《乘用車發動機潤滑油節能測試4A15J1法》編制說明

一、工作簡況

1.1任務來源

《乘用車發動機潤滑油節能測試4A15J1法》團體標準是由中國汽車工程學會批準

立項。文件號中汽學函【2017】102號，任務號為2017-2。文件中的項目名稱原為《車

用潤滑油節能評價方法》，后經與中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會溝通后，拆分為

《乘用車發動機潤滑油節能測試4A15J1法》和《商用車發動機潤滑油節能測試

CA6DM3法》兩個子項目。本標準由天津索克汽車試驗有限公司、中國石化潤滑油有限

公司北京研究院牽頭，中國汽車技術研究中心有限公司、廣州汽車集團股份有限公司汽車

工程研究院、神龍汽車有限公司、重慶長安汽車股份有限公司、中國重型汽車集團有限公司、

中國第一汽車集團有限公司、東風商用車有限公司、雅富頓化工（蘇州）有限公司、潤英聯

（上海）添加劑有限公司、雪佛龍（中國）化工有限公司、路博潤添加劑（珠海）有限公司、

贏創特種化學（上海）有限公司共同起草。

1.2編制背景與目標

2017年4月25日，工信部、發改委、科技部聯合印發《汽車產業中長期發展規劃》的通

知。通知指出，到2025年，新車平均燃料消耗量乘用車降到4.0升/百公里、商用車達到國際領

先水平，排放達到國際先進水平，為乘用車和商用車的節能減排提出了艱巨任務。潤滑油作為

發動機工作時的主要介質，對機械效率、燃油經濟性有明顯影響，研究表明，潤滑油對發動機

節能貢獻率最高可達1%~3%。

目前，關于潤滑油對整車或發動機節能性評價才采用的方法主要包括整車測試和發動機臺

架測試兩類。

（1）整車測試

整車測試以車輛作為評價裝置，運行油耗法規指定的測試循環，考察潤滑油對整車燃油經

濟性影響。其優點是可反映出潤滑油對整車實際應用的燃油經濟性影響，然而由于試驗室測試

設備及環境、駕駛員操作、傳動系統總機械效率、輪胎、蓄電池電壓等變量因素影響，測試結

果重復性誤差較大，難以體現不同潤滑油對整車油耗影響的差異，因此尚無關于潤滑油在整車

上應用的節能效果評價方法。

（2）發動機臺架測試

發動機臺架測試由于邊界條件可控，相比整車測試結果重復性較高，已有的相關標準有

SH/T0757-2005《內燃機油節能性能評定法（程序VI法）》（修改采用美國試驗與材料協會ASTM

工作組文件）、歐盟汽車標準CECL-054-96FuelEconomyEffectsofEngineLubricants（M111FE）

（發動機油燃油經濟性影響）測試方法主要包括摩擦損失功測試和穩態工況點燃油經濟性測試。

摩擦損失功測試在發動機不點火狀態下，獲得不同潤滑油在特定工況下摩擦損失功差異，進而

獲得潤滑油對發動機燃油經濟性影響；穩態工況點燃油經濟性測試則是在發動機點火狀態下，

獲得應用不同潤滑油在特定工況下燃油消耗率結果差異，進而考察潤滑油對發動機燃油經濟性

影響。然而上述方法中，摩擦損失功測試無法真實獲得發動機點火狀態燃油消耗測試結果；采

用固定工況點測試與整車油耗法規要求的WLTC循環測試缺少關聯性，難以推斷出實際應用效

果。

綜上所述，本標準借鑒國內外測試經驗，采用發動機臺架模擬整車WLTC循環測試方式，

進行潤滑油對發動機燃油經濟性的影響評價。編制目的是為汽車OEM、潤滑油公司及潤滑油添

加劑公司提供一種能夠直接獲得整車進行WLTC燃油消耗法規測試時，不同潤滑油對整車油耗

影響差異的評價方法。該方法有望對規范節能型潤滑油市場，推動節能型潤滑油產業發展有促

進作用，同時可為我國能源節約做出貢獻。

1.3主要工作過程

1

1.3.1預研階段

2016年至2017年，中國石化潤滑油有限公司北京研究院與天津索克汽車試驗有限公司合

作，就潤滑油對發動機燃油經濟性影響測試方法進行了前期探索，該階段采用EB2發動機作為

試驗樣機，分別采用倒拖測試、穩態工況點測試以及NEDC循環測試三種方式進行試驗，考察

