中国重汽国IV发动机1500小时台架试验.docx
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中国重汽国IV发动机1500小时台架试验
中国重汽国IV发动机1500小时台架试验
柴油机油试验报告
参加单位:
中国重型汽车集团有限公司技术发展中心(盖章)
福建莱克石化有限公司技术中心(盖章)
试验时间:
2009年2月至2009年7月
试验地点:
中国重型汽车集团有限公司技术发展中心
1、概况:
2009年2月至2009年7月,中国重汽使用莱克石化提供的莱克牌CI-4+15W-40(满足APICI-4性能级别)对中国重汽自主研发的满足国IV排放的发动机(EGR+DPF)进行三个换油期,发动机总运行时间达1500个小时的发动机试验,并对试验进行全程油品性能检测。
2、试验条件:
在中国重汽技术中心发动机试验室复强试验室,发动机功率336HP,试验运行工况见表1。
表1D10国Ⅳ发动机台架试验运行工况
工况序号
转速
负荷%
运转时间min
1
怠速
0
2
2
最大扭矩转速
10
10
3
最大扭矩转速
100
20
4
怠速
0
2
5
额定转速
25
10
6
额定转速
50
10
7
额定转速
75
10
8
额定转速
100
20
9
1/2(最大扭矩转速+额定转速)
25
10
10
1/2(最大扭矩转速+额定转速)
50
10
11
1/2(最大扭矩转速+额定转速)
75
10
12
1/2(最大扭矩转速+额定转速)
100
20
13
最大扭矩转速
25
10
14
最大扭矩转速
50
10
15
最大扭矩转速
75
10
16
最大扭矩转速
100
20
17
怠速
0
2
18
1/2(最大扭矩转速+额定转速)
25
10
19
1/2(最大扭矩转速+额定转速)
50
10
20
1/2(最大扭矩转速+额定转速)
75
10
21
1/2(最大扭矩转速+额定转速)
100
20
22
额定转速
25
10
23
额定转速
50
10
24
额定转速
75
10
25
额定转速
100
20
26
怠速
0
2
27
停车
0
12
1、一个循环所用时间为5h。
2、本台架耐久性运行试验一个循环(5h),换算为整车道路耐久性行驶里程数800Km(推荐)。
3、试验目的:
考核福建莱克石化有限公司专门为中国重汽开发的CI-4+15W-40重负荷柴油发动机油在中国重汽国IV发动机上的实际使用性能。
4、判定标准
结合国外同行业内长换油期润滑油认证规范,及部分试验结果,判定标准如表2所示。
表2判定标准
序号
项目
指标
试验标准
1
100℃运动粘度变化率,%
≯±25
ASTMD445
2
碱值变化率,%
下降≮50
ASTMD2896
3
酸值增值,mg/g
≮2
ASTMD664、
ASTMD974
4
烟炱含量,%
≮5
5
元素含量,
ppm
Fe
正常≮300,超过500为危险
ASTMD6595
ASTME2412
FTIR
Cu
正常≮40,超过80为危险
Al
正常≮40,超过100为危险
Cr
正常≮20,超过80为危险
Pb
正常≮40,超过100为危险
Si
正常≮25,超过100为危险
5、试验发动机:
中国重汽自主研发的满足国IV排放的发动机,使用燃料为国IV柴油(据分析柴油硫含量为72ppm)。
6、试验油品及试验内容:
1、福建莱克石化有限公司提供的莱克牌CI-4+15W-40重负荷柴油发动机油。
2、试验开始时间为2009年2月,共进行三个换油期,发动机运行时间分别为300小时、500小时、700小时,发动机总运行时间达1500小时的发动机台架试验。
7、油品检测单位:
中国重汽委托上海润凯油液检测中心检测。
8、试验结果汇总:
表30-300小时试验结果汇总
TargetOdometerkm
排放前)
磨合后
50
小时
100
小时
150
小时
200
小时
240
小时
269
小时
300
小时
后清洗300小时
取样日期
02-23
02-23
04-03
实验编号
100℃运动粘度mm/s2
15.26
14.65
15.17
15.08
14.73
14.84
14.71
15.14
14.82
14.88
40℃运动粘度mm/s2
116.8
114.20
114.80
113.20
113.20
112.3
113.2
114
112.8
116.7
总碱值(以KOH计)mg/g
10.36
9.96
10.34
10.31
10.18
10.11
10.09
10.21
10.05
10.17
总酸值(以KOH计)mg/g
2.34
2.5
2.24
2.37
2.48
2.38
2.25
2.26
2.22
2.32
烟炱含量,%
0.00
0.0
0.00
0.12
0.22
0.27
0.36
0.41
0.41
0.05
氧化度
3
12.0
4
4
7
4
7
7
6
3
硝化度
0
2.0
0
3
5
