张村
(中国石油西北销售分公司质量计量管理部兰州监督检验站,甘肃兰州 730060)
目前汽车保有量逐渐增多,石油资源愈发紧张,降低燃油消耗、优化燃油效率存在重要意义[1~3]。优化燃油效率可提升燃油经济性,为提升燃油经济性,不仅需要改进汽车自身条件,也需要优化燃油效率[4~6]。通过机油添加剂优化燃油效率是目前常见的燃油经济性优化手段。本文以润滑油添加剂Additin RC 3502 为研究目标,在不同测试条件下,研究润滑油添加剂Additin RC 3502 对燃油效率的优化作用。
1.1.1 整车滑行测试
汽车滑行距离的大小能够描述滑行阻力的大小,能够描述整车性能的优劣。按照相关标准,轻载汽车滑行测试方法分为实际道路测试与台架测试两类[7]。实际道路滑行测试所用成本较多,测试时间较多,且抗干扰性较差,测试结果准确率较低。所以,本文使用台架测试实现汽车滑行距离、滑行阻力的测试。汽车滑行测试图如图1 所示。
1.1.2 污染物排放和油耗运算
燃油效率体现于油耗、污染物排放、节油率等多个方面。其中排放物运算方法是:
其中,汽车污染物排放量总值是Ni;校正到标准状态的稀释排气体积是Umix;标准情况下污染物i 的密度与稀释排气里污染物i 的浓度依次是Pi、Di;e 是车辆行驶距离。
油耗运算方法是:
其中,燃油消耗量、碳氢排放量、一氧化碳排放量、二氧化碳排放量分别是P、PHC、PCO、Pω2;E 是燃油密度。
节油率的计算方法是:
其中,PC、PB分别是润滑油添加剂使用前油耗、润滑油添加剂使用后油耗。
1.1.3 试验步骤
整车油耗试验原理图如图1 所示。
图1 整车油耗试验原理图
1)测试之前,把车辆放在恒温条件中静置,让加入润滑油添加剂的变速器润滑油和冷却液温度变成室温,且让被加入润滑油添加剂的润滑油再次流到油底壳,以此让车辆实施测试时的初始状态不存在差异[8]。
2)使用OBD 设备检查车辆状态,车辆胎压为标准胎压22kPa,将电池电压、冷却液温度等初始条件控制为满足测试需求的数值。
3)把试验车驱动轮放在底盘测功机的转鼓中,通过三脚架固定试验车的从动轮[9~11]。
4)测量冷态滑行距离与滑行阻力:启动底盘测功机的滑行设备,转鼓会反拖车辆运行,将试验车速设置成60km/h,车辆滑行距离测试时初速度是60 km/h,测试数据是5 组。
5)实施NEDC 循环测试,获取市区油耗、郊区油耗和综合油耗[12]。
将润滑油添加剂Additin RC 3502 添加量分别设成0.3%、0.5%、0.7%。测试其对润滑油效率的影响。燃油效率主要通过节油率、排放特性、排放温度、进气充量系数四种指标体现[13,14]。进气充量系数使用H 型粘性层流空气流量计检测,排放特性、排放温度用ZR-7100 型气体排放仪检测。
分别添加Additin RC 3502:10g、20g、30g、40g、50g,并编码为A-1~A-5,测定其优化性能。
2.1.1 滑行测试结果
润滑油添加剂Additin RC 3502 冷热态滑行距离测试结果如表1 所示。
表1 润滑油添加剂Additin RC 3502 冷热态滑行距离对比结果
润滑油添加剂Additin RC 3502 可节省燃油量,优化汽车的燃油效率,提高燃油经济性。
2.1.2 油耗测试结果
不同润滑油添加剂使用后,NEDC 工况中市、郊区油耗测试结果如表2 所示。
表2 NEDC 工况中市、郊区油耗测试结果
分析表2 可知:编码是A-4 的润滑油添加剂使用下,NEDC 工况中市、郊区油耗最小,综合油耗量最小,节油率最高,汽车燃油效率最好。
不同润滑油添加剂使用后NEDC 工况下综合油耗对比图如图2 所示。
图2 NEDC 工况下综合油耗对比图
分析图2 可知:编码是A-4 的润滑油添加剂使用下,NEDC 工况下综合油耗为6.98L,综合油耗量最小,节油率最高。该结果与市、郊区油耗测试结果相吻合,体现了整车油耗试验的精确性。
2.2.1 添加剂含量对乙醇汽油节油率的影响
当汽车所用汽油是乙醇汽油、润滑油添加剂Additin RC 3502 含量依次是0.3%、0.5%、0.7%时,汽车的油耗测试结果如表3 所示。
表3 添加剂含量对乙醇汽油节油率的影响 单位:%
由表3 可知:加入0.3%、0.5%的润滑油添加剂Additin RC 3502 后,汽车节油率最大值依次是7.48%、7.98%,对比之下,加入0.7%的润滑油添加剂Additin RC 3502 后乙醇汽油节油率最高。
2.2.2 添加剂含量对汽油排放特性的影响
当汽车所用汽油是93 号高清洁汽油、润滑油添加剂Additin RC 3502 含量依次是0.3%、0.5%、0.7%时,汽车的排放特性测试结果如表4所示。
表4 添加剂含量对93 号高清洁汽油排放CO 影响单位:mol
由表4 可知:加入0.3%、0.5%的润滑油添加剂Additin RC 3502 后,93 号高清洁汽油排放CO 的气体量也大于0.7%添加剂的CO 排放气体量。当润滑油添加剂Additin RC 3502 的添加量是0.7%时,93 号高清洁汽油排放NOx、CO 的气体量最小,燃油经济性最佳。
2.2.3 添加剂含量对进气充量系数的影响(见图3)由图3 可知:当润滑油添加剂Additin RC 3502 的添加量是0.3%、0.5%、0.7%时,0.7%添加剂条件下,汽车进气充量系数最显著。此时添加剂作用下,汽车运行对燃油的需求不多,混合气的燃空比变小,可实现稀薄燃烧,燃烧完全度提升,表示此情况下汽油燃烧速度提升,燃油效率提升。
图3 添加剂含量对进气充量系数的影响
综上所述,润滑油添加剂Additin RC 3502能够显著优化汽车燃油效率,可提升燃油经济性。0.7%的添加条件下,汽车市、郊区油耗最小,综合油耗量最小,节油率最高。