CN113418818B - 一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法 - Google Patents

一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，安装温度传感器分别用于测量环境温度及机油温度，对发动机进行清洗；重复多次进行冷启动工况试验，在试验过程中监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车；重复试验结束后计算机油稀释和粘度变化，判断是否满足标准，如果满足标准则进行低速行驶工况试验，在试验过程中监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车；每间隔30km进行一次放油称重计算增加量、取样，当机油不再增加时，终止试验；试验结束后计算机油稀释和粘度变化，判断是否满足标准。本发明能够准确地计算出机油粘度变化趋势以及最大变化量，精准掌握了机油稀释的水平。

Description

一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法
技术领域
本发明涉及整车冷启动工况和低速行驶工况下既有稀释测量方法，具体涉及一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法。
背景技术
目前排放法规越来越严格，为了满足排放要求并且保证一定的发动机性能，越来越多的缸内直喷汽油机被各大汽车厂商大量开发和应用，为了提高燃烧效率，发动机在低温环境下冷启动时，ECU会控制喷油嘴进行两次“预喷油”，燃油在低温状况下雾化率不够，直接喷入气缸的过程中由于撞壁或蒸发不及时，在气缸壁面形成一定厚度的油膜，活塞往复运动时，油膜沿缸壁流入曲轴箱，造成机油稀释，机油的润滑性能下降，进而导致摩擦损失增加、机械效率降低、动力性下降、VVT响应延迟、可靠性和使用寿命降低等问题，与此同时，燃油经济性降低、排放特性恶化。
国内各大汽车厂商和研究机构对机油稀释现象越来越重视，会在产品开发阶段进行低温环境下的小负荷机油稀释试验，缺少冷启动循环工况，对机油温度的变化并未监测，对机油的增加量并未称重测量，只是通过观察机油尺的液位高度变化，来掌握机油稀释程度，并未精准的掌握机油稀释的水平。
专利文献CN111207928A公开了一种发动机机油乳化和机油稀释综合验证试验方法，包括如下步骤：步骤一，准备试验样车，在环境温度为-35～-15℃条件下，将试验样车以40±2km/h的速度行驶15±1min，然后将试验样车放置在自然环境中进行冷却，待发动机内机油和冷却液均冷却至环境温度；步骤二，验证工况：1)启动试验样车，若-25℃≤环境温度≤-15℃，原地怠速120±5s，若-35℃≤环境温度＜-25℃，原地怠速300±10s；2)起步加速至15±2km/h，并匀速行驶10±2s，然后停车原地怠速20±2s；3)起步加速至30±2km/h，并匀速行驶30±2s，然后停车原地怠速20±2s；4)起步加速至50±2km/h，并匀速行驶20±2s，然后停车原地怠速10±2s；5)重复2)、3)和4)四次，停车熄火，静置冷却4h以上，测量机油液位高度；步骤三，重复步骤二验证工况5次后停车熄火，拆卸发动机机油口盖、机油尺、缸盖罩并检查机油乳化情况；检查完毕后，将试验样车恢复原状态，静置冷却4h以上，测量机油液位高度；步骤四，重复步骤二验证工况30次后停车熄火，拆卸发动机机油口盖、机油尺、缸盖罩并检查机油乳化情况；检查完毕后，将试验样车恢复原状态，静置冷却8h以上，测量机油液位高度，然后采集发动机油底壳机油200mL，检测机油稀释率，若机油稀释率大于10％，则判定出现机油稀释；步骤三和步骤四检查乳化情况后，根据机油乳化判定标准进行确认，如果不满足判定标准则中止试验，判定机油出现乳化，如果满足要求，则继续进行试验；步骤二、步骤三和步骤四测量机油液位高度后，根据机油稀释判定标准进行确认，如果不满足判定标准则中止试验，判定机油出现稀释，如果满足要求，则继续进行试验。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，试验对象是搭载高压直喷汽油机的整车，增加了冷启动循环工况，将试验工况分为冷启动工况和低速行驶工况，并且将机油稀释和粘度变化程度量化，准确地计算出机油粘度变化趋势以及最大变化量，精准掌握了机油稀释的水平。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，包括以下步骤：
