GB/T 9933-1988 内燃机油性能评定法(开特皮勒1G2法)

本标准规定了用开特皮勒1G2法评定内燃机油的清净性和抗磨性能。

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适用范围

本标准规定了用开特皮勒1G2法评定内燃机油的清净性和抗磨性能。 适用于柴油机油(CD级)的性能评定,也适用于汽油机和柴油机的通用油、内燃机车用油等的性能评定。 不适用:现有资料未提供。 有效性声明:只有严格按本方法进行的试验,其结果才有效。

方法原理

每次试验前,应将发动机的作功部分全部分解,用溶剂清洗后测量,严格按技术要求重新组装。每次试验都要安装新的活塞、活塞环和气缸套。用溶剂清洗发动机曲轴箱,更换已磨损和损坏了的零件。试验台架应具有控制转速、负荷和各种试验条件的辅助设备,同时必须配备能加热空气的发动机进气增压系统。 试验是用试验油作为润滑剂。先试运转1h,然后在规定的转速和燃油消耗率的条件下,使增压单缸发动机运转480h。试验进行到96~384h之间可进行一次中间检查。对参考油试验运转到120h必需进行一次中间检查。试验结束后检查发动机,测定活塞沉积物的性质和数量,活塞环粘结状况,活塞环和气缸套的磨损程度。

主要仪器

试验发动机及附属设备(4.1):专用增压单缸柴油机,缸径130.2mm,活塞行程165mm。 4.1.1 由试验发动机驱动的离心式水泵的循环冷却系统。 4.1.2 合适的燃料供给系统。 4.1.3 带有稳压罐、进气加热和进气湿度调节的进气增压系统。 4.1.4 带有稳压罐和消声器的排气系统。 4.1.5 选配合适的测功机。 4.1.6 启动电机:在400r/min时扭矩为372N·m,当扭矩增到420N·m时能自动脱开。 4.1.7 曲轴箱漏气量测量计。 4.1.8 测量各点温度的热电偶。 冷却系统(4.2):冷却液循环流量应调节到58±3.8L/min(15.3±1.0 US gal/min);流量计校正应在台架上进行;冷却液是加有防锈剂的蒸馏水或软化水。 燃油系统(4.3):从燃油滤清器至喷油泵的管线长度为1073±13mm(42.25±0.5in),以保证燃油管线内压力在137.9±13.8kPa(20±2 lbf/in²)范围内;油耗仪测量精度在±3%以内。 进气系统(4.4):装有干式空气滤清器;进气稳压罐容积0.198~0.227m³(7~8 ft³),内径487~584mm(19~23in);从稳压罐出口法兰平面到气缸盖进气口平面的管线长度794±13mm(31.25±0.50in),只允许有一个不小于90°的弯头;稳压罐和电加热器每年检查一次;进气湿度控制在每公斤干空气含181.7g水(125±12 gr/lb),湿度测量系统每半年校正一次。 排气系统(4.5):排气支管弯头以后的排气管直径和长度以能获得23.5:1的空燃比来选定;装有排气稳压罐和消声器;排气背压1.2~3.0kPa(5~12 inH₂O);应避免用90°弯头,两弯头之间距离应大于305mm(12in)。 漏气量测量计(4.6):装有油气分离器和稳压罐的容积式气体流量计,测量时用胶管接到曲轴箱呼吸器出口处。 热电偶(4.7):各点温度用温度测量范围合适的热电偶测量。 仪表校正(6.2.3):热电偶、压力表、燃油油耗仪、冷却液流量等每年至少校正两次;二次仪表每年至少检验两次;燃油油耗仪应在台架上作整体校正。

