《商用车发动机润滑油节能测试CA6DM3法》

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商用车发动机润滑油节能测试CA6DM3法

1范围

本文件描述了商用车发动机润滑油节能测试的试验条件、试验程序和方法。

本文件适用于5W-30、10W-30、10W-40、15W-40、20W-50黏度级别的柴油商用车发动机润滑油，

也适用于其他与柴油商用车发动机润滑油相关的节能技术产品。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T265石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法

GB/T1995石油产品黏度指数计算法

GB/T11140石油产品硫含量的测定波长色散X射线荧光光谱法

GB/T17476润滑油和基础油中多种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法

GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

GB/T18297汽车发动机性能试验方法

SH/T0251石油产品碱值测定法（高氯酸电位滴定法）

NB/SH/T0703润滑油在高温高剪切速率条件下表观黏度的测定多重毛细管黏度计法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

参比油referenceoil

已知其性能特性的发动机润滑油，标定试验台架和校准样品油测试结果时作为比较的基准。

3.2

样品油candidateoil

需要通过试验来评价其性能的发动机润滑油。

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3.3

清洗油detergentoil

对于发动机润滑油路具有清洁作用的专用润滑油。

4方法概要

将参比油和样品油在发动机台架上按照相同的流程进行循环测试，该循环测试采用GB17691-2018

附件CJ规定的WHTC循环。通过对比样品油与参比油在循环测试中获得的燃油消耗量，计算样品油对

发动机的节能率。

5试验条件

5.1试验室环境

5.1.1环境温度：23℃±5℃。

5.1.2相对湿度：50%±5%。

5.1.3大气压力：101kPa±3kPa。

5.2试验发动机

5.2.1CA6DM3-50E5发动机满足本试验要求，其主要参数见表1。

表1试验发动机主要参数

项目参数项目参数

气缸数6每缸气门数4

排放水平国V排量/L12.52

额定功率/kW370额定转速/（r/min）1800

最大扭矩/（N‧m）2300最大扭矩转速/（r/min）1000~1400

燃油类型柴油装车润滑油推荐黏度级别10W-40

5.2.2试验发动机不含排气后处理系统，通过调节台架排气背压阀将发动机额定点的排气背压调节到

40kPa±0.5kPa。

5.2.3对于全新试验发动机，在试验前按表2工况完成磨合程序。

表2磨合工况条件

转速扭矩时间转速扭矩时间

序号序号

r/minN‧mminr/minN‧mmin

180005191600150030

21000386302014001700100

3110074015211000160045

4130085015221200170060

5150090415231300175045

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表2磨合工况条件（续）

转速扭矩时间转速扭矩时间

序号序号

r/minN‧mminr/minN‧mmin

6170082415241400170045

7160084515251600150045

8140088315261800138045

9120091515271800130090

10100090815281700135045

1190082230291500147045

121000121430301300159060

131100130030311500158145

141300145030321600150045

151500150030331700140035

161700155030341800120020

1718001300303510002005

181700140030注：累计磨合时间1200min

5.3对温度和压力测量部位的要求

按照GB/T18297规定的测量部位对试验发动机的冷却液温度、机油温度、排气温度、燃油温度、

排气背压、机油压力、曲轴箱压力进行监测。在试验发动机进、排气侧机体表面分别安装贴片温度传感

器，监测机体温度。

5.4发动机控制及测试设备

5.4.1交流电力测功机及控制系统

使用转速/油门控制模式，稳定运行发动机全部瞬态工况，扭矩测量误差不超过发动机最大扭矩的

±1%，转速测量误差不超过所测值的±0.5%。优先使用电压信号控制油门开度，测功机应具备倒拖功能。

发动机边界条件参数与电子控制单元控制参数记录频率不低于1Hz。

5.4.2开式润滑油恒温控制系统

润滑油温度控制精度不超过±1℃。

5.4.3冷却液恒温控制系统

冷却液温度控制精度不超过±1℃。

5.4.4进气温度湿度压力控制系统

进气温度控制精度不超过±1℃；湿度控制精度不超过±3%RH；压力控制精度不超过±1kPa。

5.4.5燃油恒温控制系统

燃油温度控制精度不超过±1℃。

5.4.6中冷器恒温系统

中冷后温度控制精度为±2℃。

