謝驚春 馮振文 湯仲平

摘要:CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的建立,目的是解決因煙炱引起的粘度增長而導(dǎo)致油品的使用性能下降,使發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)行。通過技術(shù)人員的前期論證,結(jié)合CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn),選用了國內(nèi)的測功機(jī)和控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了操作參數(shù)和控制程序。通過所選油品的驗(yàn)證,建立的CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)具有一定的重復(fù)性和區(qū)分性,操作參數(shù)控制正常,運(yùn)行平穩(wěn),已在重負(fù)荷柴油機(jī)油研究與開發(fā)中得到應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī);臺(tái)架試驗(yàn);方法建立

中圖分類號:TE626.32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

The Establishment of CA 6DL2-35 Heavy-Duty Diesel Engine Oil Test Stand

XIE Jing-chun, FENG Zhen-wen, TANG Zhong-ping

(PetroChina Lanzhou Lubricating Oil R&D Institute, Lanzhou 730060, China)

Abstract:The purpose of the establishment of CA 6DL2-35 heavy-duty diesel engine test stand is to resolve the problem of soot-related oil viscosity increase, which can make the engine generate lower power output and malfunction. According to the rating performance of CA 6DL2-35 engine, test parameters and test control procedure were finalized based on domestic engine-dynamometer stand and controlling system. The result showed that CA 6DL2-35 engine test has a good repeatability and differentiating ability. The candidate oils tests are in satisfied controlling status. The CA 6DL2-35 test stand has been put into the heavy-duty diesel oil′s research work.

Key words:CA 6DL2-35 engine; engine test stand; the establishment of test method

0 前言

為了適應(yīng)中國的道路狀況、發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和車輛的行駛條件,一汽集團(tuán)無錫柴油機(jī)廠和歐洲AVL公司合作,引入先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),生產(chǎn)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CA 6DL2-35重負(fù)荷(以下簡稱CA 6DL2-35)系列柴油發(fā)動(dòng)機(jī),以滿足歐Ⅱ、歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)重卡市場對新型大馬力柴油機(jī)的需求。

一汽無錫柴油機(jī)廠與中國石油蘭州潤滑油研究開發(fā)中心合作,利用中國石油的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)和潤滑油研究的技術(shù)實(shí)力,建立CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn),主要評價(jià)柴油機(jī)油的煙炱分散性能。CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的建立,配合研制滿足CA 6DL2-35系列柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的專用油,根據(jù)CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、加工裝配條件及使用工況等特點(diǎn),選用了杭州奕科機(jī)電公司生產(chǎn)EIMO301控制系統(tǒng)和WE51A型水渦流測功機(jī),設(shè)計(jì)了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)操作參數(shù)和試驗(yàn)程序。通過所選油品的試驗(yàn),建立的6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)具有較好的重復(fù)性和區(qū)分性。并且通過該臺(tái)架試驗(yàn)篩選并研制出的 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)的專用油,已在該系列發(fā)動(dòng)機(jī)中使用,油品質(zhì)量良好,發(fā)動(dòng)機(jī)使用性能正常。CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)建立后已投入正常的評定工作,在重負(fù)荷柴油機(jī)油研究中得到應(yīng)用。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)設(shè)備及燃料

1.1.1 試驗(yàn)設(shè)備

CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)為一汽無錫柴油機(jī)廠生產(chǎn),該發(fā)動(dòng)機(jī)為直列、六缸、增壓、空-空中冷柴油機(jī)。其額定功率為258 kW、額定轉(zhuǎn)速為2100 r/min,最大扭矩為1450 N?m,噴油提前角為26°。在柴油機(jī)的設(shè)計(jì)中使用了高壓噴射的柴油泵,每缸四氣閥設(shè)計(jì),使得發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率比較大,燃燒室溫度較高。

1.1.2 測功機(jī)系統(tǒng)

根據(jù)CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)要求,結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)與測功機(jī)特性曲線匹配要求,選擇國內(nèi)杭州奕科機(jī)電公司生產(chǎn)的WE51A型水渦流測功機(jī)。

1.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架控制系統(tǒng)

