转时震动最小。 6.2.2 发动机转速和负荷控制系统：应能满足本标准规定的试验条件，在100s~120s测量间隔内，平均转速的控制精度为±2r/min，平均负荷的控制精度为±0.07N·m。在所有情况下，燃油比油耗的测量与计算要与各参数的测量相协调，特别是转速、负荷、燃油流量、排气中的CO含量的显示值是在100s~120s的测量期间内的平均值，因此要保证将测量的滞后因素降到最小。 6.2.3 化油器供气系统：供气流量约63.8L/s，到化油器的空气温度、压力和湿度必须满足试验条件。 6.2.4 排气系统 6.2.4.1 排气歧管：必须使用专用水冷排气歧管。 6.2.4.2 排气稳压罐：用程序VI试验专用排气稳压罐，从排气歧管出口法兰到排气稳压罐进口法兰的距离为203mm±101mm。 6.2.4.3 排气背压传感器：安装在排气稳压罐侧壁的中部。 6.2.4.4 排气分析：要准确测定排气中的CO含量。建议用非分散红外光谱仪测定CO含量，用极谱仪测定O₂含量，分析仪器必须具有连续测量30min的能力。排气采样口与分析仪间管线过长会增加潜在误差，因此，取样管线要尽量短。 6.2.5 燃油供给系统 6.2.5.1 供油压力：供油压力要求稳定，并控制在本标准要求的范围内，供油的稳定性对试验精密度至关重要。建议分两级进行压力调节，假定主供油管线燃油压力为138kPa~207kPa(20psi~30psi)，第一级压力可调到约89.6kPa(13psi)，而后，一定要把安装在化油器进油口前3m内的第二级压力调节器的压力调到41.4kPa~62.1kPa(6psi~9psi)范围内（试验阶段）。在发动机磨合期间的循环阶段，燃油压力要调为27.6kPa(4.0psi)。 6.2.5.2 燃油流量测量：燃油流量测量精度至关重要，因此，要选用精度为±0.20%的燃油耗测量装置。 6.2.5.3 燃油温度控制系统：必须采用合适的系统将燃油温度控制在本标准要求的范围内。 6.2.6 发动机冷却系统：如图2所示。此系统具有下列特征： a) 密闭冷却系统，冷却罐配备能释放34.5kPa~69.0kPa压力的盖。 b) 冷却液泵的流量能达到1.89L/s±0.06L/s。 c) 有控制及测量冷却泵流量的装置，流量计的最低精度为±1%。 d) 在装入新冷却液前，应能放出全部冲洗水（即装有低位放空阀）。 e) 在靠近发动机冷却液出口处有视窗，以检查液流中的气泡情况。 6.2.7 机油外部循环系统：如图3所示。此系统由两部分组成，一部分是不停机换油用的冲洗系统，另一部分是机油温度控制系统。 6.2.8 热电偶的安装位置 6.2.8.1 发动机冷却液入口：测温点至入口法兰的距离不大于76mm，测温点插在液流中心。 6.2.8.2 发动机冷却液出口：测温点至出口法兰的距离不大于76mm，测温点插在液流中心。 6.2.8.3 发动机主油道：热电偶安装在发动机右前方的油道孔处，并插入发动机机体中。 6.2.8.4 油底壳：热电偶安装在机油外部循环系统中，与油底壳的距离保持在51mm内。 6.2.8.5 燃油温度：热电偶安装在距化油器进口152mm处。 6.2.9 压力测量设备 6.2.9.1 进气歧管真空度（绝对压力）：用精度为1%、分辨率为0.68kPa的传感器，安装在化油器的后方。 6.2.9.2 机油压力：用精度为1%、分辨率为6.9kPa的传感器，安装在主油道上。 6.2.9.3 化油器燃油压力：用精度为3.5kPa的传感器，安装在化油器燃油进口处。 6.2.9.4 化油器进气压力：用精度为2%、分辨率为49.8Pa的传感器，安装在化油器进气口处。 6.2.9.5 曲轴箱压力：用精度为2%、分辨率为49.8Pa的传感器，安装在曲轴箱原燃油泵连接板处。 6.2.9.6 排气背压：将特制的取样管安装在排气稳压罐中部，所用传感器的精度为2%，分辨率为24.9Pa，传感器与取样管间安装一个合适的冷凝液收集器，以收集排气中的冷凝水。 6.2.10 曲轴箱通气系统：在进气歧管原安装PCV阀的接头处直接通向大气。摇臂罩不通气。 6.2.11 机油冲洗系统：发动机运转期间，机油冲洗系统应能按要求更换机油。一般包括外部油箱、电磁阀和换油量测量装置。其部件及流程示意图见图3。 ### 6.3 试验发动机 采用1982年、1986年或1987年生产的3.8L Buick V-6双腔化油器发动机。发动机要按本标准进行组装（见9.2条）。组装时建议用旧缸体。如果用新缸体，必须在轻负荷条件下至少运转8h，然后解体重新组装，这样可使气缸体的尺寸更加稳定。本标准需用两种化油器，即磨合用和试验用化油器，这两种化油器以及进气喇叭口、油底壳、摇臂罩、分电器和进气歧管等都需进行改装。 ### 6.4 专用测量和组装设备 6.4.1 气缸体预应力压板：要求用两个专用的珩磨预应力压板，在气缸珩磨时用专用螺栓和垫片将预应力压板紧固在气缸体上。 6.4.2 气缸珩磨设备：用一台Sunnen CK-10或相当的珩磨机。 6.4.3 气缸表面粗糙度测量仪：气缸珩磨后，要用表面测量仪测量其粗糙度，合格范围为0.31μm~0.41μm。 6.4.4 发动机预润滑设备：启动发动机前，必须用手电钻转动油泵1min~2min，使油道、冷却器等油系统充油。