试剂与标准物质

燃油:每次试验约需4548L(1200 US gal),规格要求见附录A(补充件);应按燃料的低热值将热量输入折算成燃油耗量。 试验油:每次试验约需76~95L(20~25 US gal)。 发动机冷却液:在软化水中加1.5%(体积)的RB型乳化防锈油;每次试验必须用新的冷却液。 清洗剂: 发动机清洗剂:用符合GB 1922中NY-190溶剂油;清洗分散剂用石油磺酸钙(T101)。 冷却系统清洗剂:在软化水中加入适量的工业硫酸钠(Na₂SO₄)和工业磷酸钠(Na₃PO₄)。 附录A 燃油规格(补充件): 闪点(℃)不低于:38;试验方法 GB 261 倾点(℃)不高于:-7;试验方法 GB 3535 浊点(℃):报告;试验方法 SY 2204 水和沉淀物,%(体积)不大于:0.05;试验方法 GB 6533 10%残渣物中残炭,%(重量)不大于:0.20;试验方法 ZB E 30001 灰分,% 不大于:0.01;试验方法 GB 508 蒸馏(℃):初馏点 报告;10%蒸发温度 报告;50%蒸发温度 260~277;90%蒸发温度 304~327;终馏点 343~366;试验方法 GB 6536 运动粘度(40℃),mm²/s:3.0~4.0;试验方法 GB 265 含硫量,%(重量)(需天然硫):0.37~0.43;试验方法 GB 380 铜片腐蚀,级,不大于:2;试验方法 GB 5096 中和值,mgKOH/g,不大于:0.15;试验方法 GB 4945 十六烷值:45~51;试验方法 GB 386 密度(20℃),kg/m³:846~862;试验方法 GB 1884或GB 1885 裂化材料:无 注:上述数值中个别〔原文不清〕(如“10%残蟹物”“天然碗”“十六烧值”)已按上下文归正,〔待核〕(〔原文不清〕)。

关键条件

磨合规范(表1):加入试验油5.7L,按表1所列步骤运转1h,停机后放出试验油;在步骤5的最后15min测曲轴箱漏气量并记录。 表1 发动机磨合规范(〔原文不清〕表格,部分数值〔待核〕): 步骤1:转速1000±10 r/min;负荷0 kW;机油温度71.1±2.8℃(160±5℉);冷却液出口温度158.6℉(23℃);进气温度环境;进气压力(绝对)118.1±1.7kPa(35±0.5 inHg);时间5min。 步骤2:转速1000±10 r/min;负荷7.5 kW;输入热量56.1±0.9kW(3192±47 Btu/min);机油温度71.1±2.8℃(160±5℉);冷却液出口温度158.6℉(23℃);进气温度环境;进气压力118.1±1.7kPa(35±0.5 inHg);时间5min。 步骤3:转速1600±10 r/min;负荷17.1 kW;机油温度71.1±2.8℃(160±5℉);冷却液出口温度158.6℉(23℃);进气温度环境;进气压力135.0±1.7kPa(40±0.5 inHg);时间10min。 步骤4:转速1800±10 r/min;负荷24.6 kW;输入热量81.7±0.9kW(4647±47 Btu/min);机油温度82.2±2.8℃(180±5℉);冷却液出口温度98.1±2.8℃(205±5℉);活塞冷却喷油压力165.5kPa(24 lbf/in²);进气温度76.7±2.8℃(170±5℉);进气压力135.0±1.7kPa(40±0.5 inHg);时间20min。 步骤5:转速1800±10 r/min;负荷31.3 kW;输入热量96.5±0.9kW(5491±47 Btu/min);机油温度96.5±0.9℃(205±5℉);冷却液出口温度87.8±2.8℃(190±5℉);活塞冷却喷油压力165.5kPa(24 lbf/in²);进气温度123.9±2.8℃(255±5℉);进气压力178.9±1.7kPa(53±0.5 inHg);时间按8.6降温步骤进行。 注:表1中部分温度/压力数值〔原文不清〕存在错位与噪声,〔待核〕(〔原文不清〕)。 正式试验条件(表2): 转速:1800±10 r/min 输入热量:96.5±0.9kW(5490±47 Btu/min)(达到此燃油耗量时发动机输出功率约为31.3±1.5kW) 冷却液出口温度:87.8±2.8℃(190±5℉) 冷却液流量:58.0±3.8L/min(15.3±1.0 US gal/min) 机油温度:96.1±2.8℃(205±5℉) 进气温度:123.9±2.8℃(255±5℉) 排气温度:593±28℃(1100±50℉) 燃油压力:137.9±13.8kPa(20±2 lbf/in²) 排气背压:1.24~2.99kPa(5~12 inH₂O) 活塞冷却喷油压力:165.5±13.8kPa(24±2 lbf/in²) 机油压力(最大):220.6kPa(32 lbf/in²) 进气压力(绝对):178.9±1.0kPa(53±0.3 inHg) 曲轴箱真空度:0.25±0.18kPa(1.0±0.5 inH₂O) 进气湿度:18.0±1.7g/kg(125±12 gr/lb) 降温步骤(表3):总降温时间应为15~20min。 步骤1:转速1600 r/min;负荷17.2 kW;进气压力(绝对)135.0±1.7kPa;时间5min。 步骤2:转速1000 r/min;负荷7.5 kW;进气压力118.2±1.7kPa;时间5min。 步骤3:转速1000 r/min;负荷0 kW;进气压力118.2±1.7kPa;时间5min。 加温步骤(表4):总加温时间至少30min。 步骤1:转速1000 r/min;负荷7.5 kW;进气压力118.2±1.7kPa;时间5min。 步骤2:转速1000 r/min;负荷17.2 kW;进气压力118.2±1.7kPa;时间10min。 步骤3:转速1600 r/min;进气压力135.0±1.7kPa;时间15min。 空燃比:每120h测量一次,必须为(23.5±1.0):1;可用孔板流量计测进气流量计算,也可用废气分析法查表5推算;废气应从排气管上的取样管采集。 定期测量(8.12):每小时记录一次试验参数数据(发动机转速、燃油消耗率、发动机负荷、冷却液出口温度、冷却液进口温度、机油温度、进气温度、排气温度、机油冷却器入口温度、机油压力、活塞冷却喷油压力、进气压力(绝对)、排气背压、喷油泵入口燃油压力、进气湿度和曲轴箱真空度);每12h记录发动机冷却液流量;每12h记录曲轴箱漏气量(每次测量10min,连续测两次取平均值);每120h更换试验油时计算试验油耗率(mL/kW·h,按制动功率31.3kW计算)。