了不同測試方法的重復性和可區分性水平，初步判斷三種測試方式中，循環測試方式具有較高

的重復性，具備進行不同潤滑油對發動機燃油經濟性影響差異判斷的可行性。

同時，天津索克汽車試驗有限公司就乘用車潤滑油對發動機燃油經濟性影響評價方法與美

國西南研究院進行了深入的技術交流，從中識別了對測試結果產生影響的關鍵變量，為評價方

法開發做出了前期準備。

1.3.2立項階段

本標準《乘用車發動機潤滑油節能測試4A15J1法》與《商用車發動機潤滑油節能測試

CA6DM3法》兩個項目共同進行，立項之后的工作進度情況匯總見表1。

表1：工作進度情況匯總

《乘用車發動機潤滑油節能測試4A15J1《商用車發動機潤滑油節能測試

法》CA6DM3法》

周期內容周期內容

2017年11月~2018確定總體方法驗證2019年3月~2019確定總體方法驗證

年5月實施方案年5月實施方案

2018年6月~2019神龍汽車EB2發動2019年5月~2019重汽D10.38發動機

年2月機試驗驗證年10月試驗驗證

2019年6月~2019廣汽4A15J1發動2019年12月~2020一汽解放CA6DM3-

年11月機驗證年6月50E5發動機驗證

2020年7月~2023標準初稿編制及審2020年7月~2023標準初稿編制及審

年12月議年12月議

向中國汽車工程學向中國汽車工程學

2024年1月會提交標準征求意2024年1月會提交標準征求意

見稿見稿

2017年11月~2018年5月，確定總體方法驗證實施方案

2017年11月12日，在天津召開標準啟動會，會議上初步明確了標準編制工作方案計劃，

包括標準方法討論及確定、方法科學性驗證；確立了標準編制工作組成員，包括主機廠，潤滑

油公司，添加劑公司及測試機構。

2018年3月8日，在北京召開標準工作組會議，明確試驗驗證方法流程，討論決定選取神

龍汽車的EB2發動機和廣汽的4A15J1發動機作為本方法驗證的試驗樣機，同時對驗證過程使

用的潤滑油，燃油等方法細節以及相關注意事項進行了討論。

2018年4月~2018年5月，編制了驗證試驗實施方案。

2018年6月~2019年2月，進行神龍汽車EB2發動機試驗驗證

2019年6月至2019年12月，進行廣汽4A15J1發動機驗證

2020年7月~2023年12月，標準初稿編制及審議

2020年7月~2020年11月，進行了標準初稿編制工作。

2020年11月~2020年12月，征集了主要參編單位的意見，根據反饋意見對標準文本修改

2

后，向中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會提交標準文本。

2021年5月，根據審查會反饋意見修改了標準文本，再次向中國汽車工程學會燃料與潤

滑油分會提交，分會將標準文本向專家組成員進行了意見征集。

2021年8月，根據中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會的反饋意見對標準文本進行了修

改，重新向中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會提交。

2021年10月，中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會在銀川組織召開了標準審查會（第

二次審查會）。

2022年3月，根據審查會反饋意見修改了標準文本，再次向中國汽車工程學會燃料與潤

滑油分會提交。分會反饋修改意見，要求在標準中指定某一試驗發動機型號作為標準化

的試驗發動機。

2022年4月~2022年10月，經過多輪工作組內討論，決定從經過試驗驗證的兩臺發

動機神龍汽車EB2發動機和廣汽4A15J1發動機中選取廣汽4A15J1發動機選作為試驗標準

機。

2023年1月~3月，修改標準文本，再次向中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會提交。

