一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法
阅读说明：本技术 一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法 (Engine oil dilution measuring method of high-pressure direct injection gasoline engine ) 是由 刘欢 李昕 刘雅靖 张鹏飞 徐�明 陈国强 王志刚 袁博 孟翠红 刘潇阳 于 2021-06-16 设计创作，主要内容包括：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。(The invention discloses a method for measuring engine oil dilution of a high-pressure gasoline direct injection engine.A temperature sensor is arranged for measuring the ambient temperature and the engine oil temperature respectively and cleaning an engine; repeating the cold start working condition test for multiple times, monitoring the engine oil temperature of the engine in the test process, and immediately suspending the test and soaking the vehicle when the engine oil temperature reaches 40 ℃; after the repeated tests are finished, calculating the dilution and viscosity change of the engine oil, judging whether the engine oil meets the standard, if so, carrying out a low-speed running working condition test, monitoring the temperature of the engine oil in the test process, and immediately suspending the test and soaking the vehicle when the temperature of the engine oil reaches 40 ℃; oil drainage weighing is carried out once every 30km, the increment is calculated and sampling is carried out, and when the oil is not increased any more, the test is terminated; and (4) after the test is finished, calculating the engine oil dilution and viscosity change, and judging whether the standard is met. The invention can accurately calculate the viscosity change trend and the maximum change of the engine oil and accurately master the dilution level of the engine oil.)
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。
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