1、车辆与动力技术2023年第2 期Vehicle&Power Technology文章编号：10 0 9-46 8 7(2 0 2 3)0 2-0 0 2 9-0 7总第17 0 期轿车汽油机使用低黏度机油的选择性分析研究于秩祥（江苏建筑职业技术学院实验实训管理处，徐州2 2 1116)摘要：根据轿车汽油机技术特点、使用状况、排放标准和行驶里程4个方面为依据，通过道路测试比较分析汽油机使用低黏度机油与非低黏度机油对汽油机内部磨损、机油消耗量和废气污染物等技术状况的影响，找出合理选用汽油机机油黏度的使用参考指标。测试结果表明：选用低黏度机油轿车在标准环境工况下和一定里程内汽油机具有节能减排效果，当
2、轿车汽油机环境使用工况苟刻和超出一定里程后轿车汽油机内部存在机械磨损、机油消耗和诱发早燃，建议适当增加机油黏度，避免汽油机磨损和废气污染增加.关键词：轿车、低黏度、机油、汽油机、节能、减排中图分类号：U473.1+1Car Gasoline Engine Using Low Viscosity Oil of Selective AnalysisAbstract:Based on the technical characteristics,service conditions,emission standards,and drivingmileage of car engines,this pa
3、per compares and analyzes the technical conditions of internal wear,oilconsumption,and exhaust pollutants of low-viscosity engine oil and non-low-viscosity engine oil throughroad tests,and finds out the use reference index of reasonable selection of gasoline engine oil viscosity.The test results sho
4、w that the gasoline engine with low-viscosity oil has the effect of energy conservationand emission reduction under standard environmental conditions and within a certain mileage.When theoperating conditions of the gasoline engine are harsh and beyond a certain mileage,there are mechanicalwear,prema
5、ture,and oil consumption in the gasoline engine.It is suggested to increase the oil viscosityappropriately to avoid the wear of the gasoline engine and the increase of exhaust pollution,which canachieve the purpose of energy conservation and emission reduction.Key words:car;low viscosity;engine oil;
6、gasoline engine;energy conservation;emission reduction目前，我国乘用车节能标准分为4个阶段，于2016年开始实施中国乘用车平均燃料消耗量第I阶段为8.0 6 L/100km，第阶段为7.2 5L/100km，第阶段为6.9L/100km，第阶段为5.0 L/100km，基本达到欧洲、日本和美国等汽车发达国家的乘用车燃料消耗水平至2 0 2 0 年乘用车新车平均燃料消耗为5.0 L/100km；至2 0 2 5年乘用车新车平均燃料消耗为4.0 L/100km；至文献标识码：AYU Zhixiang(Experimental and Occup
7、ational Skills Management Center,JiangsuInstitute of Architectural Technology,Xuzhou 221116,China)2030年乘用车新车平均燃料消耗为3.2 L/100kml轿车燃油经济性与其设计、使用条件、机油和燃料等有很大关系，为达到轿车较低燃油经济性，其中发动机机油的选用在整个轿车寿命周期内具有较大的节能减排意义轿车用汽油发动机技术、结构和材料的不断进步，致使汽油机结构更加紧凑、使用寿命更长、油耗和排放更低在车用汽油机的机械损失中，机械摩擦损失是机械损失中的收稿日期：2 0 2 2-0 9-15作者简介：于秩
8、祥（198 3），男，高级实验师，研究方向为汽车动力系统检测技术、汽车节能减排技术、新能源汽车技术30主要部分，约占整个机械损失的2/32 有效减少汽油机的摩擦损失的方式之一是采用低黏度机油.OkuyamaY等3研究表明：当剪切压力（发动机转速过高）和温度（发动机温度过高）升高时，低黏度机油就难以保持正常的润滑能力，发动机工作时就存在一定风险汤春球等4研究表明：通过台架测试，使用低黏度机油SNOW20汽油机在正常范围内发动机内摩擦副磨损量较小，能满足耐久性要求史程中等5研究表明：通过台架测试，低黏度机油具有节能性另外，低黏度机油可以诱发小排量增压发动机在低速高负荷工况下的低速早燃，早燃发生时运