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5.4.7燃油消耗测量仪

采用质量流量计测量燃油消耗量，测量不确定度要求不大于0.1%（k=2时）。

5.4.8直流稳压电源

输出电压范围为24V±0.5V。

5.5试验用燃油

采用同一批次生产的符合GB17691-2018附录D要求的基准柴油。

5.6参比油

参比油的质量等级为CI-4，黏度等级为10W-40，黏温性能及理化性能要求见表3。

表3参比油黏温性能及理化性能要求

序号项目要求试验方法

1运动黏度100℃/（mm2/s）14.5～15.5GB/T265

2黏度指数145～155GB/T1995

3高温高剪切黏度（150℃，106s-1）/（mPa∙s）3.8～4.2NB/SH/T0703

4碱值（以KOH计）/（mg/g）不小于10.0SH/T0251

5钙（质量分数）/%0.30～0.40GB/T17476

6镁（质量分数）/%不大于0.05GB/T17476

7锌（质量分数）/%不小于0.07GB/T17476

8磷（质量分数）/%0.08～0.12GB/T17476

9钼（质量分数）/%不大于0.001GB/T17476

10硫（质量分数）/%不大于0.5GB/T11140

5.7清洗油

清洗油的黏度等级为10W-30，黏温性能及理化性能要求见表4。

表4清洗油黏温性能及理化性能要求

序号项目要求试验方法

1运动黏度100℃/（mm2/s）11.0～12.5GB/T265

2黏度指数不小于140GB/T1995

3高温高剪切黏度（150℃，106s-1）/（mPa∙s）不小于3.2NB/SH/T0703

4碱值（以KOH计）/（mg/g）不小于8.0SH/T0251

5钙（质量分数）/%不小于0.10GB/T17476

6镁（质量分数）/%不大于0.05GB/T17476

7锌（质量分数）/%不小于0.07GB/T17476

8磷（质量分数）/%0.08～0.09GB/T17476

9钼（质量分数）/%不大于0.001GB/T17476

10硫（质量分数）/%不大于0.5GB/T11140

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6试验程序和方法

6.1发动机台架试验程序

6.1.1在试验发动机台架上，按照以下顺序对参比油和样品油分别进行测试：

a）参比油进行第一次发动机台架测试；

b）样品油进行发动机台架测试；

c）参比油进行第二次发动机台架测试。

6.1.2参比油或样品油在发动机台架上进行一次测试的流程见图1。

图1发动机台架测试流程

6.2发动机台架试验方法

6.2.1测试预备

在预备阶段，按照附录A的规定对试验发动机进行预热、润滑油路清洗和状态判断。

6.2.2循环测试

6.2.2.1在发动机台架上按照GB17691-2018附件CJ的规定对润滑油进行WHTC循环测试。每一循

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环测试的发动机各边界条件控制要求：冷却液出口温度为85℃±2℃；进气温度为25℃±2℃：中冷

后温度为45℃±2℃。

6.2.2.2在每一循环测试结束后，读取该循环测试过程中燃油消耗仪显示的油耗累积值，结果精确到

0.01g。

6.2.2.3按6.2.2.1~6.2.2.2重复进行下一次循环测试，直至第五次循环测试结束。

6.2.2.4按照GB/T18297的规定，做发动机试验数据记录。

6.2.2.5按公式（1）计算每一循环的燃油消耗量：

퐺

푄=푓...............................................................................（1）

푊

式中：

Q——每一循环的燃油消耗量，单位为克每千瓦时（g/kW‧h）；

Gf——每一循环的油耗累积值，单位为克（g）；

W——每一循环的发动机实际功率积分值，单位为千瓦时（kW‧h）。

6.2.3循环测试结果重复性判定

根据后四次循环的燃油消耗量结果做循环测试结果重复性判定。当四次结果的相对标准偏差在

0.10%以内时，判定重复性满足要求；当超出该范围时，判定重复性不满足要求，应在排查问题后，重

新对该润滑油进行发动机台架测试，直至满足要求。

6.2.4润滑油燃油消耗量结果计算

计算后四次循环的燃油消耗量测试结果的平均值，作为被测润滑油本次测试获得的燃油消耗量的有

效值。

6.3发动机台架稳定性判定

6.3.1在参比油和样品油按照6.1.1的顺序完成全部发动机台架测试后，以参比油两次测试获得的燃油

消耗量结果一致性判定发动机台架稳定性。当第二次与第一次结果的相对偏差在±0.15%以内时，判定

发动机台架稳定性满足要求；当超出该范围时，判定发动机台架稳定性不满足要求。

6.3.2如发动机台架稳定性判定不满足要求，应在排查问题后，重新将参比油和样品油按照6.1.1的顺

序完成全部发动机台架测试，再按照6.3.1进行发动机台架稳定性判定，直至稳定性满足要求。

6.4样品油对发动机的节能率计算

按公式（2）计算样品油对发动机的节能率：

Q-(QQ)/2

CR12R100%………………..（2）

(QQ)/2

RR12

式中：

η——样品油对发动机的节能率；

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QC——样品油在发动机台架的燃油消耗量测试值，单位为克每千瓦时（g/kW‧h）；