通過對蘭州潤滑油研究開發(fā)中心現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架控制系統(tǒng)的分析與對比,并結(jié)合建立在用發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過考察和論證,并對比國產(chǎn)控制系統(tǒng)在汽車行業(yè)和潤滑油領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用情況,最終選擇了杭州奕科機(jī)電公司提供的EIMO301型控制系統(tǒng)。

1.1.4 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料

參照輕柴油GB 252標(biāo)準(zhǔn),選用CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)燃料油的質(zhì)量指標(biāo)見表1。

1.2 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.2.1 臺(tái)架試驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)

CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī),由于采用了高壓噴射的柴油泵,每缸四氣閥設(shè)計(jì),使得發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率比較大,達(dá)到30 kW/L,燃燒室溫度比較高,并且發(fā)動(dòng)機(jī)采用鋼活塞。柴油機(jī)在燃燒的過程中,產(chǎn)生的煙炱會(huì)隨著活塞的下行沖程竄入到曲軸箱中,污染潤滑油。由于煙炱的聚集作用,使油品粘度急劇增大,發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能降低,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重磨損。因此,對柴油機(jī)油的煙炱分散性能提出了更高的要求。

結(jié)合CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和國內(nèi)柴油機(jī)油的現(xiàn)狀,經(jīng)過蘭州潤滑油研究開發(fā)中心與一汽無錫柴油機(jī)廠技術(shù)人員的多次研究討論,針對因煙炱增長而引起的柴油機(jī)油粘度增長,確定篩選或評價(jià)CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)專用油的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)參數(shù)。雙方確定CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)條件見表2。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架見圖1所示。

1.2.2 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)確定

由于CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的特殊性,根據(jù)實(shí)際使用中出現(xiàn)的問題,CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)主要評價(jià)專用油因煙炱引起的粘度增長,試驗(yàn)結(jié)果評價(jià)指標(biāo)的選取參照了《SH/T 0760-2005柴油機(jī)油性能評定法(MACK T-8法)》。CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)在連續(xù)全負(fù)荷工況下運(yùn)行125 h,試驗(yàn)期間不換油,時(shí)隔25 h取樣一次,追蹤油品性能的變化。試驗(yàn)結(jié)束后,評價(jià)柴油機(jī)油中煙炱含量和粘度的變化,以試驗(yàn)油中煙炱含量3.8%的粘度增長為評價(jià)指標(biāo)。

2 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架重復(fù)性和區(qū)分性試驗(yàn)

2.1 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的穩(wěn)定性驗(yàn)證試驗(yàn)

為了考察CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的試驗(yàn)穩(wěn)定性,試驗(yàn)選用CH-4 15W-40油品進(jìn)行了兩次重復(fù)性試驗(yàn),根據(jù)確定的CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)操作條件和試驗(yàn)程序,在125 h全負(fù)荷工況運(yùn)行過程中,采用25 h間隔取樣,對所取油樣測定煙炱含量和100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度,其測定結(jié)果如圖2和圖3。通過考察發(fā)動(dòng)機(jī)煙炱含量的變化與機(jī)油粘度增長的情況,來判斷CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的穩(wěn)定性。

從圖2和圖3可以看出,所選試驗(yàn)油CH-4 15W-40在CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的穩(wěn)定性驗(yàn)證試驗(yàn)中,煙炱含量和粘度增長在試驗(yàn)時(shí)間125 h周期內(nèi)趨勢是一致的,表明該臺(tái)架試驗(yàn)的穩(wěn)定性比較可靠。

2.2 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架煙炱生成重復(fù)性試驗(yàn)

試驗(yàn)選取了表3中所列的4種柴油機(jī)A油、B油、C油和D油,根據(jù)確定的CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)操作條件和試驗(yàn)程序,在125 h全負(fù)荷工況運(yùn)行過程中進(jìn)行試驗(yàn),采用25 h間隔取樣,對所取油樣測定煙炱含量進(jìn)行了測定,其測定結(jié)果如圖4。

從圖4可以看出,4種試驗(yàn)油在CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)中煙炱含量的生成趨勢基本是一致的,說明CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)運(yùn)行平穩(wěn),試驗(yàn)參數(shù)控制有效。

2.3 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)方法區(qū)分性試驗(yàn)