9、行状态恶化，油耗增加，不利于汽油机节能减排6-7 现代的轿车汽油发动机都采用小排量和增压化来满足降低排量和提升动力的需求，而小排量增压化发动机动力释放是在较高转速下才能实现的.文中通过4辆相同型号的小排量废气涡轮增压汽油机轿车（行驶5万公里后），选用4种不同黏度机油，参照NEDC工况，进行1万公里的实际道表1测测试机油技术参数总碱值(KOH）/100运动黏度/高温剪切黏度（150）API质量等级SAE黏度级别SN0W20SN5W20SN5W30SN5W40车辆与动力技术路测试，分析4种黏度机油在使用一定里程后的理化技术参数变化，比较4种黏度机油对轿车汽油机磨损性、尾气排放性和燃油经济性的影响，
10、根据实际测试4种黏度机油的理化参数，结合4辆轿车使用里程、尾气排放参数和轿车技术状况等综合分析，在一定里程基础上，依据小排量废气涡轮增压汽油机轿车技术状况，进行选择性使用机油黏度，对轿车整个寿命周期内，可以达到最优经济性能使用价值，使轿车节能减排.1试验用油和测试轿车测试用油都采用同一品牌，API质量等级为SN级，SAE认证黏度为0 W20、5W 2 0、5W 30 和5w40，技术参数见表1.其中，0 W20和5W20满足ILSACGF-5标准，5W30满足ILSACGF-3标准.根据市场调查，0 W20和5W20为低黏度机油汽车4S应用较多，5W30和5w40黏度机油汽车维修厂应用较多.低
11、温动力黏度（-30）(mg:g)(mm:s-)7.528.308.348.629.6311.259.9814.262023年(MPa:s)(MPa s)2.7039862.734 0083.1243813.564 480测试车辆采用4辆某国产品牌紧凑型轿车，发动机为废气涡轮增压器汽油机，变速器为CVT无级自动变速器，汽车尾气排放为国五标准，技术参数见表2.4辆轿车技术状况良好，无任何改动，平均行驶里程为5万公里，使用时间为3年.最大转矩/最大功率/kW排量/发动机型式进气方式L(r:min-)直列4缸，DOHC,废气1.5130(6 000)带可变配气正时涡轮增压测试前，对4辆轿车统一进行保养
12、，清洗发动机润滑系统、添加4种不同黏度型号机油；全部更换统一型号空气滤清器、变速器油、机油滤清器，汽油滤清器、轮胎型号和花纹一致进行测试.表2 某轿车汽油发动机技术参数(N m)（转速/（转速/(r:min-)226(1 700 5 500)变速器燃油系统型式电控缸内CVT无级变速器前置国五直接喷射(模拟6 速)驱动排放使用燃油轮胎方式标准92号前驱215/（乙醇汽油）55R16全合成基础油调制，理论使用里程可以达到10 0 0 02轿车道路测试油耗分析4辆轿车分别使用4种不同黏度机油，机油为公里以上，实际测试里程为10 0 0 0 公里，测试时间为6 个月左右，测试环境气温在2 535.测试
13、方法采用GB/T192332008轻型汽车燃料消第2 期耗方法测定，同时参照NEDC（新标欧洲测试循环工况），4辆轿车采用实际道路行驶工况主要为市区拥堵路况、市郊路况和高速路况，高速路况限制车辆最高行驶速度为12 0 km/h，各路况行驶比例基本与测试标准一致.测试期间4辆轿车全部使用92 号乙醇汽油，测试油耗见表3所示.4辆轿车行驶里程均在1万公里左右，4辆轿车均无指定驾驶员，驾驶技术无特殊要求，测试时间内车辆全部开空调运转：根据表3车辆燃油消耗量分析，使用低黏度机油的轿车百公里油耗最测试车辆机油黏度行驶里程/km1号车0W202号车5W203号车5W304号车5W403木机油检测分析4辆轿
14、车选用不同黏度机油，汽油机采用长寿命机油滤清器（滤清器使用寿命10 0 0 0 公里），4辆轿车行驶里程分别在50 0 0 公里和10 0 0 0 公里提取汽油机内机油进行理化分析在车辆行驶50 0 0油品检测项目运动粘度（10 0）（mms-l)高温剪切黏度（150）/（MPas）低温动力黏度（-30)/(MPas）碱值（KOH)/（mg g-l)酸值（KOH)/（mg g-l)燃油稀释（质量分数）/%铁/(mg kg=l)铝/(mg kg-)铜/(mg kg-l)铬/(mg:kg=l)3.1机油黏度变化率分析汽油机机油的黏度变化可综合反映油品油膜强度、流动性的重要指标以及性能的变化机油黏度
15、检测试验方法为运动粘度（10 0)/（mms-）ASTMD445；高温剪切黏度（150）（MPas）ASTMD5481；低温动力黏度（-30）/（MPas）于秩祥：轿车汽油机使用低黏度机油的选择性分析研究能与标准燃油消耗量不同.表3NEDC循环工况下道路燃油消耗量市区消耗燃油/LL (100 km)-I 1002582510 26986310 13687810.098900表4汽油机机油检测数据5000公里检测数据0W205W208.028.362.612.564.29043207.238.161.291.364.284.085.85.22.12.22.32.10.40.6 31低，使用高黏度
16、机油的车辆百公里油耗最高该轿车工信部给出的耗油为市区工况：7.7 L/（10 0 k m），综合工况6.0 L/（10 0 k m），市郊工况5.0 L/（10 0km），同时根据CB19578-2004乘用车燃料消耗量限值第阶段要求自2 0 0 8 年0 1月0 1日开始执行，对应限值为8.6 L/（10 0 k m）.而该4辆轿车实测10 0 0 0公里，百公里油耗都高于工信部给出的标准油耗因为采用实际道路测试，由于驾驶习惯、道路状况、气候条件和燃油品质等因素的影响，实际燃油消耗量可市郊区综合百公里油耗/L:(100 km)-1 L:(100 km-)10.45.110.95.611.25.812.45.9公里时，拆卸机油滤清器，不损坏机油滤清器，提取机油滤清器内机油，提取量约为40 0 mL，提取后将滤清器装回汽油机上，同时向汽油机内补充约400mL机油在轿车行驶10 0 0 0 公里时，用同样方式提取汽油机机油将两次机油进行理化数据分析，汽油机机油检测数据见表4所示.10000公里检测数据5W305W4010.9613.242.893.1255605.9709.249.121.