发动机是汽车的心脏,而机油的有效循环对发动机寿命和效率至关重要。发动机的异常工作状态经常导致机油过度泄漏到燃烧室,导致所谓的“烧机油”现象。因此,发动机的机油消耗量是判定发动机“健康”程度的指标之一。目前,确定发动机机油消耗量的常用方法是比较汽车在行驶一千公里前后的机油重量,通过计算得到机油消耗量,这种方法既费时又昂贵。本文,受医学检测技术的启发,对汽车发动机机油消耗量的快速检测方法进行研究。本文研究思路是将类似生物医学检查中所用的“标记物”添加至汽油或机油中,通过检测燃烧产物中“标记物”的含量变化,从而判断发动机机油消耗量。基于此,本文先后对Au纳米粒子、FeCl₂粒子、FeCl₃粒子、Fe₃O₄纳米粒子和二茂铁等“标记物”进行了大量实验研究。由于二茂铁易溶于有机溶剂,而且热稳定性好,因此确定二茂铁作为较理想的机油“标记物”。按照以下流程进行实车实验,配制二茂铁机油添加至机油箱中,启动发动机并运行一定时间,利用尾气收集液收集汽车尾气,保证尾气中铁离子完全被尾气收集液吸收,最后利用便携式铁离子检测装置测定收集液中铁离子浓度,并比较二茂铁引入前后的浓度,计算增量。大量实验结果表明,铁离子浓度的增量与实验车通过传统方法测量得到的发动机机油消耗量有很强的正相关性,更重要的是,整个过程耗时不到2小时,大大节约了机油消耗量的检测时间。在研究过程中,针对原有尾气收集装置采集效率低、精度差的不足,设计出了更加高效简便的多级筛网式汽车尾气收集装置,利用该装置进行了重复性和稳定性测试的实车实验,确定了汽车发动机机油消耗量快速检测方法的标准化流程。为了得到最佳的检测结果,本文通过正交实验对影响实车实验结果的各因素进行了优化设计,结果表明:1、在影响尾气收集液铁离子浓度增量的四大因素中,主次顺序依次是添加的二茂铁质量、尾气收集液的种类、尾气收集时间、尾气收集液的浓度;2、优化后的铁离子浓度增量检测条件为:添加10 g二茂铁于4 L机油,尾气收集液为0.5 mol/L的硫酸,收集尾气时长为30 min。目前正设计并搭建汽车发动机性能与耐久性试验台架,该台架可对汽车发动机“烧机油”程度进行快速判断,并可对各类发动机进行其他性能测试。本文开发出的发动机机油消耗量快速检测方法在汽车服务行业的车辆快速检测等方面具有广阔的应用前景。