發(fā)布時間：2016-03-14
內(nèi)燃機油的低溫動力黏度與邊界泵送溫度測試法
衡量一個內(nèi)燃機油是否屬于多級油的重要指標,就是它的低溫動力黏度和邊界泵送溫度.。以下介紹這兩個指標的測試方法。
一，內(nèi)燃機油低溫動力黏度測試法
內(nèi)燃機油在低溫下出現(xiàn)蠟結(jié)晶或因含有高聚物增黏劑,因而具有非牛頓流體性質(zhì),影響油泵供油速度。機油泵送失敗的原因有二個：一是進油管內(nèi)形成空穴，機油不能借本身重力流到進油濾網(wǎng)處；二是油泵入口的流速太慢，機油流動受到限制。潤滑油泵的壓力、潤滑系統(tǒng)的油管和曲軸油孔的尺寸、油的黏度、油箱進油管口的尺寸是決定機油泵送性的條件。研究油泵供油問題時，既要考慮油在某一較低平均剪速下流進油泵管口的表觀黏度，又要考慮管口周圍油箱中整體潤滑油的黏度。實際上潤滑油從油箱流入進油管口的剪速是由零逐漸增大的。如果油箱內(nèi)的油不能供給進油管以足夠的油量而形成空穴，則進油管便會暴露在空氣中，這時泵油量大為減少，還會出現(xiàn)危險的“夾氣”現(xiàn)象。這時泵油量決定于油在低剪速（最小結(jié)構(gòu)破壞條件）下的表觀黏度，當然與油泵進油管尺寸和管口在油面下的深度也有關(guān)系。如果油箱內(nèi)的油已經(jīng)凝固，油泵將不可能供油到摩擦面。因此,冬用潤滑油要有適當?shù)牡蛢A點,其低溫黏度最好不因剪速而發(fā)生很大的變化。
根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)，其所得黏度與發(fā)動機中油的實際黏度對比的結(jié)果，一種冷啟動模擬機（簡稱CCS)的測試方法的精密度最好。美國ASTM將CCS規(guī)定為測定發(fā)動機油低溫黏度的方法ASTM D2602。我國參照采用制定了發(fā)動機油表觀黏度測定法GB/T6538。該方法適用于實驗室測定發(fā)動機油在高剪切速率下,-30 ～-5℃ 的低溫表觀黏度,所得結(jié)果與發(fā)動機油的啟動性能有關(guān)。
冷啟動模擬機(CCS)的主要部分包括，驅(qū)動定子里轉(zhuǎn)子的電動機；指示轉(zhuǎn)子速度的轉(zhuǎn)速計；定子溫度控制系統(tǒng)以及一個與溫度控制系統(tǒng)相適應(yīng)的冷卻循環(huán)器。
測定時將試樣加在轉(zhuǎn)子與定子之間，用直流電動機驅(qū)動一個緊密裝在定子里的轉(zhuǎn)子，通過調(diào)節(jié)流經(jīng)定子的制冷劑流量來維持試驗溫度，并在靠近定子內(nèi)壁處測量實驗溫度。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是黏度的函數(shù)。使用四個具有準確黏度的低濁點的牛頓型油作為校準油，以確定儀器的系數(shù)a和b,得到黏度和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系；
η=a+b/N
根據(jù)此式計算黏度。
另外，黏度與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系也可用圖示法，通過在雙對數(shù)坐標紙上，畫出以 （黏度）和N（轉(zhuǎn)速）為坐標的圖來表示。這關(guān)系的圖型是由一條直線：
Log(η)=c+dlog(N)
式中 η——黏度，以mPa.s 表示；
N——轉(zhuǎn)速計讀數(shù)；
c,d——常數(shù)
該方法的重復(fù)性是同一操作者重復(fù)測定兩個結(jié)果之間的比值（大值/小值）不大于1.06。
該方法的再現(xiàn)性是兩個不同實驗室提出的兩個結(jié)果之間的比值（大值/小值）不大于1.13。
二，邊界泵送溫度：
一種用小型旋轉(zhuǎn)黏度計(MRV)測定發(fā)動機油在-15 ～-30℃ 范圍內(nèi)的屈服應(yīng)力和表觀黏度的方法。參照采用ASTM D4684而制定的。我國的標準號為SH/T0562。
所謂屈服應(yīng)力是指液體剛剛開始流動所需的剪切應(yīng)力，對于所有的牛頓液體和某些非牛頓液體，屈服應(yīng)力等于零。有些發(fā)動機油有屈服應(yīng)力，它是低溫冷卻速率、恒溫時間和溫度的函數(shù)。用該標準測定屈服應(yīng)力時,試樣的屈服應(yīng)力達到35Pa判斷為有屈服應(yīng)力，小于35Pa判斷為無屈服應(yīng)力。出現(xiàn)臨界屈服應(yīng)力（35Pa）或臨界黏度（30000Pa.s）時的最高溫度為邊界泵送溫度，即能把機油連續(xù)，充分地供給發(fā)動機油泵入口的最低溫度。
該方法使用的小型旋轉(zhuǎn)黏度計，由一個或多個黏度計單元組成，每個黏度計單元包括一個已校正的轉(zhuǎn)子-定子部件，各個黏度計單元同置于可控溫的鋁塊內(nèi)。
黏度計單元標準尺寸：
轉(zhuǎn)子直徑 17.0mm 轉(zhuǎn)子高度 20.0mm
定子杯內(nèi)經(jīng) 19.0mm 軸半徑 3.18mm
細棉線半徑 0.05mm
試驗時將10ml試樣注入黏度計中，加熱到80 并恒溫2小時,然后以非線性緩慢冷卻速率降溫，將溫度降至規(guī)定溫度 0.2℃ 后，小心地在棉線端掛上一個10g，砝碼，操作計算機功能鍵，進行屈服應(yīng)力測定。然后在細棉線環(huán)上掛150g砝碼，測定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動3圈的時間，由計算機屏幕顯示出表觀黏度值。
討論：
*潤滑油的低溫性能是其在低溫下的性狀，由低溫黏度、低溫黏度穩(wěn)定性、低溫表觀黏度、傾點、凝點、濁點、成溝點、低溫泵送性和低溫啟動黏度。
而低溫動力黏度（CCS冷啟動模擬）和邊界泵送溫度（MRV）是內(nèi)燃機油所特有的。
*該兩種方法都是基于油品在低溫下具有非牛頓流體的性質(zhì)而特定設(shè)置的。
*兩者都是利用剪切速率（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）和黏度間的關(guān)系為基礎(chǔ)。
*邊界泵送溫度試驗中直接測定的是表觀黏度，而我們最終所需要的是溫度，由于測試時溫度是可控的，而黏度是隨機直讀的。所以預(yù)先將需要的溫度（如-30℃）設(shè)定，并加以控制，此時測出的表觀黏度只要小于規(guī)定的黏度值，就可以判定該油的邊界泵送溫度就是原先設(shè)定的溫度。
滬公網(wǎng)安備 31011702007878號
統(tǒng)計