2023年10月，中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會在洛陽組織召開了標準審查會（第

三次審查會）。

2023年11月，根據審查會反饋意見修改了標準文本，再次向中國汽車工程學會燃料與

潤滑油分會提交。

2023年12月，中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會向中國汽車工程學會總會轉交

該標準文本。中國汽車工程學會總會反饋了修改意見。

2024年1月，向中國汽車工程學會提交標準征求意見稿

2024年1月，根據中國汽車工程學會總會反饋的修改意見修改了標準文本，形成了

征求意見稿，向中國汽車工程學會提交標準征求意見申請。

二、標準編制原則和主要內容

2.1標準制定原則

在充分總結和比較了國內外相關測試方法，標準的基礎上，并結合工作組成員內部的相關

經驗，提出該方法標準。

2.1.1通用性原則

本標準提出的乘用車發動機潤滑油節能測試方法，適用于0W-16、0W-20、0W-30、5W-

20、5W-30黏度級別的汽油乘用車發動機潤滑油，也適用于其他與汽油乘用車發動機潤滑油相

關的節能技術產品，通用性高。

2.1.2指導性原則

本方法采用發動機臺架測試方式模擬整車循環測試，既充分利用發動機臺架測試邊界條件

可控的優勢，又與整車測試結果具有較強的相關性，可直接服務于OEM，經過近兩年的發動機

臺架驗證，累積了充分驗證經驗，進而形成測試方法。

2.1.3協調性原則

本標準提出的方法與目前乘用車發動機潤滑油產品相關的國家標準中的方法協調統一、互

不交叉。當前國內在該方面標準屬于空白，本標準僅作為一種新方法對目前使用的方法進行補

充。

2.1.4兼容性原則

本標準提出的測試方法充分考慮了當前和未來預期的乘用車潤滑油技術水平以及國內測試

試驗室能力，具有普遍適用性。

2.1.5規范性原則

本文件嚴格按照GB1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》

的規則進行編制。

2.2標準主要技術內容

3

本標準共分為6章，規定了乘用車發動機潤滑油節能評價方法的術語和定義、試驗條件、

試驗程序和方法，并結合標準編制過程中的驗證情況，形成規范性附錄，對測試預備階段的操

作規程，以及循環測試中發動機測功機及邊界條件的的設定規范做了規定。

（1）術語和定義：規定了參比油、樣品油、清洗油的定義。其中參比油和樣品油的定義分

別參考了NB/SH/T6062-2022《柴油機油綜合性能的評定CA6DM3法》中對參比油和試驗油的

定義；由于未見其他標準中涉及與清洗油相關的產品的使用，本標準中對清洗油作了原創定義。

（2）方法概要：參考了眾多標準，其中均有對方法概要的描述，為便于對本標準的試驗方

法作快速的理解，在本標準中也對方法作了概要性描述。

（3）試驗條件：

1）試驗室環境：對環境溫度、濕度、氣壓作了規定。

2）試驗發動機：規定了4A15J1發動機滿足本試驗要求，用表格的形式對試驗發動機主要

參數進行了展示。規定了試驗發動機不含排氣后處理系統，發動機排氣背壓狀態確認是通過調

節臺架排氣背壓閥將發動機額定點的排氣背壓調節到規定值。同時規定對于全新試驗發動機，

在試驗前應完成磨合程序，標準中了給出的磨合工況是由主機廠提供。

3）對溫度和壓力測量部位的要求：按照GB/T18297規定的測量部位對試驗發動機的冷卻

液溫度、機油溫度、排氣溫度、燃油溫度、排氣背壓、機油壓力、曲軸箱壓力進行監測。另外，

為監測發動機機體溫度（發動機起始狀態的邊界條件之一），在試驗發動機進、排氣側機體表

面還需分別安裝貼片溫度傳感器。

4）發動機控制及測試設備：對發動機邊界條件的關鍵參數，進氣溫度、進氣濕度、進氣壓

力的控制設備和控制精度作了規定。對交流電力測功機及控制系統的測試精度和功能進行了規

