張村
(中國(guó)石油西北銷售分公司質(zhì)量計(jì)量管理部蘭州監(jiān)督檢驗(yàn)站,甘肅蘭州 730060)
目前汽車保有量逐漸增多,石油資源愈發(fā)緊張,降低燃油消耗、優(yōu)化燃油效率存在重要意義[1~3]。優(yōu)化燃油效率可提升燃油經(jīng)濟(jì)性,為提升燃油經(jīng)濟(jì)性,不僅需要改進(jìn)汽車自身?xiàng)l件,也需要優(yōu)化燃油效率[4~6]。通過機(jī)油添加劑優(yōu)化燃油效率是目前常見的燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化手段。本文以潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 為研究目標(biāo),在不同測(cè)試條件下,研究潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 對(duì)燃油效率的優(yōu)化作用。
1.1.1 整車滑行測(cè)試
汽車滑行距離的大小能夠描述滑行阻力的大小,能夠描述整車性能的優(yōu)劣。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),輕載汽車滑行測(cè)試方法分為實(shí)際道路測(cè)試與臺(tái)架測(cè)試兩類[7]。實(shí)際道路滑行測(cè)試所用成本較多,測(cè)試時(shí)間較多,且抗干擾性較差,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確率較低。所以,本文使用臺(tái)架測(cè)試實(shí)現(xiàn)汽車滑行距離、滑行阻力的測(cè)試。汽車滑行測(cè)試圖如圖1 所示。
1.1.2 污染物排放和油耗運(yùn)算
燃油效率體現(xiàn)于油耗、污染物排放、節(jié)油率等多個(gè)方面。其中排放物運(yùn)算方法是:
其中,汽車污染物排放量總值是Ni;校正到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的稀釋排氣體積是Umix;標(biāo)準(zhǔn)情況下污染物i 的密度與稀釋排氣里污染物i 的濃度依次是Pi、Di;e 是車輛行駛距離。
油耗運(yùn)算方法是:
其中,燃油消耗量、碳?xì)渑欧帕?、一氧化碳排放量、二氧化碳排放量分別是P、PHC、PCO、Pω2;E 是燃油密度。
節(jié)油率的計(jì)算方法是:
其中,PC、PB分別是潤(rùn)滑油添加劑使用前油耗、潤(rùn)滑油添加劑使用后油耗。
1.1.3 試驗(yàn)步驟
整車油耗試驗(yàn)原理圖如圖1 所示。
圖1 整車油耗試驗(yàn)原理圖
1)測(cè)試之前,把車輛放在恒溫條件中靜置,讓加入潤(rùn)滑油添加劑的變速器潤(rùn)滑油和冷卻液溫度變成室溫,且讓被加入潤(rùn)滑油添加劑的潤(rùn)滑油再次流到油底殼,以此讓車輛實(shí)施測(cè)試時(shí)的初始狀態(tài)不存在差異[8]。
2)使用OBD 設(shè)備檢查車輛狀態(tài),車輛胎壓為標(biāo)準(zhǔn)胎壓22kPa,將電池電壓、冷卻液溫度等初始條件控制為滿足測(cè)試需求的數(shù)值。
3)把試驗(yàn)車驅(qū)動(dòng)輪放在底盤測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)鼓中,通過三腳架固定試驗(yàn)車的從動(dòng)輪[9~11]。
4)測(cè)量冷態(tài)滑行距離與滑行阻力:?jiǎn)?dòng)底盤測(cè)功機(jī)的滑行設(shè)備,轉(zhuǎn)鼓會(huì)反拖車輛運(yùn)行,將試驗(yàn)車速設(shè)置成60km/h,車輛滑行距離測(cè)試時(shí)初速度是60 km/h,測(cè)試數(shù)據(jù)是5 組。
5)實(shí)施NEDC 循環(huán)測(cè)試,獲取市區(qū)油耗、郊區(qū)油耗和綜合油耗[12]。
將潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 添加量分別設(shè)成0.3%、0.5%、0.7%。測(cè)試其對(duì)潤(rùn)滑油效率的影響。燃油效率主要通過節(jié)油率、排放特性、排放溫度、進(jìn)氣充量系數(shù)四種指標(biāo)體現(xiàn)[13,14]。進(jìn)氣充量系數(shù)使用H 型粘性層流空氣流量計(jì)檢測(cè),排放特性、排放溫度用ZR-7100 型氣體排放儀檢測(cè)。
