发动机油的分析测试方法可以分为理化分析,模拟试验、台架试验和行车试验。 而台架试验是发动机油最重要的评定手段。因为:理化分析不能全面评价润滑油的性能,尤其是实际使用性能,但是它是必须具备的条件之一。模拟试验,它模拟台架试验的部分条件,并强化评价润滑油的相关性能,与台架试验关联,常用于润滑油的配方筛选。

台架试验就是发动机试验。台架试验是发动机油研发的关键手段。一般来说,内燃机对润滑油的要求主要有:抗磨性、防止油泥和沉积物(漆膜和积炭)产生、防锈蚀、防高温变稠。这些特殊要求,不是通过润滑油的常规理化分析和某些模拟试验所能测试的,必须通过实际的发动机台架试验或行车试验才能看出润滑油能否满足发动机的使用要求。发动机台架可模拟润滑油在实际使用过程中,部分工况并加以适当强化,权威评价油品的使用性能,尤以发动机油的台架试验比较成熟。大部分全尺寸发动机台架试验与行车试验有较强的关联性,是车用润滑油规格等级划分的主要依据。

 

OEM 台架试验:OEM 台架试验与行车试验比较接近,它只评价该发动机油是否符合某一款发动机的使用要求,指向明确,不作他用。行车试验:试验车辆在实际道路或试验场进行的润滑油使用性试验,它最能反映润滑油的实际使用性能, 但行车试验的试验周期长,动用的车辆数多(从统计学角度,样本越多数据越接近准确),数据处理繁复且可靠性不够,反之台架试验由于设备和工况标准化,再加上部分条件予以强化使得试验时间缩短,重复性好,足以区分发动机油等级档次,故台架试验已成为发动机油评价的必要措施和首选。

 

发动机台架试验是将专门用于试验的发动机(即试验件),安装在专门的测功机(仪)试验台上,按标准规定的条件运转,由计算机和仪表来严格控制发动机的运转条件。试验结束后,分解发动机进行测量和评分。同时进行油样分析,检查发动机有关零部件的磨损、沉积物、锈蚀等情况,以及润滑油变质情况是否在要求范围内。

 

试验台架应能正确地控制各项参数 (如发动机转速、输出功率或燃油消耗率、温度、压力、流量等),在试验方法所规定的范围内,以保证试验的苛刻度、精密度。并保证发动机运转所必须的进排系统、冷却系统、润滑系统、燃油供给系统、启动系统等。计算机和仪表除了能保证试验运转全过程的自动控制外,还应有自动的数据采集、报警等功能。台架试验发动机是根据试验要求专门设计的,也有对发动机厂生产的现成产品进行一定的技术改造而制造成的。这些试验发动机必须能代表当前的先进水平、成批量生产、质量稳定可靠的发动机。同时能长期生产,并提供零配件和易耗件。

台架试验程序:试验方法-试验设备-参比油标准-发动机零部件安装前测量、 称重-发动机安装于测功试验台上-台架试验-试验发动机解体-评分、测量、称重-油样分析-试验报告。因为发动机发展迅速,升级换代也快,所以发动机油的品种繁多,等级不少。以汽油机,柴油机为例,因为功能,功率增加,废气排放的制约以及燃油经济性要求等各种原因发展非常迅速,自然导致发动机油必须与时俱进,同步发展。与此同时,作为评价发动机油重要手段的台架试验也必定不断变化升级。发动机油台架从数量和等级(条件强化)上随发动机油升级而不断变化升级。以API\ILSAC 汽油机油的台架衍变以及API柴油机油台架衍变 (可查阅API台架试验有关资料)为例,汽油机油SM与比它低数级的SF,其需通过的台架个数要多不少。同样那柴油机油CI-4 与比它低数级的CF-4,其需通过的台架个数也要多几个。

为了帮助读者对API汽油机油、柴油机油的台架有所了解,作一简单说明:关于程序试验:

  • 为汽油机油和润滑油D-性能的发动机台架评定,美国材料试验协会(ASTM)下属的石油产品委员会润滑油 B 技术分部于 1956年成立了曲轴箱油应用组Secttion G-IV,来研究发展多缸发动机程序试验,评定和定义MS级汽油机油,因此这个程序试验被称为:G-IV试验程序或MS 试验程序。现在称为ASTM程序试验(通常以程序加上罗马数字表示曰如程序芋等)。
  • L-38 试验又称莱别克(Labeco)L-38 试验。
  • Cat 试验又称卡特皮勒(Catepillar)试验。(通常以Cat1加上英文字母表示,如Cat1H等)。
  • Mack 试验又称马克(Mack)试验。通常以Mack T 加上阿拉伯小写数字表示:如mack T8等)。
  • NTC-400 试验主要测定发动机燃油耗。试验机为NTC-400涡轮增压柴油发动机。 由美国康明斯(Cum-mins)公司制造。
发动机试验台架解析
全尺寸发动机台架其实就是将一台标准型制的车用汽油发动机或柴油发动机,卸去底盘、轮胎,置于浇制的试验台上,接上配套所需的油路,空气过滤 器,冷却水路,可以计量的燃油箱和运行里程表等。为了模拟测试发动机运行时的负荷和输出功率需配上测功器 (水力测功器,电力测功器,电涡流测功器),由于评定的内容不一,发动机也不一样,所以出现各种各样的发动机台架而它必须是该机型中的标准机。美制各种标准台架以 API为主。欧洲台架大多为OEM 厂商提供,除了满足ACEA 外,许多车辆和发动机制造商有自己的台架试验标准来考核该油是否满足它的 OEM 发动机要求。发动机台架试验关键在于考核指标是否能通过,因此发动机安装前的测量以及运行后解体时的再测量,评分,就显得非常重要。同时,还要对运行后的机油进行测试。其考核的内容包含:燃油耗、机油耗、轴瓦腐蚀、缸套抛光、磨损、随动件(凸轮轴,摇臂,挺杆,气门芯)的磨损,活塞环积碳和粘环评分,最后按综合评分及油品粘度,酸值,硝化值,元素含量等来评定该油品是否通过此台架的评定。例如,CF-4需要通过5个台架试验,唯有全部通过才能确定此油为 CF-4 级柴油机油。