一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油綜合性能試驗(yàn)評(píng)價(jià)

王博慧，米良，李妍

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一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油綜合性能試驗(yàn)評(píng)價(jià)

王博慧1，米良1，李妍2

（1.長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064；2.石家莊鐵道大學(xué)，河北 石家莊 050043）

本設(shè)計(jì)將A潤(rùn)滑油與同類型兩種市場(chǎng)常用柴油機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行了全方位的對(duì)比試驗(yàn)和測(cè)試，包括常規(guī)理化性能測(cè)試、四球摩擦磨損試驗(yàn)和柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，以此來對(duì)A潤(rùn)滑油綜合性能進(jìn)行評(píng)定。從而為潤(rùn)滑油的綜合性能評(píng)價(jià)提供一種比較系統(tǒng)全面的試驗(yàn)方法。

潤(rùn)滑油；污染物排放；摩擦磨損試驗(yàn)；理化性能測(cè)試

前言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展以及家用汽車的普及，我國(guó)對(duì)潤(rùn)滑油的需求量一直持續(xù)增長(zhǎng)。潤(rùn)滑油的好壞直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命以及生命財(cái)產(chǎn)安全。品質(zhì)好的潤(rùn)滑油能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的各部件得到良好的潤(rùn)滑，從而降低各部件的損耗，因此為潤(rùn)滑油的綜合性能評(píng)價(jià)提供一種比較系統(tǒng)全面的試驗(yàn)方法是很必要的。

1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.1 理化性能指標(biāo)測(cè)定

潤(rùn)滑油理化性能指標(biāo)測(cè)試是衡定潤(rùn)滑油性能的重要步驟，基本的測(cè)試項(xiàng)目如運(yùn)動(dòng)粘度、密度、酸值、閉口閃點(diǎn)、傾點(diǎn)、凝點(diǎn)、銅片腐蝕、抗乳化性等[1-2]。將3種潤(rùn)滑油均進(jìn)行上述列出的檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)，分析A潤(rùn)滑油的理化性能，并與其它兩種樣品進(jìn)行橫向?qū)Ρ取?/p>

1.2 潤(rùn)滑油的極壓抗磨性能試驗(yàn)

四球摩擦試驗(yàn)機(jī)能夠有效模擬點(diǎn)、線、面等摩擦副形式，實(shí)現(xiàn)摩擦副對(duì)偶件的滾動(dòng)、滑動(dòng)、滾滑、間歇、往復(fù)、復(fù)合等多種運(yùn)動(dòng)形式，還可以做潤(rùn)滑油的長(zhǎng)時(shí)抗磨試驗(yàn)，測(cè)定摩擦系數(shù)，記錄摩擦力和溫度曲線。本次三種潤(rùn)滑油的四球摩擦磨損試驗(yàn)，主要測(cè)試潤(rùn)滑油的抗磨性能，試驗(yàn)工況設(shè)定為：加載載荷392N，溫度條件常溫，試驗(yàn)時(shí)間45min[3]。

通過四球機(jī)試驗(yàn)得到油溫隨時(shí)間的變化曲線、摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，以及試驗(yàn)后鋼球的磨斑直徑，從而評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油的抗磨特性。為使結(jié)果準(zhǔn)確和具有可重復(fù)性，每種油樣重復(fù)測(cè)試三次。

1.3 柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)

分別將3種潤(rùn)滑油加入柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中，在一定載荷、使用時(shí)間、轉(zhuǎn)速條件下，測(cè)定油耗、煙度、尾氣排量（NO、CO2）三個(gè)指標(biāo)的對(duì)比試驗(yàn)，以此來評(píng)定A潤(rùn)滑油加入柴油機(jī)后柴油機(jī)的節(jié)油性能和煙度、尾氣排量情況。試驗(yàn)步驟：

（1）柴油機(jī)扭矩設(shè)定為：160N.m，轉(zhuǎn)速：2000r/min；

（2）每種潤(rùn)滑油測(cè)試時(shí)間為3天，每天測(cè)試8小時(shí)；

（3）試驗(yàn)時(shí)，每隔一小時(shí)測(cè)定油耗、煙度、尾氣排放參數(shù)，并做好記錄；

（4）每種油樣試驗(yàn)三天后，更換機(jī)油，并采集油樣做發(fā)射光譜分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 理化性能測(cè)試結(jié)果

表1 理化性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

從三種潤(rùn)滑油的常規(guī)理化性能測(cè)試結(jié)果可以看出：

（1）A潤(rùn)滑油和B潤(rùn)滑油的低溫性能（傾點(diǎn)和凝點(diǎn)）明顯好于C潤(rùn)滑油，對(duì)潤(rùn)滑零部件的低溫啟動(dòng)性能具有積極的影響；

（2）A潤(rùn)滑油和B潤(rùn)滑油的銅片腐蝕性能較C潤(rùn)滑油高一個(gè)等級(jí)，可以減小潤(rùn)滑油在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過程中對(duì)金屬的腐蝕；

（3）A潤(rùn)滑油較B潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度低，具有更好的流動(dòng)性能，對(duì)潤(rùn)滑零部件的散熱具有積極的影響。

2.2 極壓抗磨性能試驗(yàn)結(jié)果

圖1所示為三種潤(rùn)滑油在四球機(jī)試驗(yàn)過程中，油溫和摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線圖。由圖可知：

（1）三種潤(rùn)滑油在實(shí)驗(yàn)開始階段，油溫變化基本相同；

（2）隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，A潤(rùn)滑油的油溫較B潤(rùn)滑油略低，而C潤(rùn)滑油的油溫變化最為顯著，出現(xiàn)明顯的升高；

