張村
(中國石油西北銷售分公司質量計量管理部蘭州監督檢驗站,甘肅蘭州 730060)
目前汽車保有量逐漸增多,石油資源愈發緊張,降低燃油消耗、優化燃油效率存在重要意義[1~3]。優化燃油效率可提升燃油經濟性,為提升燃油經濟性,不僅需要改進汽車自身條件,也需要優化燃油效率[4~6]。通過機油添加劑優化燃油效率是目前常見的燃油經濟性優化手段。本文以潤滑油添加劑Additin RC 3502 為研究目標,在不同測試條件下,研究潤滑油添加劑Additin RC 3502 對燃油效率的優化作用。
1.1.1 整車滑行測試
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劣。按照相關標準,輕載汽車滑行測試方法分為實際道路測試與臺架測試兩類[7]。實際道路滑行測試所用成本較多,測試時間較多,且抗干擾性較差,測試結果準確率較低。所以,本文使用臺架測試實現汽車滑行距離、滑行阻力的測試。汽車滑行測試圖如圖1 所示。
1.1.2 污染物排放和油耗運算
燃油效率體現于油耗、污染物排放、節油率等多個方面。其中排放物運算方法是:

其中,汽車污染物排放量總值是Ni;校正到標準狀態的稀釋排氣體積是Umix;標準情況下污染物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。
油耗運算方法是:

其中,燃油消耗量、碳氫排放量、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。
節油率的計算方法是:

其中,PC、PB分別是潤滑油添加劑使用前油耗、潤滑油添加劑使用后油耗。
1.1.3 試驗步驟
整車油耗試驗原理圖如圖1 所示。

圖1 整車油耗試驗原理圖
1)測試之前,把車輛放在恒溫條件中靜置,讓加入潤滑油添加劑的變速器潤滑油和冷卻液溫度變成室溫,且讓被加入潤滑油添加劑的潤滑油再次流到油底殼,以此讓車輛實施測試時的初始狀態不存在差異[8]。
2)使用OBD 設備檢查車輛狀態,車輛胎壓為標準胎壓22kPa,將電池電壓、冷卻液溫度等初始條件控制為滿足測試需求的數值。
3)把試驗車驅動輪放在底盤測功機的轉鼓中,通過三腳架固定試驗車的從動輪[9~11]。
4)測量冷態滑行距離與滑行阻力:啟動底盤測功機的滑行設備,轉鼓會反拖車輛運行,將試驗車速設置成60km/h,車輛滑行距離測試時初速度是60 km/h,測試數據是5 組。
5)實施NEDC 循環測試,獲取市區油耗、郊區油耗和綜合油耗[12]。
將潤滑油添加劑Additin RC 3502 添加量分別設成0.3%、0.5%、0.7%。測試其對潤滑油效率的影響。燃油效率主要通過節油率、排放特性、排放溫度、進氣充量系數四種指標體現[13,14]。進氣充量系數使用H 型粘性層流空氣流量計檢測,排放特性、排放溫度用ZR-7100 型氣體排放儀檢測。
分別添加Additin RC 3502:10g、20g、30g、40g、50g,并編碼為A-1~A-5,測定其優化性能。
2.1.1 滑行測試結果
潤滑油添加劑Additin RC 3502 冷熱態滑行距離測試結果如表1 所示。

表1 潤滑油添加劑Additin RC 3502 冷熱態滑行距離對比結果
潤滑油添加劑Additin RC 3502 可節省燃油量,優化汽車的燃油效率,提高燃油經濟性。
2.1.2 油耗測試結果
不同潤滑油添加劑使用后,NEDC 工況中市、郊區油耗測試結果如表2 所示。

表2 NEDC 工況中市、郊區油耗測試結果
分析表2 可知:編碼是A-4 的潤滑油添加劑使用下,NEDC 工況中市、郊區油耗最小,綜合油耗量最小,節油率最高,汽車燃油效率最好。
不同潤滑油添加劑使用后NEDC 工況下綜合油耗對比圖如圖2 所示。

圖2 NEDC 工況下綜合油耗對比圖
分析圖2 可知:編碼是A-4 的潤滑油添加劑使用下,NEDC 工況下綜合油耗為6.98L,綜合油耗量最小,節油率最高。該結果與市、郊區油耗測試結果相吻合,體現了整車油耗試驗的精確性。
2.2.1 添加劑含量對乙醇汽油節油率的影響
當汽車所用汽油是乙醇汽油、潤滑油添加劑Additin RC 3502 含量依次是0.3%、0.5%、0.7%時,汽車的油耗測試結果如表3 所示。

表3 添加劑含量對乙醇汽油節油率的影響 單位:%
由表3 可知:加入0.3%、0.5%的潤滑油添加劑Additin RC 3502 后,汽車節油率最大值依次是7.48%、7.98%,對比之下,加入0.7%的潤滑油添加劑Additin RC 3502 后乙醇汽油節油率最高。
2.2.2 添加劑含量對汽油排放特性的影響
當汽車所用汽油是93 號高清潔汽油、潤滑油添加劑Additin RC 3502 含量依次是0.3%、0.5%、0.7%時,汽車的排放特性測試結果如表4所示。

表4 添加劑含量對93 號高清潔汽油排放CO 影響單位:mol
由表4 可知:加入0.3%、0.5%的潤滑油添加劑Additin RC 3502 后,93 號高清潔汽油排放CO 的氣體量也大于0.7%添加劑的CO 排放氣體量。當潤滑油添加劑Additin RC 3502 的添加量是0.7%時,93 號高清潔汽油排放NOx、CO 的氣體量最小,燃油經濟性最佳。
2.2.3 添加劑含量對進氣充量系數的影響(見圖3)由圖3 可知:當潤滑油添加劑Additin RC 3502 的添加量是0.3%、0.5%、0.7%時,0.7%添加劑條件下,汽車進氣充量系數最顯著。此時添加劑作用下,汽車運行對燃油的需求不多,混合氣的燃空比變小,可實現稀薄燃燒,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 添加劑含量對進氣充量系數的影響
綜上所述,潤滑油添加劑Additin RC 3502能夠顯著優化汽車燃油效率,可提升燃油經濟性。0.7%的添加條件下,汽車市、郊區油耗最小,綜合油耗量最小,節油率最高。