定。同時對用于監測的試驗發動機的冷卻液溫度、機油溫度、排氣溫度、燃油溫度、排氣背壓、

機油壓力、曲軸箱壓力的測試設備的測試精度作了規定。

5）試驗用燃油：規定了試驗中用的燃油為同一批次生產的符合GB18352.6-2016附錄K要

求的常溫試驗用基準汽油。由于試驗結果計算中會用到燃油密度，故要求按照GB/T1884的規

定測定試驗用燃油的密度。

6）參比油：規定了參比油的質量等級和黏度等級，并對關鍵的黏溫性能及理化性能指標作

了規定。

7）清洗油：同參比油一樣，規定了質量等級和黏度等級，并對關鍵的黏溫性能及理化性能

指標作了規定。清洗油涉及的關鍵黏溫性能及理化性能指標與參比油一致，差別僅在要求上。

（4）試驗程序和方法

1）發動機臺架試驗程序：參比油和樣品油在發動機臺架上輪流進行相同的測試，其中參比

油在樣品油測試前后各測一次。

2）發動機臺架試驗方法：分四個階段：第一階段為測試預備：每進行一輪臺架測試，需要

先進行發動機的預熱、潤滑油路清洗和發動機狀態判斷，發動機狀態判斷符合要求后測試預備

完成，進入第二階段正式循環測試。正式循環測試需連續測試至少八次，每一次測試均為冷車

啟動，啟動時需滿足規定的循環測試起點邊界條件，在每一次循環測試中，油底殼潤滑油溫度、

冷卻液出口溫度的實時結果與目標設定值應滿足規定要求。第三階段為循環測試結果重復性判

定階段，以后五次循環的油耗累積值結果做循環測試結果重復性判定。第四階段為潤滑油燃油

消耗量結果計算階段，以后五次循環的油耗累積值結果作為被測潤滑油本次測試獲得的油耗累

積值的有效值，并以該結果計算被測潤滑油燃油消耗量。

3）發動機臺架穩定性判定：在參比油和樣品油按照規定順序完成全部發動機臺架測試后，

以參比油前后兩次測試獲得的燃油消耗量結果一致性判定發動機臺架穩定性。發動機臺架穩定

性滿足要求，才可保證樣品油與參比油結果對比差異的可靠性。

4）樣品油對發動機的節能率計算：將樣品油在發動機臺架的燃油消耗量測試值與參比油兩

次在發動機臺架的燃油消耗量測試值的平均值作對比，獲得的相對偏差值即為樣品油相當于參

4

比油對發動機的節能率。

（5）試驗報告：展示了試驗記錄和數據計算的基本樣式。

2.3關鍵技術問題說明

本標準方法涉及的關鍵技術問題如下：

發動機臺架測試循環獲得方式。本標準方法采用采集整車循環測試時ECU輸出參數的方式

獲得發動機臺架測試循環，區別于其他模擬仿真計算方式獲取，所獲得的循環與實車測試工況

更加接近，與整車測試結果有著更好的關聯性。本標準對整車循環的描述參數包括發動機轉速，

計算扭矩，油底殼潤滑油溫度及冷卻液溫度。

潤滑油測試準備內容。本標準潤滑油測試前準備工作包括發動機預熱、潤滑油路清洗和發

動機狀態確認，其中發動機狀態確認采用總功率和負荷特性方式進行，對試驗樣機提出了穩定

性要求；同時規定了潤滑油路清洗的流程及次數，根據工作組驗證結果，為充分進行潤滑油路

清洗，降低殘留潤滑油對測試結果影響，需至少進行4次沖洗，本標準為進一步完善沖洗工作，

規定了5次潤滑油路沖洗；對于待測潤滑油加注量進行了明確的規定。

2.4標準主要內容的論據

車用潤滑油對發動機燃油經濟性影響一般不超過1%~3%，需要較高的測試精度來區分不

同潤滑油對燃油經濟性的影響。

整車測試因試驗室測試設備及環境、駕駛員操作、傳動系統總機械效率、輪胎、蓄電池電

壓等變量因素影響，測試結果重復性誤差較大，按照國家標準采用碳平衡測試方法進行油耗測

試精度要求為5%，目前試驗室測試重復性誤差基本在1%~2%，并不適用于潤滑油對燃油經濟

性影響評價；發動機臺架測試因排除掉駕駛員操作，傳動系統，輪胎壓力等變量因素影響，同

時發動機工況及邊界條件可控，對于穩態測試和瞬態測試有較高的測試精度，適用于潤滑油對

燃油經濟性影響評價，本標準采用發動機臺架測試方式進行評價。

同時為了獲得更加接近實車運行狀態下潤滑油對燃油經濟性貢獻，本標準與國家燃油消耗

測試法規相結合，采用發動機臺架模擬整車WLTC循環方式進行測試。

