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润滑油性能的测试方法

润滑油性能测试
润滑油的性能与其化学组成相关,取决于它的基础油与添加剂的组成及优化配伍,如何科学地侧试其性能,具有重要意义。

实践证明理化性能试验、模拟试验、台架试验,是开发润滑油新品必不可少的步骤。

在生产和销售中则以理化试验作为衡量产品性能的主要尺度。

现对润滑油性能及三个测试步骤的内容分述于下。

一、润滑油的性能
现代润滑油必备的基本性能,是要保证机械润滑的最低粘度;粘度随温度变化小的高粘度指数;优良的抗氧化性和耐热性;在便用条件下具有良好的流动性;优
良的抗磨损及润滑性;对氧化产物溶解能力强;对机械无腐蚀和锈蚀;在使用环境
下的低挥发性;良好的抗乳化和抗泡性等。

二、理化性能试验
理化性能试验简单快速,具有代表性,现在常用的理化性能试验项目为:
(1)粘度:是液体流动内摩擦阻力的量度,是评价油品流动性的最基本指标,是各种润滑油分类分级,质量鉴别和确定用途的重要指标。

馏分相同而化学组成不同的润滑油,其粘度不同。

动力粘度:动力粘度是液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度,其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速率之比。

国际单位制中以帕.秒表示。

在低温下测定的动力粘度,可以表征油品的低温启动性。

运动粘度:是液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比,国际单位中以米2/秒表示。

(2)粘度指数:是国际广泛采用的控制润滑油粘温性能的质量指标,粘度指数越高,表示油品的粘度随温度变化越小。

(3)倾点和凝点:倾点是在规定的条件下被冷却的试样能流动的最低温度,单位为℃;凝点是试样在规定的条件下冷却至停止移动时的最高温度,单位为℃。

倾点和凝点越低,油品的低温性越好。

(4)酸值:中和1克油品中的酸性物质所需的氢氧化钾毫克数称为酸值,单位为毫克KOH/克。

酸值是反应油品中所含有机酸的总量,油品氧化越严重,其酸值增值也越大,它是油品质量及其变质的重要指标。

(5)色度:是在规定条件下,油品的颜色最接近某一号标准色板的颜色时所侧得的结果。

色度是用来初步鉴别油品精制深度,以及使用过程中氧化变质程度的标志。

(6)闪点:开口闪点是用规定的开口杯闪点测定器所测得的闪点,以℃表示。

油品在规定的试验条件下加热,其油蒸气与周围空气形成的混合物,与火焰接触
时,发生闪火时的最低温度。

通常闪点越高,油品的使用温度也越高。

但闪点绝非高温使用极限。

(7)康氏残炭:是用康氏残炭侧定器所测得的残炭。

油品在规定条件下,受热蒸发,燃烧后残余的炭渣称为残炭。

残炭值的大小与油品精制深度和使用过程变质程度有关。

(8)灰分:在规定条件下,油品被碳化后的残留物经煅烧所得的无机物,以%表示。

油品中的灰分会增加发动机内的积炭,加大机件的磨损。

(9)机械杂质:即存在于油品中所有不溶于溶剂的杂质,单位为%。

(10)水分:是指油品中的含水量,单位为%。

油品中一般不允许含水。

(11)硫酸盐灰分:是在规定条件下,油品的碳化残留物经硫酸处理,转化为硫酸盐的灼烧恒重物,单位为%。

(12)不溶物:将油品溶于有机溶剂中,经过滤残留在滤纸上的杂质,即为不溶物,单位为%。

用于侧定用过的润滑油中正戊烷和甲苯不溶物。

(13)泡沫性:在规定条件下,侧定的油品泡沫倾向性和泡沫稳定性,单位为毫升。

用以判断油品中混入空气后油气的分离能力。

(14)抗乳化性(水分离性):是油品和水形成的乳化液分为两层的能力,以分表示。

(15)苯胺点:油品在规定条件下,和等体积的苯胺完全混溶时的最低温度,称苯胺点,单位为℃。

苯胺点越低,则油品中芳烃含量越高。

(16)中和值:是油品酸碱性的量度,也是油品的酸值或碱值的习惯统称,是以中和1克油品所需的碱或酸的相当量来表示的数量值,单位为毫克KOH/克。

