我國高溫高剪切條件下粘度測定法簡介

楊士亮，馬玉紅，楊宏偉，李召良

（1. 空軍勤務學院，江蘇 徐州221006； 2. 中國人民解放軍空軍油料研究所，北京 100076）

我國高溫高剪切條件下粘度測定法簡介

楊士亮1，馬玉紅1，楊宏偉1，李召良2

（1. 空軍勤務學院，江蘇 徐州221006； 2. 中國人民解放軍空軍油料研究所，北京 100076）

高溫高剪切條件下的粘度是苛刻條件下潤滑油的重要質量指標；闡述和對比分析了目前國內測定高溫高剪切條件下潤滑油粘度測定的三種方法（SH/T 0618、SH/T 0703和SH/T 0751）；簡要介紹了國內外高溫高剪切粘度儀的應用；最后指出高溫高剪切粘度儀的國產化及其推廣應用尚需進一步努力。

高溫高剪切；潤滑油；粘度；對比分析

粘度是潤滑油的重要質量指標之一，選擇粘度適當的潤滑油，可以保證發動機穩定可靠的運轉。當粘度過大時，發動機啟動困難，燃料消耗就會增大。而粘度過小時，難以形成足夠厚的油膜，易從用油部位擠出，不能保證可靠潤滑而易造成機械磨損[1,2]。

隨著科學技術的發展，發動機面臨高溫、高速、高載荷等苛刻條件的場合越來越多。為了適應高溫高剪切條件下粘度測試的要求，我國在汽油機油和柴油機油標準中，增加了 SH/T 0703《潤滑油在高溫高剪切速率條件下表觀粘度測定法(多重毛細管粘度計法)》、SH/T 0618《高剪切條件下的潤滑油動力粘度測定法(雷范費爾特法)》和SH/T 0751《高溫和高剪切速率下粘度測定法(錐形塞粘度計法)》等測試方法[3,4]。現對這些標準方法進行介紹、分析和比較。

1 高溫高剪切條件下粘度測定標準介紹

1.1 SH/T 0618-1995（2004年確認）

此標準是將試樣加入雷范費爾特粘度計固定的球型套筒中的轉子和定子之間。轉子和定子間以錐體配合，可通過調節它們之間的間隙，來調節剪切速率。轉子在已知速率下旋轉，測出反作用的扭矩值。根據其扭矩值，再從已用牛頓標準油得到的標準曲線上查出試樣的動力粘度。試驗溫度為150 ℃，剪切速率為106 s-1。以mPa·s為單位提出報告，結果精確到小數點后兩位數字。

1.2 SH/T 0703-2001

本標準是等效采用美國試驗與材料協會標準ASTM D5481-1996《潤滑油在高溫高剪切速率條件下表觀粘度測定法-多重毛細管粘度計法》。該標準是在150 ℃試驗條件下，在氮氣（或二氧化碳）的壓力作用下，使試樣從毛細管粘度計中流出，由試樣的流出時間及壓力，可得到毛細管粘度計管壁表觀剪切速率達到1.4×106s-1時試樣的表觀粘度。用對各粘度計池校正曲線即可確定與所測壓力相對應的油品粘度。

1.3 SH/T 0751-2005

本標準修改采用美國試驗與材料協會標準ASTM D4741-2000《高溫和高剪切速率下粘度測定法(錐形塞粘度計法)，適用于內燃機油的測試。因此在試驗原理、試驗儀器、試劑材料、方法步驟、數據處理和精密度等方面與 SH/T 0618-1995是相同的。只是在試劑、附錄中稍有區別，對試驗油的潔凈度有所要求（目測無渾濁和顆粒物，否則需通過一孔徑為3μm的過濾器過濾），并在精密度部分增加了偏差和相對偏差。

2 高溫高剪切條件下粘度測定標準的比較分析

上述三個針對高溫高剪切條件下粘度測定的方法標準，既有相同或相似之處，也有區別較大的地方，下面將試驗原理、方法步驟、試驗儀器和試劑、試驗步驟、數據處理、精密度等方面加以說明分析比較（見表1）。

表1 我國高溫高剪切條件下粘度測定法對比表Table1 Comparison of viscosity determination methods under high temperature and high shear condition in China

表2 SH/T 0703標準中校準油Table2 Calibration oil mentioned in the standard of SH/T 0703

3 高溫高剪切條件下粘度測定的儀器設備

我國測定高溫高剪切條件下的粘度儀，多為測定發動機油表觀粘度的錐形塞和多重毛細管粘度計測定儀，且多為國外引進設備。例如，Ravenfield公司（英國）生產的錐形塞和Cannon公司（美國）生產的多重毛細管粘度計法高溫高剪切速率表觀粘度測定儀。Cannon公司的 HTHS-1F型、SF3-HTHS-Serial II型和 TBS2100型，英國Ravenfield公司的BS/C型粘度儀已經在中國石油化工股份有限公司、石化科學研究所、國家檢測中心和國家技術監督局等單位進行應用[5，6]。我國長沙卡頓海克爾儀器有限公司近年來也推出了型號為KD-H1705的國產潤滑油高溫高剪切表觀粘度測定儀，每小時可做15～20個樣品。

4 結束語

我國在航空航天和汽車發動機軸承等苛刻條件下，開始重視高溫高剪切粘度的測定，國內廠家也開始研制生產相關粘度儀。雖然高溫高剪切粘度儀的國產化近幾年已經取得了一定進展，但操作簡便、準確程度高、重復效果好的國產粘度儀的生產及其推廣應用，尚需生產廠家和使用單位的共同努力。

［1］張忠德. 發動機潤滑油的正確選用與檢測[J]. 工程機械與維修,1998（4）：24-25.

［2］衛紹元. 發動機潤滑油品質對發動機磨損影響的分析[J].潤滑與密封，2002（2）：88-89.

［3］丁宇. 高剪切條件下潤滑油動力粘度的測定（雷范費爾特法）不確定度的評定[J].化學工程與裝備，2011，（12）：184 -64.

［4］王飛. 高剪切條件下潤滑油動力粘度測定方法簡介[J].潤滑油，1997，12（1）：24-26;40.

［5］張賢. 發動機油高溫高剪切速率表觀粘度的測定方法[J].合成潤滑材料，2012，39（3）：14-16.

［6］常彬，夏鵬，金中令. 高溫高剪切條件下潤滑油粘度測定新技術[J].現代儀器，2003（6）：27-29.

Viscosity Determination Methods Under High Temperature and High Shear Condition in China

YANG Shi-liang1, MA Yu-hong1,YANG Hong-wei1, LI Zhao-liang2
(1. Air Force Logistics College，Jiangsu Xuzhou 221006，China; 2. P. O. L. Research institute of the air force, Beijing 100076, China)

Viscosity under high temperature and high shear condition is an important quality index of lubricating oil under harsh conditions. In this paper, three kinds of viscosity determination methods (SH/T 0618, SH/T 0703 and SH/T 0751) of lubricating oil under high temperature and high shear condition were introduced and compared; Domestic and foreign viscosity analyzer used under high temperature and high shear condition was introduced. It’s pointed out that the localization and application of the viscosity analyzer used under high temperature and high shear condition should be enhanced.

High temperature and high shear; Lubricating oil; Viscosity; Comparative analysis

TQ 522.64

A

1671-0460（2014）12-2731-02

2014-06-13

楊士亮（1968 -），男，四川榮縣人，碩研，空軍勤務學院副教授，主要從事應用物理和材料科學的教學與研究。E-mail：13952196949@163.com。