在進行驗證測試過程中，工作組發現發動機臺架測試結果主要影響因素包括試驗樣機穩定

性狀態，潤滑油路清洗情況，循環測試邊界條件控制水平等，因此結合驗證結果，本標準對上

述因素進行了規范，盡量做到只有測試潤滑油單一變量的原則，來評估其對燃油經濟性的影

響。

2.5標準工作基礎

工作組主要成員單位中，天津索克汽車試驗有限公司具備完備的發動機及整車軟硬件測試

能力，且積累了豐富的關于燃油經濟性測試經驗；工作組成員中，乘用車主機廠單位提供能夠

具有普遍代表性的試驗樣機，同時對發動機狀態及測試結果可靠性確認能夠嚴格把控；潤滑油

公司及添加劑公司提供了工作經費和測試潤滑油支持，同時貢獻了以往燃油經濟性相關測試經

驗，其技術及數據處理團隊對方法建立及驗證過程提供大力支持。基于上述基礎，可確保本標

準方法具有較好的先進性、通用性、科學性和可操作性。

三、主要試驗（或驗證）情況分析

3.1試驗驗證情況概述

a)驗證試驗選取了兩臺試驗樣機，分別為EB2和4A15J1，代表合資企業和自主品牌，

具有一定的市場普遍代表性。

b)驗證試驗選取了5W-30和0W-20兩種不同黏度級別共三種潤滑油作為試驗樣品，代表

了當前乘用車潤滑油主流黏度級別。其中5W-30潤滑油包括兩種樣品，分別為參比油，

和節能型樣品油。對于每一臺試驗樣機驗證，均進行了前期的標定測試，識別對測試

結果存在影響的變量，規范試驗流程，前期標定階段測試結果重復性誤差可控制在

±0.15%區間范圍內。

5

c)對于每一臺試驗樣機，均進行了同一潤滑油測試重復性評價，不同黏度級別潤滑油測

試結果可區分性評價，相同黏度級別不同配方潤滑油測試結果可區分性評價，發動機

臺架測試結果與整車測試結果關聯性評價。

d)綜合兩臺試驗樣機測試結果，判定測試方法科學可靠。

3.2試驗驗證過程及結果

神龍汽車EB2發動機試驗驗證

（一）第一階段

整車循環獲取

2018年6月~9月，神龍汽車完成EB2發動機所配套整車的WLTC循環測試，獲得了發動

機轉速、輸出扭矩、冷卻液溫度、油底殼潤滑油溫度的邊界條件數據（如圖1所示），以及整

車循環燃油消耗量的全循環數據。

圖1.整車WLTC循環相關參數獲取

整車循環轉化成臺架循環翻譯

結合神龍提供的整車測試相關數據，索克進行了發動機臺架循環翻譯，其中發動機扭矩與

整車采集數據一致，對發動機轉速做了調整，具體情況如圖2。發動機冷卻液溫度起始點設定

為25℃±1℃（整車采集起始點為22℃，本標準規定為25℃±2℃），為最大限度還原測試潤滑

油在整車工作時狀態，起點溫度未作調整（22℃）。圖2中藍色曲線為整車采集轉速，紅色曲

線為發動機臺架循環曲線，兩者區別為整車測試中存在發動機停機情況，而臺架測試循環將該

部分數據全部調整為怠速。這是因為該試驗車輛具備啟停技術（STT），神龍在進行試驗時啟

動了啟停技術，導致在車速為0時，發動機停機。而實際上在進行法規油耗測試時，是不允許

停機的，車速為0時需要怠速，所以將這些工況調整為發動機怠速狀態。

6

圖2.臺架循環轉速調整

邊界條件跟隨性情況及影響因素分析

2018年11月，索克公司采用同一潤滑油進行了邊界條件跟隨性及重復性測試，測試結果

如圖3-6所示。由圖可知，除發動機冷卻液溫度跟隨性不是很好以外（PID響應問題），其他

邊界條件基本與整車一致，發動機臺架控制能力能夠滿足模擬整車條件需求。

目標轉速

測試轉速

3000

2500

2000

）

rpm

1500

轉速（

1000

500

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖3.轉速跟隨性

200目標扭矩

測試扭矩

150

）100

Nm

扭矩（50

0

-50

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖4.扭矩跟隨性

7

100

90

80