步骤一、设定试验条件并进行试验前准备：安装温度传感器分别用于测量环境温度及机油温度，对发动机进行清洗；
步骤二、重复多次进行冷启动工况试验，在试验过程中监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车；重复试验结束后计算机油稀释和粘度变化，判断是否满足标准，如果满足标准则进入步骤三；
步骤三、进行低速行驶工况试验，在试验过程中监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车；每间隔30km进行一次放油称重计算增加量、取样，当机油不再增加时，终止试验；试验结束后计算机油稀释和粘度变化，判断是否满足标准。
进一步地，所述步骤一中，试验条件为：车辆状态保证ECU数据正常、发动机工作正常，寒冷地区环境温度区间为-30℃～-15℃。
进一步地，所述步骤一中，发动机清洗要求为：
a、正常行驶热机，机油温度达到40℃后放油15min；
b、更换机油滤清器，加入4L新油，怠速，机油温度达到40℃后再次放油15min；
c、再次加入新油到机油标尺上限，记录此时加入机油总量；
d、0km取样从新机油桶中直接抽取100ml。
进一步地，所述步骤二冷启动工况试验包括以下步骤：
1)启动；
2)怠速60s；
3)熄火300s；
4)重复步骤1)至步骤3)，当机油温度达到40℃时，熄火，浸车＞5小时；
5)按照步骤4)累计试验10次，放油称重并取样；
6)计算机油稀释度和检测机油粘度变化。
进一步地，所述步骤三低速行驶工况试验包括以下步骤：
1)启动；
2)起步加速至20km/h，行驶500m；
3)停车，怠速30s；
4)起步加速至20km/h，行驶500m；
5)停车，怠速30s；
6)起步加速至40km/h，行驶1000m；
7)停车，怠速30s；
8)重复步骤2)至步骤7)，当机油温度达到40℃时，停车熄火，记录行驶里程，浸车＞5小时；
9)按照步骤8)重复试验，累计行驶里程达到30km放一次油称重，与前一次加入量做差值，计算增加量，取样100ml后称重，将剩余机油再次加入发动机，记录此时加注量，不补新油；
10)按照步骤9)重复试验，当机油增加量达到平衡时，终止试验；
11)计算机油稀释度和检测机油粘度变化。
进一步地，所述机油稀释和粘度变化计算公式为：
机油稀释度＝机油增加总量/(机油初始加注量+机油增加总量)；
机油粘度变化＝机油粘度最大变化量/机油初始粘度。
进一步地，所述机油稀释和粘度变化评判标准为：稀释度＜12％，粘度变化＜40％。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本发明试验对象为搭载高压直喷汽油机的整车；
2.本发明试验工况分为冷启动工况和低速行驶工况；
3.本发明采用安装传感器监测机油温度,当机油温度达到40℃时,暂停试验；
4.本发明试验前发动机需要进行热机换油清洗；
5.本发明机油稀释量采用称重的方式进行测量,准确地计算出机油稀释的程度；
6.本发明每行驶30km对机油进行采样,准确地计算出机油粘度变化趋势以及最大变化量；
7.本发明给出了机油稀释试验的评判标准：稀释度＜12％，粘度变化＜40％。
附图说明
图1为本发明实施例一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法整体流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例进一步介绍本发明的技术方案：
一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，包括以下步骤：
步骤一、设定试验条件并进行试验前准备：安装温度传感器分别用于测量环境温度及机油温度，对发动机进行清洗；
步骤二、重复多次进行冷启动工况试验，在试验过程中监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车；重复试验结束后计算机油稀释和粘度变化，判断是否满足标准，如果满足标准则进入步骤三；