選用進(jìn)口油(好油)和自制油(差油),進(jìn)行CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)區(qū)分性試驗(yàn)。根據(jù)確定的CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)操作條件和試驗(yàn)程序,在125 h全負(fù)荷工況運(yùn)行過程中,采用25 h間隔取樣,對所取油樣測定煙炱含量和100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度,以試驗(yàn)油煙炱含量3.8%的運(yùn)動(dòng)粘度增長為評定結(jié)果,其結(jié)果如圖5。

從圖5可以看出,進(jìn)口油(好油)和自制油(差油),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在125 h全負(fù)荷運(yùn)行工況下,借鑒《SH/T 0760-2005柴油機(jī)油性能評定法(Mack T-8法)》試驗(yàn)方法試驗(yàn)評定指標(biāo),結(jié)合CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的實(shí)際情況,選擇油品煙炱含量在3.8%時(shí)的粘度增長值進(jìn)行比較,進(jìn)口油(好油)和自制油(差油)的粘度增長具有較好的區(qū)分性。可以充分說明其粘度增長對油品的抗煙炱分散性能具有較好的區(qū)分性。

3 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)專用油研制

CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)使用CF-4柴油機(jī)油進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),煙炱引起的粘度增長而導(dǎo)致油品的性能無法滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的使用要求。參照Mack T-8E發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)參比油,進(jìn)行了CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)專用油配方研制,其配方性能見表3,理化性能見表4。

將表3中的4種柴油機(jī)A油、B油、C油和D油,根據(jù)確定的CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)操作條件和試驗(yàn)程序,在125 h全負(fù)荷工況運(yùn)行過程中進(jìn)行試驗(yàn),采用25 h間隔取樣,對所取油樣測定100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度,其測定結(jié)果如圖6。從圖6可以看出,試驗(yàn)D油和A油的運(yùn)動(dòng)粘度增長趨于一致,并且增長小,而試驗(yàn)C油和B油在75 h后運(yùn)動(dòng)粘度增長較大。說明試驗(yàn)D油與進(jìn)口油A油的使用性能基本一致。根據(jù)CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的實(shí)際情況,選擇油品煙炱含量在3.8%時(shí)的粘度增長值進(jìn)行比較,其結(jié)果見圖7。

從圖7可以看出,選擇油品煙炱含量在3.8%時(shí)的粘度增長值進(jìn)行比較, A油和D油的粘度增長明顯小于B油和C油的粘度增長?？梢猿浞终f明實(shí)驗(yàn)室研制的D油與進(jìn)口A油的粘度增長基本相當(dāng),D油品具有較好的抗煙炱分散性能,該油已確定為CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)的裝車油和在用油。

在實(shí)驗(yàn)室研制的CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)專用油,已在6DL2-35系列發(fā)動(dòng)機(jī)上使用,專用油質(zhì)量穩(wěn)定,發(fā)動(dòng)機(jī)使用性能良好。更進(jìn)一步說明:在蘭州潤滑油研究開發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室所建立的 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn),能夠較好地區(qū)分柴油機(jī)油的煙炱分散性能;研制的專用油完全能夠滿足6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能要求。

4 結(jié)論

(1) CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的建立,主要用來評價(jià)重負(fù)荷柴油機(jī)油的抗煙炱分散性能,CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架所選用的EIMO301控制系統(tǒng)和WE51A型水渦流測功機(jī)能夠滿足試驗(yàn)方法的要求?？刂瞥绦虬踩煽?發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架運(yùn)行平穩(wěn)。

(2)通過所選試驗(yàn)油臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證,6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果具有較好的重復(fù)性和區(qū)分性。當(dāng)油品煙炱含量在3.8%時(shí),所選的A油和D油與B油和C油具有較好的區(qū)分性(粘度增長)。

(3)實(shí)驗(yàn)室研制的試驗(yàn)油配方,通過6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn),配方D油具有較好的抗煙炱分散性能,已作為 CA 6DL2-35發(fā)動(dòng)機(jī)的專用油,并在6DL2-35系列發(fā)動(dòng)機(jī)上使用。

收稿日期:2008-08-06。

作者簡介:謝驚春(1974-)男,工程師,1996年畢業(yè)于西安交通大學(xué)內(nèi)燃機(jī)專業(yè),現(xiàn)從事潤滑油發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架評定工作,已公開發(fā)表論文2篇。