發(fā)布時間：2016-03-14
內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，內燃機油低溫動力黏度測試法
內燃機油在低溫下出現(xiàn)蠟結晶或因含有高聚物增黏劑,因而具有非牛頓流體性質,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（最小結構破壞條件）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系。如果油箱內的油已經(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,所得結果與發(fā)動機油的啟動性能有關。
冷啟動模擬機(CCS)的主要部分包括，驅動定子里轉子的電動機；指示轉子速度的轉速計；定子溫度控制系統(tǒng)以及一個與溫度控制系統(tǒng)相適應的冷卻循環(huán)器。
測定時將試樣加在轉子與定子之間，用直流電動機驅動一個緊密裝在定子里的轉子，通過調節(jié)流經(jīng)定子的制冷劑流量來維持試驗溫度，并在靠近定子內壁處測量實驗溫度。轉子的轉速是黏度的函數(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,得到黏度和轉速之間的關系；
η=a+b/N
根據(jù)此式計算黏度。
另外，黏度與轉速之間的關系也可用圖示法，通過在雙對數(shù)坐標紙上，畫出以 （黏度）和N（轉速）為坐標的圖來表示。這關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——轉速計讀數(shù)；
c,d——常數(shù)
該方法的重復性是同一操作者重復測定兩個結果之間的比值（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：
一種用小型旋轉黏度計(MRV)測定發(fā)動機油在-15 ～-30℃ 范圍內的屈服應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。
所謂屈服應力是指液體剛剛開始流動所需的剪切應力，對于所有的牛頓液體和某些非牛頓液體，屈服應力等于零。有些發(fā)動機油有屈服應力，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力時,試樣的屈服應力達到35Pa判斷為有屈服應力，小于35Pa判斷為無屈服應力。出現(xiàn)臨界屈服應力（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子-定子部件，各個黏度計單元同置于可控溫的鋁塊內。
黏度計單元標準尺寸：
轉子直徑 17.0mm 轉子高度 20.0mm
定子杯內經(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，進行屈服應力測定。然后在細棉線環(huán)上掛150g砝碼，測定轉子轉動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而特定設置的。
*兩者都是利用剪切速率（轉子轉速）和黏度間的關系為基礎。
*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。所以預先將需要的溫度（如-30℃）設定，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定的溫度。
滬公網(wǎng)安備 31011702007878號
統(tǒng)計