QR1——参比油第一次在发动机台架的燃油消耗量测试值，单位为克每千瓦时（g/kW‧h）；

QR2——参比油第二次在发动机台架的燃油消耗量测试值，单位为克每千瓦时（g/kW‧h）。

7试验报告

试验报告格式见附录B。

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AA

附录A

（规范性）

测试预备阶段的操作规程

A.1发动机预热

在发动机台架上运行转速1400r/min、扭矩500N‧m的稳定工况，直至发动机状态满足以下条件：

循环测试起点润滑油温度为85℃±2℃，冷却液出口温度为85℃±2℃。

A.2润滑油路清洗

A.2.1润滑油路清洗流程

使用清洗油对润滑油路连续清洗两次后，再使用待测润滑油对润滑油路连续清洗两次。最后一次清

洗结束后，加入42L待测润滑油。

A.2.2润滑油路清洗方法

在发动机油底壳放油螺栓处放出全部旧油，放油时间约为30min。更换机油滤清器，加入42L新

油，加注至发动机油标尺上限。运行试验发动机，至冷却液出口温度及润滑油温度达到80℃，停车；

均匀转动曲轴，在1min内顺时针转动曲轴一圈，再继续顺时针转至第一缸上止点。

A.3发动机状态判断

A.3.1在试验发动机台架上使用待测润滑油依据GB/T18297进行总功率试验。

A.3.2通过对比总功率试验获得的不同转速下的校正有效扭矩与该试验发动机的测试经验值，判断发

动机工作状态是否正常，如全部测试结果与经验值相对偏差不超过±1.5%，则判定发动机工作状态满足

要求；如超过该范围，则判定发动机工作状态不满足要求，需检查试验发动机状态，直至满足要求。

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附录B

（资料性）

试验报告

商用车发动机润滑油节能测试

（CA6DM3法）

样品名称：

样品型号：

样品编号：

委托单位：

试验日期：

报告发布日期：

XXXX试验机构

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检验结论

样品名称商标

型号检验类别委托检验

委托单位

生产单位

送样者收样日期

检样数量生产日期

检验依据检验项目

检

验

结

果

/

结签发日期：

论

备注

批准：审核：主检：

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方法概要

将参比油和样品油在发动机台架上按照相同的流程进行循环测试，该循环测试规定的试验发动机转

速、扭矩、冷却液出口温度及油底壳润滑油温度条件与装有同型号发动机的整车进行GB/T19233所述的

全球统一轻型车辆测试循环（WLTC）时的条件一致。通过对比样品油与参比油在循环测试中获得的燃

油消耗量，计算样品油对发动机的节能率。

试验结果

被测润滑油燃油消耗量/平均值/相对标准R2与R1样品油对发动

试验序号

名称及编号（g/kw‧h）（g/kw‧h）偏差RSD相对偏差机的节能率

1

2

参比油（R1）3

4

平均值

1

2

参比油（R2）3

4

平均值

1

2

样品油（A）3——

4

平均值

1.发动机台架每轮循环测试结果重复性满足要求的判定标准：燃油消耗量四次结

备注果的相对标准偏差RSD在0.10%以内；

2.发动机台架稳定性满足要求的判定标准：R2与R1相对偏差在±0.15%以内。

附件：试验曲线图、发动机台架测试现场照片

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ICS30.020

T40

团体标准

T/CSAEXXXXX—2024

商用车发动机润滑油节能测试

CA6DM3法

Standardtestmethodforfueleconomyevaluationofheavy-dutyvehicle

engineoilsinCA6DM3engine

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。

2024-XX-XX发布2024-XX-XX实施

中国汽车工程学会发布

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商用车发动机润滑油节能测试CA6DM3法

1范围

本文件描述了商用车发动机润滑油节能测试的试验条件、试验程序和方法。

本文件适用于5W-30、10W-30、10W-40、15W-40、20W-50黏度级别的柴油商用车发动机润滑油，

也适用于其他与柴油商用车发动机润滑油相关的节能技术产品。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T265石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法

GB/T1995石油产品黏度指数计算法

GB/T11140石油产品硫含量的测定波长色散X射线荧光光谱法

GB/T17476润滑油和基础油中多种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法

GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

GB/T18297汽车发动机性能试验方法

SH/T0251石油产品碱值测定法（高氯酸电位滴定法）

NB/SH/T0703润滑油在高温高剪切速率条件下表观黏度的测定多重毛细管黏度计法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

参比油referenceoil

已知其性能特性的发动机润滑油，标定试验台架和校准样品油测试结果时作为比较的基准。

3.2

样品油candidateoil

需要通过试验来评价其性能的发动机润滑油。

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