3
5
5
5
0
燃油稀释%
3.56
2.2
3.38
2.84
2.20
0
0
0
0
0
水含量
%w/w
0.05
0.0
0.00
0.0
0.1
0
0
0
0
0
光谱元素含量ppm(ICP)
Fe
5.4
16.0
11.0
22.0
35.0
53
66
76
91
17
Cu
2.8
15.0
15
21
22
23
23
24
23
4
Pb
1.7
6.6
3.7
5.6
6.2
6.4
5.9
7.5
6.8
1.4
Cr
0.1
0.6
0.5
0.9
0.7
1.2
1.5
1.6
8.9
1.4
Mo
1.1
1.1
0.2
0.8
0.3
0.9
0.8
1.2
0.5
1.2
Al
1.4
4.7
1.8
2.5
3.2
4.4
3.9
4.3
5.5
2.1
Sn
0.0
0.0
0.0
0.0
0
0
0
0
0
0
Si
6.9
5.8
4.4
5.2
5.9
7.4
6.7
7.2
9
8.2
添加剂元素含量ppm(ICP)
Zn
1518
1300.0
1438
1565
1417
1465
1515
1541
1422
1333
P
1459
1310.0
1398
1488
1463
1474
1548
1558
1582
1392
Ca
2533
2971.0
2321
2522
2455
2577
2619
2675
2434
2182
Mg
304
55.0
289
321
32
345
344
357
323
336
B
0.9
0.9
0.9
0.8
0.7
0.8
1
0.9
0.8
0.8
表4300-800小时试验结果汇总
TargetOdometerkm
400
小时
450
小时
500
小时
570
小时
650
小时
700
小时
740
小时
770
小时
800
小时
800
小时
清洗后
取样日期
5-14
5-17
5-19
实验编号
100℃运动粘度mm/s2
14.94
15.16
14.88
14.96
15.08
14.9
14.94
14.76
15.24
15.16
40℃运动粘度mm/s2
114.2
113.1
113.2
112.3
111.7
111.6
111.2
112.2
112.4
117.2
总碱值(以KOH计)mg/g
10.18
10.22
10.23
9.93
9.89
9.81
9.89
9.59
9.48
10.25
总酸值(以KOH计)mg/g
2.5
2.35
2.32
2.46
2.39
2.43
2.3
2.66
2.53
2.27
烟炱含量,%
0.26
0.34
0.38
0.53
0.53
0.52
0.46
0.53
0.6
0
氧化度
4
4
3
6
5
6
5
5
6
0
硝化度
3
3
3
6
6
6
9
6
6
0
燃油稀释%
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
水含量
%w/w
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.05
光谱元素含量ppm(ICP)
Fe
23
32
44
148
176
180
193
184
199
13
Cu
2.6
3.3
4.2
10
12
13
17
23
30
2
Pb
1.2
2.3
2
4.5
4.7
4.1
4.6
5.4
5.4
0.4
Cr
1.2
1.8
1.9
5
6.6
6
6.3
6.3
6.8
0
Mo
0.5
0.8
0.5
1.1
1.1
1
1.3
1.5
1.3
1.2
Al
2.6
3.4
3.7
6.1
6.6
6.4
6.6
7
7.9
1.5
Sn
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Si
4.7
5.2
6.4
8.6
1.1
8.8
8.8
8.6
1.3
7.9
添加剂元素含量ppm(ICP)
Zn
1366
1312
1382
1431
1436
1410
1424
1407
1419
1339
P
1421
1525
1463
1575
1358
1486
1500
1462
1422
1364
Ca
2345
2257
2310
2551
2519
2525
2538
2518
2552
2262
Mg
365
334
343
395
363
381
383
372
372
343
B
0.7
0.6
0.6
1
1
0.9
1
0.9
1
0.5
表5800-1500小时试验结果汇总
TargetOdometerkm
900小时
1000小时
1100小时
1200小时
1300小时
1400小时
1500小时
取样日期
2009-6-23
实验编号
QT09070600
QT09070601
100℃运动粘度mm/s2
15.02
15.02
15.1
14.7
15.27
15.47
16.76