70

60

50目標曲線

測試曲線

潤滑油溫度（℃）40

30

20

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖5.潤滑油溫度跟隨性

110

100

90

80

70

60

50

冷卻液溫度（℃）

40目標冷卻液溫度

測試冷卻液溫度

30

20

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖6.冷卻液溫度跟隨性

索克公司同時進行了邊界條件及油耗結果的重復性測試，如圖7-12。為盡可能保證測試結

果的一致性，重復性測試對發動機進氣溫度進行規范，為保證測試過程中發動機熱效率盡可能

一致，對發動機機體表面起始溫度進行規范（25℃±2℃）。

test1

test2

3000test3

轉速一致性test4

test5

test6

2500test7

test8

test9

test10

2000test11

test12

(rpm)test13

test14

轉速1500test15

1000

500

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖7.轉速重復性結果

8

test1

test2

250test3

扭矩一致性test4

test5

200test6

test7

test8

test9

150test10

test11

test12

test13

(rpm)100

test14

扭矩test15

50

0

-50

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖8.扭矩重復性結果

test1

test2

120test3

冷卻液溫度一致性test4

test5

100test6

test7

test8

test9

80test10

test11

test12

60test13

test14

test15

冷卻液溫度40

20

0

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖9.冷卻液溫度重復性結果

test1

test2

120test3

潤滑油溫度一致性test4

test5

100test6

test7

test8

test9

80test10

test11

test12

60test13

test14

test15

潤滑油溫度40

20

0

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖10.潤滑油溫度重復性結果

9

test1

test2

40test3

進氣溫度一致性test4

35test5

test6

test7

30test8

test9

25test10

test11

test12

20test13

test14

test15

15

進氣溫度

10

5

0

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖11.進氣溫度重復性結果

test1

test2

120test3

機體表面溫度一致性test4

test5

100test6

test7

test8

test9

80test10

test11

test12

60test13

test14

test15

40

機體表面溫度

20

0

0200400600800100012001400160018002000

時間（s）

圖12.機體表面溫度重復性結果

為解決冷卻液溫度跟隨性較差問題，進行了冷卻液溫度曲線變化對發動機燃油經濟性影響

測試。測試條件為，在其他因素不變的情況下，對比兩種冷卻液溫度