（3）整個(gè)試驗(yàn)過程中，A潤(rùn)滑油和B潤(rùn)滑油的溫度基本維持在40℃一下，C潤(rùn)滑油在25min之后，油的溫度顯著提高，在試驗(yàn)結(jié)束階段油溫甚至超過80℃。

（4）A潤(rùn)滑油和B潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線基本相同，C潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)較A潤(rùn)滑油和B潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)大；

（5）經(jīng)過計(jì)算得到A潤(rùn)滑油、B潤(rùn)滑油和C潤(rùn)滑油的平均摩擦系數(shù)分別為：0.0733、0.0732和0.0904。

由此可以看出，A潤(rùn)滑油和B潤(rùn)滑油在潤(rùn)滑過程中，油溫的表現(xiàn)性幾乎相同，能夠有效的避免摩擦副由于摩擦而產(chǎn)生高溫破壞潤(rùn)滑表面且能夠較好的對(duì)摩擦副進(jìn)行潤(rùn)滑，達(dá)到減小摩擦和能耗的目的。

圖1 溫度及摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化試驗(yàn)對(duì)比

另外，A潤(rùn)滑油、B潤(rùn)滑油和C潤(rùn)滑油四球機(jī)測(cè)試后鋼球的磨斑直徑分別為：0.795mm、0.760mm和0.935mm。由此可知，A潤(rùn)滑油和B潤(rùn)滑油在四球機(jī)測(cè)試的抗磨性能表現(xiàn)基本相同，明顯好于C潤(rùn)滑油樣品，因此A潤(rùn)滑油能有有效的保護(hù)潤(rùn)滑表面、減少磨損和延長(zhǎng)潤(rùn)滑零部件的壽命。

2.3 柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

圖2所示為柴油機(jī)在分別加入A潤(rùn)滑油、B潤(rùn)滑油和C潤(rùn)滑油后柴油機(jī)油耗及尾氣中NO、CO2和Rb值的測(cè)試結(jié)果。

圖2 油耗及尾氣中的NO 、CO2、Rb值排放曲線

經(jīng)過計(jì)算可得出在分別加入三種潤(rùn)滑油后柴油機(jī)總的耗油量為：168.82Kg、173.35Kg和173.5Kg。B潤(rùn)滑油和C潤(rùn)滑油在加入柴油機(jī)后，在試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的耗油總量基本相同，而A潤(rùn)滑油加入后的油耗降低，因此，A潤(rùn)滑油相對(duì)于其他兩種潤(rùn)滑油具有減少耗油量的效果。

三種潤(rùn)滑油對(duì)尾氣中的NO和CO2排放的影響不大，但是在柴油機(jī)加入A潤(rùn)滑油后，尾氣中的Rb值通常要低于其他兩種潤(rùn)滑油分別加入柴油機(jī)后的測(cè)試值。

3 結(jié)論

本文通過對(duì)A潤(rùn)滑油以及同類型兩種市場(chǎng)常用柴油機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行常規(guī)理化性能測(cè)試、四球摩擦磨損試驗(yàn)和柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，完成了對(duì)A潤(rùn)滑油的性能評(píng)價(jià)，從而為潤(rùn)滑油的綜合性能評(píng)價(jià)提供了一種比較系統(tǒng)全面的試驗(yàn)方法。經(jīng)過分析研究，得出了以下結(jié)論：

（1）通過對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行常規(guī)理化性能測(cè)試可以得到其理化性能指標(biāo)，從而可以對(duì)不同潤(rùn)滑油的理化性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。

（2）通過對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行四球摩擦磨損試驗(yàn)可以得到試驗(yàn)時(shí)的油溫、摩擦系數(shù)以及磨斑直徑等指標(biāo)，從而可以對(duì)不同潤(rùn)滑油的油溫保持性能、摩擦系數(shù)和磨斑直徑進(jìn)行對(duì)比分析，來評(píng)價(jià)不同潤(rùn)滑油的抗磨性能。

（3）通過對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行柴油機(jī)臺(tái)架測(cè)試可以對(duì)不同潤(rùn)滑油加入柴油機(jī)后的油耗進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)能夠?qū)ξ矚馀欧徘闆r進(jìn)行分析，與實(shí)際的行車條件較為接近。

[1] 王嬌.甲醇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2008:23-37.

[2] 王毓民,王恒.實(shí)用汽車潤(rùn)滑技術(shù)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005, 9:51-53.

[3] 李生華,周春紅.國(guó)外甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)磨損研究的概況[J].2005,(7).

Evaluation of a new type of engine lubricating oil comprehensive performance test

Wang Bohui1, Mi Liang1, Li Yan2

( 1.Automobile College of Chang'anUniversity, Shaanxi Xi'an 710064;2.Shijiazhuang TiedaoUniversity, Hebei Shijiazhuang 050043 )

This design evaluates the comprehensive performance of A lubricating oil, It has comprehensively tested A lubricants with diesel engines commonly used in the same type of market, including conventional test for physical chemical properties, four-ball friction and wear tests, and diesel bench tests. This design provides a relatively systematic and compre -hensive test method for the comprehensive performance evaluation of lubricating oil.

Lubricating oil;pollutant discharge; friction and wear test;physical and chemical performance test

U464

A

1671-7988(2019)08-80-03

U464

A

1671-7988(2019)08-80-03

王博慧，就讀于長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.08.025