CCS-2050/2100冷啟動模擬機的校準方法

李必龍,范圣業

(1.中國石化潤滑油股份有限公司荊門分公司， 湖北 荊門 448002；2.大連發電有限責任公司，遼寧 大連 116035)

0 引言

CCS-2050/2100冷啟動模擬機，用于測定發動機油的表觀黏度。該儀器使用一段時間后，需按方法標準GB/T 6538-2010要求，定期對該儀器進行核查和校準，以確保測試數據的準確性。周期性核查時，發現測試結果已經超差。 本文詳述了CCS-2050/2100冷啟動模擬機在-10～-35 ℃溫度范圍的校準方法(方法標準GB/T 6538-2010《發動機油表觀黏度的測定 冷啟動模擬機法》，其適用范圍為-5～-35 ℃。由于公司樣品不涉及-5 ℃溫度點，暫不做校準。此次校準溫度范圍僅為-10～-35 ℃，特此說明。)。

1 適用范圍

本次校準溫度范圍為-10～-35 ℃，剪切應力約為50000 ～100000 Pa，剪切速率為105～104s-1，發動機油的表觀黏度約為800～25000 mPa·s。

2 方法標準

(1)ASTM D2602，ASTM D5293-15。

(2)GB/T 6538-2010。

3 儀器設備

(1)自動冷啟動模擬機：包括一個驅動定子中轉子的直流(DC)電動機，一個轉子轉速探測器或測定轉子速度的轉速計，一個直流安培計和微電流調節旋鈕；一個定子溫度控制系統，能保證溫度控制在設定溫度的±0.05 ℃以及一個與溫度控制系統配合使用的冷卻劑循環器，一臺計算機，計算機接口和試驗樣品進樣泵。

(2)校正過的熱電偶：用于指示試驗溫度。溫度傳感器與定子內表面的接觸必須有良好的熱接觸；定期清洗定子的內表面并替換高含銀的導熱介質。

(3)制冷系統：為冷卻劑提供冷量,使其溫度低于試驗溫度至少10 ℃。當制冷溫度需要低于-30 ℃時，可能需要一個兩級制冷系統，CCS與制冷機之間的連接管要盡可能的短(要小于1 m)且要有好的隔熱效果。制冷劑，由冷卻液(乙二醇+防腐蝕添加劑+抗泡沫添加劑)和水(1∶9)配制而成，以保證穩定的溫度控制。

4 前期核查

校準前，用標油核查，結果見表1，超差。

表1 校準前的核查結果

5 校準方法

(1)運行Visc Pro CCS(版本1.27.04)軟件

以管理員身份登錄。

(2)溫度校準

1)溫度確認：使用溫度確認插頭，確認儀器準確地計算了正確的溫度。

2)從儀器的后面板拔掉溫度傳感器插頭，插上TVP的藍色插頭。

3)從電腦軟件的窗口中點擊SERVICE(服務)→CCS Temperature Verification Servise (CCS溫度確認服務)，在彈出的窗口中輸入對應的TVP插頭的電阻值，并記錄顯示的溫度差異值。

4)用第二個插頭重復以上操作。

5)記錄的溫度差值小于0.06 ℃，直到符合要求。

(3)轉速校準

1)馬達電流：在電腦軟件上選擇“設定馬達電流”選項，在-20 ℃的溫度下運行CL250(黏度值3500 mPa·s左右)的黏度標油。此程序會冷卻樣品到-20 ℃并恒溫。馬達啟動20 s后，通過調節電流調節旋鈕，設定轉速范圍為(0.240±0.005)KRPM(在電腦顯示屏的“SPEED”中顯示)，此項操作應當在電動機啟動后50～75 s內完成。

2)轉速調節完成后，鎖定電流調節旋鈕。

(4)標油校準

1)標油選擇：不同溫度下，選擇CANNON (16101)/EX:2018.7.31系列標準油 CL-140、CL-190、CL-220、CL-250、CL-280、CL-320、CL-380和CL-480,見表2。

表2 標油的標稱值 mPa·s

2)輸入表2中標油的標稱值并保存。

3)設置表2 中標油的校準溫度與校準序列，儀器自動分析，結果見表3。

表3 標油的實測值 mPa·s

表3(續)

4)軟件自動計算每個溫度下的回歸系數(不小于0.99 )。在EXCEL表格中，用CORREL函數計算標油校準的回歸系數。

回歸系數0.9999704 0.9999848 0.9999936 0.999983 0.9999643 0.9999771。

5)校準后，將校準文件重新命名并保存。

(5)工作曲線

1)以-20 ℃為例，轉速與黏度值數據見表4。

表4 -20℃轉速與黏度值數據對應

2)用EXCEL做-20 ℃工作曲線見圖1。

圖1 EXCEL做-20℃工作曲線

(6)標油驗證

1)標油選擇：用CANNON (14201)/EX:2016.11.30 CL-220標油做試油，對每個溫度進行返標驗證，返標結果見表5。

表5 返標結果

2)回歸系數：在EXCEL表格中，用CORREL函數計算回歸系數為0.999997。

3)實測值與標稱值之差均小于1%，準確度符合方法標準要求，見表6。

表6 返標準確度

表6(續)

4)線性擬合：EXCEL表格中，將返標結果進行線性擬合，見圖2。

圖2 EXCEL線性擬合

6 結束語

CCS-2050/2100冷啟動模擬機在-10～-35 ℃溫度范圍的校準方法，本文進行了詳細的論述，并提供了可靠的試驗數據，從而為該儀器的校準提供了可行的方法，有關試驗人員可以加以借鑒和參考。