40℃运动粘度mm/s2
114.4
113.8
113.8
114.2
114.8
116.8
118.8
总碱值(以KOH计)mg/g
10.11
9.96
9.79
9.5
8.95
8.98
8.41
总酸值(以KOH计)mg/g
2.15
2.24
2.34
2.45
1.89
2.43
2.31
烟炱含量,%
0.19
0.48
0.57
0.56
0.74
0.34
0.4
氧化度
0
4
5
5
7
8
9
硝化度
0
4
6
7
11
9
10
燃油稀释%
0
0
0
0
0
0
0
水含量
%w/w
0
0.05
0
0.05
0.05
0.05
0.05
光谱元素含量ppm(ICP)
Fe
17
48
68
116
122
135
167
Cu
3.7
6.7
11
16
20
26
30
Pb
1.2
2.1
4.3
5.3
4.7
5
5.2
Cr
0.5
1.4
2.4
3.2
3.4
3.8
4.3
Mo
0.3
0.3
1.6
1.5
1
0.7
0.4
Al
1.9
4.5
5.7
7
7.8
9.8
11
Sn
0
0
0
0
0
0
0
Si
4.4
5
5.7
10
7.8
9.3
11
添加剂元素含量ppm(ICP)
Zn
1381
1367
1294
1383
1327
1295
1340
P
1618
1450
1319
1486
1480
1291
1277
Ca
2398
2498
2370
2596
2448
2409
2472
Mg
411
385
351
403
384
347
355
B
0.5
0.5
0.6
0.7
2.4
0.6
0.5
9、试验结果分析
9.1
图1油品100℃运动粘度分析趋势图
从图1的变化趋势曲线可以看出,整个过程中油品粘度变化趋势符合油品使用规律,700h后最大变化率10%,远低于35-40%的警戒值,且没有超过相应的粘度等级,表明油品具有良好的抗剪切能力。
9.2
图2油品TBN、TAN变化趋势图
从图2可以看出,在整个试验过程中,TBN没有明显的下降(下降幅度小于2个单位),远小于以下降50%作为换油指标的标准,TAN也几乎没有上升,显示出油品良好的碱值控制能力,保证在换油时油品仍具有足够的碱值储备,有较好的腐蚀防止能力。
9.3
图3油品氧化值、硝化值变化趋势图
图3的趋势线表明,油品的氧化值、硝化值变化趋势符合润滑油品的衰变规律。
随着使用期限的延长,由于高温、剪切等原因,油品存在一定的氧化现象,同时由于燃料窜气等,会有一定的氧化物、硝化物生产,加速油品的老化。
但整个过程中油品的氧化值、硝化值较低,并未受深度氧化,具有良好的氧化安定性。
9.4
图4油品中烟炱、水分、燃料稀释变化趋势
从图4的变化趋势线中可以看出,油品中烟炱含量随着使用期限的延长而逐渐增加,但始终维持在较低水平,远低于5%的换油期要求,表明油品具有较好的清净分散能力,有效防止烟炱沉积。
试验初始时燃料稀释含量较高是因为发动机状态不佳造成。
9.5
图5磨损金属含量趋势图
从图5的磨损金属含量趋势线可以看出,随着发动机运行时间的增长,油品中磨损金属元素含量均呈上升趋势,除Fe元素外,其它元素缓慢增加,但在整个试验过程中,对于长换油期润滑油来说,均属于正常范围(其中Si、Pb和Cu元素是重点考察的磨损元素,Fe的换油指标较高,换油期内不影响正常的润滑性能)低于危险含量标准,不存在异常磨损情况,说明润滑油有较好的润滑性能,能有效控制发动机的磨损,保护发动机正常工作。
9.6
图6添加剂元素含量趋势图
从图6的添加剂元素含量趋势线可以看出,随着发动机运行时间的增长,油品中添加剂元素含量消耗缓慢,保证了润滑油的性能。
10、试验结论:
●使用国IV柴油(据分析柴油硫含量为72ppm),在国IV发动机上进行了三个换油期总时长达1500小时的台架试验
●在整个发动机试验过程进行了全程油品性能检测
●旧油分析显示,整个过程中油品粘度、TBN、TAN、氧化值、添加剂元素等变化较小,表明油品未受深度氧化,具有良好的抗氧化能力,具有足够的碱值储备。
●油品中烟炱含量很低(不超过1%),表明油品具有良好的烟炱分散能力。
●油品中磨损金属含量属于正常范围,均低于危险含量标准,为发动机提供了良好的润滑,起到了良好的减摩耐磨作用。
●莱克牌CI-4+15W-40发动机油油品性能完全满足中国重汽自主研发的国IV发动机使用性能要求
综合以上结论,莱克牌CI-4+15W/40发动机油产品性能优越,满足中国重汽生产的国IV及国IV以下各种类型发动机车辆的润滑保护要求。
中国重型汽车集团有限公司福建莱克石化有限公司(盖章)
技术发展中心(盖章)
_________________(代表签名)_________________(代表签名)
2009年8月
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- 中国 重汽国 IV 发动机 1500 小时 台架 试验