(17)腐蚀试验:是在规定条件下,测试油品对金属的腐蚀作用的试验,以定性地判断油品中含酸性物质的多少,单位为克/米2;另用铜片作腐蚀试验,单位为级。

(18)防锈性:是油品阻止与其相接触的金属生锈的能力,观察定性。

(19)硫含量:是存在于油品中的硫及其衍生物,如硫化氢、硫醇等的含量,单位为%。

主要表征油品的精制深度,所加工原油的组成。

(20)氧化安定性:是油品抵抗空气或氧气的作用而保持其性质不发生永久变化的能力,单位为小时。

(21)总碱值:在规定条件下,中和存在于1克油品中全部喊性组分所需的酸量,单位为毫克KOH/克。

是测定油品中有效添加剂成分的一个指标,表示润滑油的中和能力。

(22)皂化值:在规定条件下,中和并皂化1克物质所消耗的氢氧化钾,单位为毫克KOH/克。

(23)蒸发损失:油品在规定条件下蒸发后的损失量所占的质最分数。

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三、摸拟试脸
将润滑油润滑的特定机械部件在专用设备上,在规定的标准化试验条件下,尽量模拟实际使用条件进行的试验。

常用的模拟试验方法有:
(1)四球机模拟试验:用以测定润滑油脂的抗磨性、极压性和减磨性。

(2)梯姆肯机模拟试验:是评定润滑油脂的抗擦伤能力,用OK值作为评定指标。

(3)法莱克斯机模拟试验:用以评定润滑油脂的极压性和抗磨性,以润滑失效(发生卡咬)时的负荷作为评定指标。

(4)成焦板试脸。

是用加热的润滑油与310 -320℃高温铝板短暂接触而结焦的倾向,以评定润滑油的热安定性。

(5)低温粘度侧定法。

用以侧定内燃机油在高剪切速率下,-50至-30℃时的低温粘度。

主要测试油品在低温下对发动机启动性的影响。

(6)低温泵送性侧定法:用来预洲测发动机油在低剪切速率下,-40至0℃范围内的边界泵送温度。

(7)剪切安定性测定法(超声波法)。

是以油品的粘度下降率,评定其剪切安定性。

另还有齿轮机法润滑油剪切安定性侧定法。

(8)FZG齿轮试验:用于测定钢对钢直齿轮所用润滑剂的相对承载能力,以载荷级来表示。

四、台架试脸
由于一般理化性试验,不能很好地表征润滑油日益苛刻的使用性能,则进一步使用全尺寸的台架试验。

将内燃机油在选用的发动机上,按标准化条件进行一定时间的运行后,评定其性能。

发动机台架试验的结果,是判定内燃机油质量等级的依据,对于内燃机油特别重要。

常用的台架试验有:
1.汽油发动机台架试脸
主要包括MSⅡD发动机试验、MSⅢD发动机试验、MSⅢE发动机试验、MS ⅤD发动机试验、MSⅤE发动机试验、MSⅥ发动机试验、CRCL-38发动机试验、开特皮勒1H2发动机试验、开特皮勒1G2发动机试验等。

2.柴油发动机台架试脸
其主要内容有:CRCL-38发动机试验、Caterpillar 1H2发动机试验、Caterpillar 1G2发动机试验Caterpillar
1K试验机、Caterpillar 1N发动机试验、Caterpillar 1M PC发动机试验、NTC400试验、MackT-6试验、MackT-7试验、MackT-8试验、GM6.2L试验、Cumrains L10
试验、6V53T试验、6V92T试验。

我国除前三项外,其余评定办法尚未建立。

美国则对重负荷大功率、二冲程大功率、越野柴油车和非车用柴油机所用的柴油机油,使用以上台架试验。

3.齿轮油台架试脸
包括CRCL-37高扭矩试验、CRCL-42高速冲击试验、CRC-33, CRCL-600
4.液压油台架试脸
包括叶片泵试验、P-46往塞泵、T5D高压叶片泵试验。

中国润滑油的标准多参照美国的标准,内燃机油是采用美国API标准。

理化试验方法润滑油类均适用;至于模拟和台架试验,所列为内燃机油、齿轮油、液压油等占总最大部分,其他小量品种的试验,因受篇幅所限未介绍。

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