国外发动机油低温性能测定方法发展概况.pdfVIP

润滑油科技情报站论文专辑(2001) 2001年9月 国外发动机油低温性能测定方法的发展概况 陈 延 (中国石化石油化工科学研究院) 1 前言 发动机油的使用性能是随着汽车设计和操作条件的变化而不断发展的。20世 纪40年代前，汽车发动机体积大、功率低，运动部件间的公差大，道路状况不好，不 适于长途、高速行驶，汽车发动机对润滑油的要求不高，纯矿物油即能满足发动机 的润屑需要。第二次世界大战期间，汽车向大功率、小体积的方向迅速发展，加之 含铅汽油的使用，纯矿物油已不能满足发动机的润滑要求。50年代中期，为了避免 汽车随季节的变化而更换机油所带来的不便，出现了含高分子聚合物的稠化机油 (多级油)，这种油可提高机油的粘温性能，满足冬、夏通用的要求，但却使机油的低 温流动性变得十分复杂。 研究表明，多级油的粘度会随着剪切应力和剪切速率的变化而变化，用通常的 毛细管粘度计无法对低温粘度进行准确测定。从60年代开始，国外对此进行了大 量的试验研究，随着研究的不断深入，人们逐渐认识到，发动机油只有在具备了低 温启动性能的同时，又具有良好的低温泵送性能，才能使发动机启动成功。近40 年来，建立并完善发动机油低温性能测定方法已成为研究的焦点。 2低温启动性能 在寒冷的气候条件下发动机能否顺利启动与发动机启动所需的功率有关，而 对一个确定的发动机而言，其启动所需的功率主要与发动机油的低温枯度有关。 低温粘度是测定发动机油低温启动性能的主要方法。 对于纯矿物油组成的润滑油低温粘度的测定，以前一直采用ASTM外推法 (SATMD341—43)，即通过测知润滑油在989℃(2100F)和378℃(100下)时的 粘度，在ASTM粘度一温度关系图上作一直线并外延，以求得其在一178℃低温时 的枯度。由于纯矿物油属牛顿液体，在粘一温图上呈直线关系，所以该方法与发动 机实际冷启动情况有较好的关联性。 稠化机油出现的早期，仍沿用外推法。但由于稠化机油含高分子聚合物，属非 牛顿流体，在粘一温图上不是直线关系，使有些油的测定结果出现不合理现象，因 此，无法再用该方法进行低温粘度的测定。 为了寻找符合发动机实际工况的测定稠化机油低温粘度的方法，60年代初 究。通过在一17．8C冷室中做12套全尺寸发动机的启动实验，建立了“平均发动 2001年9月 陈延国外发动机油低温陛能测定方法的发展概况 73 埃索公司又相继建立了“往复式粘度计”法和“冷启动模拟机”法。由于后者比前者 的精度更高，所以被广泛采用。 1967年，ASTM把冷启动模拟机法(即Cold Cranking D2602 为ASTM测定发动机油低温粘度的试行标准，1975年定为正式标准ASTM —75“用冷启动模拟机测定发动机油表观粘度的标准方法”，该方法的测定温度仍 为一17．8℃。 1980年，SAE对发动机油粘度分类作了新的修改，与之相对应的低温枯度测 定方法也以其附录的形式公布，它是在ASTM132602—75方法的基础上发展起来 的，与之不同的是将测温范围扩大为O～一40℃o 由于ASTM D 机油粘度分类的需要。1983年，ASTM 了ASTM 启动情况，它反映的是机油在发动机活塞环和气缸套部位的流变行为。D5293方 法可简要概述为用一个电子马达驱动一个与定子紧密配合的转子，在转子与定子 之间充满试样，通过调节流经定子的冷却剂流量来保持试验温度，并在靠近定子内 壁处测定这一温度，转子的转速是粘度的函数，以标准曲线和测得的转子转速即可 确定试样的粘度。由于ASTMD5293方法可进行多温度点的测定，能满足发动机 D5293—98。 ASTM对D5293—92方法进行修订，目前的必威体育精装版版本为ASTM 进，尤其是美国CANNON公司生产的冷启动模拟机经历了模拟式仪表