试剂与标准物质
### 7.1 试验燃料 所用燃料必须满足表1的技术要求。 表1 试验燃料的技术要求 | 项目 | 质量指标 | 试验方法 | |---|---|---| | 研究法辛烷值(RON) | 不小于95.0 | GB/T 5487 | | 抗爆指数(RON+MON)/2 | 不小于90.0 | GB/T 5487、GB/T 503 | | 铅含量/(g/L) | 不大于0.005 | GB/T 8020 | | 馏程：10%蒸发温度/℃ | 不高于70 | GB/T 6536 | | 馏程：50%蒸发温度/℃ | 不高于120 | GB/T 6536 | | 馏程：90%蒸发温度/℃ | 不高于190 | GB/T 6536 | | 馏程：终馏点/℃ | 不高于205 | GB/T 6536 | | 馏程：残留量和损失量/% | 不大于3.5 | GB/T 6536 | | 蒸气压/kPa | 不大于80 | GB/T 8017 | | 实际胶质/(mg/100mL) | 不大于5 | GB/T 8019 | | 诱导期/min | 不小于480 | GB/T 8018 | | 硫含量/%(质量分数) | 不大于0.10 | GB/T 380 | | 博士试验 | 通过 | SH/T 0174 | | 铜片腐蚀(50℃,3h)/级 | 不大于1 | GB/T 5096 | | 水溶性酸或碱 | 无 | GB/T 259 | | 酸度/(mgKOH/100mL) | 不大于3 | GB/T 258 | | 机械杂质及水分 | 无 | GB/T 511和GB/T 260 | | 组成/%(体积分数)：烷烃和环烷烃 | 41~43 | GB/T 11132 | | 组成/%(体积分数)：烯烃 | 12~14 | GB/T 11132 | | 组成/%(体积分数)：芳烃 | 45~47 | GB/T 11132 | ### 7.2 参比油 7.2.1 基准参比油（HR）：SE级20W/30试验专用油，是试油评定的主要参比油，同时也用于确定发动机磨合期间的稳定性。每次试验约需38L。 7.2.2 高粘度参比油（LR）：粘度级别为SAE 50，油中的添加剂与HR油相同。在试验的标定阶段，LR油用来与HR油比较，以确定试验机在机油粘度变化时燃油消耗率的变化情况。每次试验约需19L。 7.2.3 减摩参比油（FM）：由HR油与钼胺型摩擦改进剂调和而成，这种摩擦改进剂起作用较快，但持续时间较短。该油用于标定试验机对摩擦改进剂的灵敏度，每次试验约需19L。 7.2.4 冲洗油（FO）：由HR油与高浓度清净剂调和而成。当发动机用FM油或试油试验后要换油时，必须用FO油冲洗发动机，以清除FM油或试油的影响。每次试验约需38L冲洗油。 ### 7.3 发动机冷却液 由防冻液和水按1:1（体积分数）的比例调和而成，所用的水必须是去离子水或蒸馏水。 ### 7.4 清洗材料 7.4.1 化油器清洗剂：市售化油器清洗剂。 7.4.2 发动机冷却系统清洗剂：Dupont重负荷车辆冷却系统清洗剂或等效产品，其中包括草酸、石油分散剂425#（Petro Dispersant Number 425 Powder）和碳酸钠等成分。 ### 7.5 发动机装机油 HR油或EF-411油（EF-411油是一种不含添加剂的基础油）。 ### 8 试油 每次试验最少需用19L，但一般要提供38L试油。要测定新油40℃和100℃运动粘度。
关键条件
### 表7 试验工况 | 参数 | 107.2工况 | 135工况 | 65.6工况 | |---|---|---|---| | *主油道机油温度/℃ | 107.2±1.1 | 135.0±1.1 | 65.6±1.1 | | 冷却液出口温度/℃ | 110.0±1.1 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 稳定时间/min | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 燃油流量/(g/s) | 记录 | 记录 | 记录 | | 发动机转速/(r/min) | 1500±2 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 扭矩/(N·m) | 38.00±0.07 