步骤三、进行低速行驶工况试验，在试验过程中监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车；每间隔30km进行一次放油称重计算增加量、取样，当机油不再增加时，终止试验；试验结束后计算机油稀释和粘度变化，判断是否满足标准。
进一步地，所述步骤一中，试验条件为：车辆状态保证ECU数据正常、发动机工作正常，寒冷地区环境温度区间为-30℃～-15℃。
进一步地，所述步骤一中，发动机清洗要求为：
a、正常行驶热机，机油温度达到40℃后放油15min；
b、更换机油滤清器，加入4L新油，怠速，机油温度达到40℃后再次放油15min；
c、再次加入新油到机油标尺上限，记录此时加入机油总量；
d、0km取样从新机油桶中直接抽取100ml。
进一步地，所述步骤二冷启动工况试验包括以下步骤：
1)启动；
2)怠速60s；
3)熄火300s；
4)重复步骤1)至步骤3)，当机油温度达到40℃时，熄火，浸车＞5小时；
5)按照步骤4)累计试验10次，放油称重并取样；
6)计算机油稀释度和检测机油粘度变化。
进一步地，所述步骤三低速行驶工况试验包括以下步骤：
1)启动；
2)起步加速至20km/h，行驶500m；
3)停车，怠速30s；
4)起步加速至20km/h，行驶500m；
5)停车，怠速30s；
6)起步加速至40km/h，行驶1000m；
7)停车，怠速30s；
8)重复步骤2)至步骤7)，当机油温度达到40℃时，停车熄火，记录行驶里程，浸车＞5小时；
9)按照步骤8)重复试验，累计行驶里程达到30km放一次油称重，与前一次加入量做差值，计算增加量，取样100ml后称重，将剩余机油再次加入发动机，记录此时加注量，不补新油；
10)按照步骤9)重复试验，当机油增加量达到平衡时，终止试验；
11)计算机油稀释度和检测机油粘度变化。
进一步地，所述机油稀释和粘度变化计算公式为：
机油稀释度＝机油增加总量/(机油初始加注量+机油增加总量)；
机油粘度变化＝机油粘度最大变化量/机油初始粘度。
进一步地，所述机油稀释和粘度变化评判标准为：稀释度＜12％，粘度变化＜40％。
实施例
一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，在产品开发阶段，车辆状态保证ECU数据正常、发动机工作正常，在寒冷地区环境温度区间-30℃～-15℃的条件下，依次按照冷启动工况和低速行驶工况进行试验，同时监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车。按冷启动工况试验时，累计试验次数10次，终止试验。按低速行驶工况试验时，每间隔30km进行一次放油称重计算增加量、取样，当机油不再增加时，终止试验。分别统计机油增加总量并计算机油稀释度，检测机油样品的粘度并计算粘度变化，根据机油稀释和粘度变化的评判标准，最终目的判断是否存在对发动机性能产生不良影响的风险，如有，则采取相应的解决措施，包括增大缸内气流运动滚流比、喷油控制策略由单次喷射改为多次喷射、发动机热管理执行快速暖机策略、优化喷油器安装角度等，在量产前规避风险，避免售后维修或召回。
本发明高压直喷汽油机机油稀释测量方法具体包括以下步骤：
一、试验条件：
1)车辆要求：至少2辆、ECU数据正常、发动机工作正常；
2)环境温度：-30℃～-15℃；
3)试验备品：机油、机滤、电子秤、秒表、盆、取样小瓶、针管、漏斗、抹布。
二、试验前准备：
1)车辆磨合1000km；
2)安装传感器并测试：测量环境温度、机油温度；
3)发动机清洗：
a、正常行驶热机，机油温度达到40℃后放油15min，直接倒掉，不再使用；
b、更换机油滤清器，加入4L新油，怠速，机油温度达到40℃后再次放油15min，直接倒掉不再使用；
c、再次加入新油到机油标尺上限，记录此时加入机油总量(g)；
d、0km取样从新机油桶中直接抽取100ml。
三、放油要求：机油温度40℃，放油15min，每次放油在同一个举升机上，车头朝向一致，举升高度一致，不要将机油洒落。
四、试验工况一(冷启动工况)：
1)启动；
2)怠速60s；
3)熄火300s；
4)重复步骤1)～3)，当机油温度达到40℃时，熄火，浸车＞5小时。
5)按照步骤4)累计试验10次，放油称重并取样；
6)计算机油稀释度和检测机油粘度变化。