分別添加Additin RC 3502:10g、20g、30g、40g、50g,并編碼為A-1~A-5,測(cè)定其優(yōu)化性能。
2.1.1 滑行測(cè)試結(jié)果
潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 冷熱態(tài)滑行距離測(cè)試結(jié)果如表1 所示。
表1 潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 冷熱態(tài)滑行距離對(duì)比結(jié)果
潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 可節(jié)省燃油量,優(yōu)化汽車的燃油效率,提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
2.1.2 油耗測(cè)試結(jié)果
不同潤(rùn)滑油添加劑使用后,NEDC 工況中市、郊區(qū)油耗測(cè)試結(jié)果如表2 所示。
表2 NEDC 工況中市、郊區(qū)油耗測(cè)試結(jié)果
分析表2 可知:編碼是A-4 的潤(rùn)滑油添加劑使用下,NEDC 工況中市、郊區(qū)油耗最小,綜合油耗量最小,節(jié)油率最高,汽車燃油效率最好。
不同潤(rùn)滑油添加劑使用后NEDC 工況下綜合油耗對(duì)比圖如圖2 所示。
圖2 NEDC 工況下綜合油耗對(duì)比圖
分析圖2 可知:編碼是A-4 的潤(rùn)滑油添加劑使用下,NEDC 工況下綜合油耗為6.98L,綜合油耗量最小,節(jié)油率最高。該結(jié)果與市、郊區(qū)油耗測(cè)試結(jié)果相吻合,體現(xiàn)了整車油耗試驗(yàn)的精確性。
2.2.1 添加劑含量對(duì)乙醇汽油節(jié)油率的影響
當(dāng)汽車所用汽油是乙醇汽油、潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 含量依次是0.3%、0.5%、0.7%時(shí),汽車的油耗測(cè)試結(jié)果如表3 所示。
表3 添加劑含量對(duì)乙醇汽油節(jié)油率的影響 單位:%
由表3 可知:加入0.3%、0.5%的潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 后,汽車節(jié)油率最大值依次是7.48%、7.98%,對(duì)比之下,加入0.7%的潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 后乙醇汽油節(jié)油率最高。
2.2.2 添加劑含量對(duì)汽油排放特性的影響
當(dāng)汽車所用汽油是93 號(hào)高清潔汽油、潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 含量依次是0.3%、0.5%、0.7%時(shí),汽車的排放特性測(cè)試結(jié)果如表4所示。
表4 添加劑含量對(duì)93 號(hào)高清潔汽油排放CO 影響單位:mol
由表4 可知:加入0.3%、0.5%的潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 后,93 號(hào)高清潔汽油排放CO 的氣體量也大于0.7%添加劑的CO 排放氣體量。當(dāng)潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 的添加量是0.7%時(shí),93 號(hào)高清潔汽油排放NOx、CO 的氣體量最小,燃油經(jīng)濟(jì)性最佳。
2.2.3 添加劑含量對(duì)進(jìn)氣充量系數(shù)的影響(見圖3)由圖3 可知:當(dāng)潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502 的添加量是0.3%、0.5%、0.7%時(shí),0.7%添加劑條件下,汽車進(jìn)氣充量系數(shù)最顯著。此時(shí)添加劑作用下,汽車運(yùn)行對(duì)燃油的需求不多,混合氣的燃空比變小,可實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒,燃燒完全度提升,表示此情況下汽油燃燒速度提升,燃油效率提升。
圖3 添加劑含量對(duì)進(jìn)氣充量系數(shù)的影響
綜上所述,潤(rùn)滑油添加劑Additin RC 3502能夠顯著優(yōu)化汽車燃油效率,可提升燃油經(jīng)濟(jì)性。0.7%的添加條件下,汽車市、郊區(qū)油耗最小,綜合油耗量最小,節(jié)油率最高。