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 排气CO含量/% | 1.50±0.05 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 排气背压/kPa | 103.50±0.17 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 点火提前角/度(上止点前) | 40.0±1.0 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 油底壳机油温度/℃ | 记录 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 冷却液进口温度/℃ | 记录 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 化油器进气温度/℃ | 26.7±1.1 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 燃油温度/℃ | 在30~32.2范围内维持±3.0 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 主油道压力/kPa | 记录 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 排气歧管冷却水压力/kPa | ≥69 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 化油器进气压力/Pa | 49.8±24.9 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 燃油压力/kPa | 41.4~62.0 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 曲轴箱压力/Pa | 记录 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 进气歧管压力/kPa | 记录 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 大气压力/kPa | 记录 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 冷却液流量/(L/s) | 1.89±0.06 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 排气歧管冷却水流量/(L/s) | 0.19±0.03 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | | 化油器进气湿度/(g/kg干空气) | 11.4±0.7 | 现有资料未提供 | 现有资料未提供 | 注：表7中带“*”号的参数要尽量控制在规定范围的中间值。表7中135工况和65.6工况的具体参数值因〔原文不清〕无法完整辨识，〔待核〕（〔原文不清〕）。 ### 表5 新发动机循环磨合操作条件 | 循环阶段 | A | B | |---|---|---| | 时间/min | 9 | 1 | | 减速至阶段A的时间/s | 5~10 | — | | 加速至阶段B的时间/s | — | 5~10 | | 转速/(r/min) | 1500±50 | 2500±50 | | 扭矩/(N·m) | 38.0±2.7 | 〔待核〕（〔原文不清〕）±2.7 | | 主油道油温/℃ | 107.2±3.0 | 107.2±3.0 | | 冷却液出口温度/℃ | 93.3±3.0 | 93.3±3.0 | | 冷却液流量/(L/s) | 1.89±0.06 | 1.89±0.06 | | 化油器进气温度和湿度 | 不控制 | 不控制 | | 点火提前角/(°) | 40 | 40 | | 排气背压/kPa | 103.00±0.34 | 不控制 | | CO%(空燃比) | 1.5±0.2(14.1±0.1) | 不控制 | | 燃油压力/kPa | 27.6±3.5 | 27.6±3.5 | ### 表4 发动机怠速运转工况条件 | 参数 | 数值 | |---|---| | 转速/(r/min) | 1000 | | 扭矩/(N·m) | 0 | | 主油道油温/℃ | 107.2 | | 冷却液出口温度/℃ | 93.3 |
公开关联商品
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核验说明
〔待核〕和〔原文不清〕标明仍需核对标准原文的具体位置，并不表示已经核实。请勿将这些数值或步骤直接用于作业依据。