五、试验工况二(低速行驶工况)：
1)启动；
2)起步加速至20km/h，行驶500m；
3)停车，怠速30s；
4)起步加速至20km/h，行驶500m；
5)停车，怠速30s；
6)起步加速至40km/h，行驶1000m；
7)停车，怠速30s；
8)重复步骤2)～7)，当机油温度达到40℃时，停车熄火，记录行驶里程，浸车＞5小时；
9)按照步骤8)重复试验，累计行驶里程达到30km放一次油称重，与前一次加入量做差值，计算增加量，取样100ml后称重，将剩余机油再次加入发动机，记录此时加注量，不补新油；
10)按照步骤9)重复试验，当机油增加量达到平衡时，终止试验。
11)计算机油稀释度和检测机油粘度变化。
六、计算公式:
1)机油稀释度＝机油增加总量/(机油初始加注量+机油增加总量)。
2)机油粘度变化＝机油粘度最大变化量/机油初始粘度。
七、评判标准：稀释度＜12％，粘度变化＜40％，对比试验结果判断机油稀释结果是否满足标准要求。

Claims (5)

1.一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、设定试验条件并进行试验前准备：安装温度传感器分别用于测量环境温度及机油温度，对发动机进行清洗；
步骤二、重复多次进行冷启动工况试验，在试验过程中监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车；重复试验结束后计算机油稀释和粘度变化，判断是否满足标准，如果满足标准则进入步骤三；所述步骤启动工况试验包括以下步骤：
1)启动；
2)怠速60s；
3)熄火300s；
4)重复步骤1)至步骤3)，当机油温度达到40℃时，熄火，浸车＞5小时；
5)按照步骤4)累计试验10次，放油称重并取样；
6)计算机油稀释度和检测机油粘度变化；
步骤三、进行低速行驶工况试验，在试验过程中监控发动机机油温度，当机油温度达到40℃时，立刻暂停试验并浸车；每间隔30km进行一次放油称重计算增加量、取样，当机油不再增加时，终止试验；试验结束后计算机油稀释和粘度变化，判断是否满足标准；所述低速行驶工况试验包括以下步骤：
1)启动；
2)起步加速至20km/h，行驶500m；
3)停车，怠速30s；
4)起步加速至20km/h，行驶500m；
5)停车，怠速30s；
6)起步加速至40km/h，行驶1000m；
7)停车，怠速30s；
8)重复步骤2)至步骤7)，当机油温度达到40℃时，停车熄火，记录行驶里程，浸车＞5小时；
9)按照步骤8)重复试验，累计行驶里程达到30km放一次油称重，与前一次加入量做差值，计算增加量，取样100ml后称重，将剩余机油再次加入发动机，记录此时加注量，不补新油；
10)按照步骤9)重复试验，当机油增加量达到平衡时，终止试验；
11)计算机油稀释度和检测机油粘度变化。
2.如权利要求1所述的一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，其特征在于，所述步骤一中，试验条件为：车辆状态保证ECU数据正常、发动机工作正常，寒冷地区环境温度区间为-30℃～-15℃。
3.如权利要求1所述的一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，其特征在于，所述步骤一中，发动机清洗要求为：
a、正常行驶热机，机油温度达到40℃后放油15min；
b、更换机油滤清器，加入4L新油，怠速，机油温度达到40℃后再次放油15min；
c、再次加入新油到机油标尺上限，记录此时加入机油总量；
d、0km取样从新机油桶中直接抽取100ml。
4.如权利要求1所述的一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，其特征在于，所述机油稀释和粘度变化计算公式为：
机油稀释度＝机油增加总量/(机油初始加注量+机油增加总量)；
机油粘度变化＝机油粘度最大变化量/机油初始粘度。
5.如权利要求4所述的一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法，其特征在于，所述机油稀释和粘度变化评判标准为：稀释度＜12％，粘度变化＜40％。
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