龍金世 王靜

奇瑞汽車股份有限公司 安徽省蕪湖市 241009

1 引言

為應對汽車燃料消耗快速增長及由此引起的能源和環(huán)境問題，工信部制定了《乘用車燃料消耗量第四階段標準》，標準要求到2020年，當年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降至5.0L/100km，節(jié)能型乘用車燃料消耗量降至4.5 L/100km以下。為此，國內(nèi)各大汽車廠展開大量降油耗方案研究，而對發(fā)動機機油的研究也逐漸增多起來。

本文從機油加注量和減摩劑兩方面研究了對發(fā)動機性能的影響。通過發(fā)動機性能臺架及整車工況試驗驗證了不同的發(fā)動機油對整車燃油經(jīng)濟性的影響。

2 機油加注量對發(fā)動機扭矩性能的影響

發(fā)動機加注機油量的多少要有大量的試驗驗證，如果機油量不夠會導致油壓不足，影響運動部件潤滑；機油量過多會造成曲軸連桿的運轉阻力增大，攪油機械損失增加，從而影響整車的燃油經(jīng)濟性、加速動力性及排放性能，所以不論是新車加注新機油還是舊車更換機油時都不宜過多或過少。

以E4G16發(fā)動機為例，在發(fā)動機臺架上用測功機反拖發(fā)動機進行不同的機油加注量測試，測其反拖扭矩變化。發(fā)動機參數(shù)見表1，不同機油加注量對應的發(fā)動機倒拖扭矩變化對比見圖1、圖2。

結果分析：以3.5L加注量為基礎，每隔250ml間隔加注，當加注量達到4.25L，發(fā)動機轉速在超過4000rpm時，倒拖扭矩明顯增加，而在加注量達到4.5L時，全轉速范圍內(nèi)倒拖扭矩均明顯增加，最高達到3N.m。

而在實際使用中，用戶自己更換機油或在4S店更換機油時，均存在機油加注至標尺刻度上限現(xiàn)象，這勢必導致發(fā)動機摩擦功偏高，整車燃油經(jīng)濟性變差。

3 機油減摩劑對車輛燃油經(jīng)濟性的影響

3.1 機油減摩劑節(jié)能降耗的理論分析

機油的節(jié)能效果與自身粘度及使用的減摩劑類型、用量有直接關系。在流體潤滑條件下，機油的粘度越低、則其燃油經(jīng)濟性越好；德國學者斯特里貝克曲線理論介紹了摩擦系數(shù)隨潤滑狀態(tài)的變化趨勢，在邊界潤滑和混合潤滑區(qū)域，通常通過加入減摩劑來降低金屬表面的摩擦系數(shù)。減摩劑是一種能夠降低摩擦面摩擦系數(shù)的物質(zhì)，通過極性基團吸附在摩擦表面上，形成分子定向吸附膜或者化學反應膜，阻止金屬間的接觸，從而降低摩擦，實現(xiàn)降摩擦功進而降低油耗的目的。減摩劑既有有機金屬化合物，如有機鉬、有機銅等；也有無灰型的有機化合物，如羧酸及其衍生物、有機胺及其衍生物、多元醇酯、硼酸脂等。有機金屬化合物減摩劑是在發(fā)動機油中應用較廣泛的一類產(chǎn)品。

發(fā)動機摩擦部件對摩擦損失的貢獻見表2[1，2]。由表2可見，內(nèi)燃機44%的摩擦損失產(chǎn)生在活塞區(qū)域，而該區(qū)域主要處在邊界潤滑區(qū)域。

3.2 機油減摩劑減摩節(jié)能效果驗證

試驗采用SM 5W-30機油為基礎，分別添加不同類型和比例的減摩劑，看對整車NEDC工況油耗的貢獻。試驗前做方案策劃，確保每次發(fā)動機更換機油后油道內(nèi)被沖洗干凈，機油加注量一致。每種油品進行兩次測試，并在最后一次復測原油結果，看原油測試結果的一致性。

表1 發(fā)動機性能參數(shù)

表2 發(fā)動機摩擦部件摩擦損傷貢獻比例

表3 不同類型減摩劑對整車油耗的貢獻

減摩劑分為A、B、C三種類型，B類型再分兩種（依據(jù)用量比例不同分為B1和B2），C類型再分兩種（依據(jù)用量比例不同分為C1和C2），試驗結果見表3。

在整車排放實驗室通過碳平衡法測試NEDC工況下油耗，結果表明不同型號減摩劑對整車節(jié)油效果差異較大，而同一型號不同劑量的減摩劑對整車節(jié)油效果差異也較大，說明減摩劑的類型及劑量對整車節(jié)能效果均有較大的影響。

4 小結

4.1 機油粘度影響發(fā)動機本體的摩擦功，通過在機油里添加不同類型和比例的減摩劑可有效降低發(fā)動機摩擦功，從而降低整車油耗。

4.2 機油加注量對發(fā)動機的摩擦功也有影響，當超過一定量時，摩擦功增加明顯，機油加注時用量要合適，不能過多或過少。

[1] Wilk A M，Abraham D W，Dohner RB.An Investigation into the Effect of Zinc Dithiophosphate on ASTM Sequence VIA Fuel Economy[R]. SAE paper 961914，1996.

[2] Supp A J，Wilk A M，Dohner R B.An Investigation into the Effect of Viscosity Modifiers and Base Oils on ASTMVIA Sequence Fuel Economy[R].SAE paper 972925，1997.

[3] 謝驚春，潤滑油，節(jié)能型汽油機油及有機鉬減摩劑減摩性能評價第23卷第4期.