计算与结果

沉积物的定义(9.3.1): 积炭:黑色坚硬又不易溶解的沉积物,除和零件有摩擦的部分外,其表面没有光泽。 活塞环槽积炭分重炭、中炭、轻炭三级: 重炭:积炭充满整个活塞环和环槽背面的空间,以及虽然厚度较小但由于环背面积炭过多而磨光了的部分。 中炭:积炭占活塞环和环槽背面空间的1/4以上。 轻炭:积炭少于活塞环和环槽背面空间的1/4。 活塞环台积炭分重炭和轻炭两级: 重炭:积炭有摩擦和磨光的痕迹。 轻炭:其他的炭沉积物。 漆膜:很薄的坚硬、有光泽而又不易溶解的沉积物,按颜色分为黑、深棕、棕、浅棕、变色、干净六级,用标准色板对比来区分。 评分环境(9.3.2):评分应在标准的评分箱内进行;为提高评分精度,用评分罩将活塞测量表面分成20等分,每等分占总面积的5%。 评分(9.3.3): 沉积物的评分:把评分罩的1号区对准活塞前方,分别观察活塞各区域内不同类别沉积物的覆盖面积,应精确到1%。 各类沉积物系数和区域加权系数: 积炭沉积物系数:重炭1.00;中炭0.50;轻炭0.25。 漆膜沉积物系数:黑色0.100;深棕0.075;棕色0.050;浅棕0.025;变色0.010;干净0.000。 区域加权系数:一环槽35;二环槽70;三环槽35;四环槽20;二环台3.5;三环台10;四环台3.5(注:〔原文不清〕表格中区域加权系数排列存在错位,〔待核〕(〔原文不清〕))。 评分的计算: 区域评分 = 沉积物覆盖面积百分数 × 沉积物系数 区域加权评分 = 区域评分总和 × 区域加权系数 总加权评分 = 区域加权评分的总和 沉积物覆盖面百分数以整数计。 计算区域加权评分时只保留小数点后一位,小数点后第二位则按“数字修约规则”执行。 试验结果的报告(9.4):试验结果报告的内容包括台架参考油试验结果及试验油的活塞评分、试验条件、试验油消耗量、磨损情况、活塞照片、停机情况等;报告格式见附录C(补充件)。 精密度(10):试验精密度见附录E(参考件)。 附录E 试验精密度(参考件): 参考油REO-203:试验次数52;一环槽充炭率算术平均值69;总加权评分算术平均值180,标准偏差102。 参考油REO-191:试验次数(现有资料未提供);一环槽充炭率算术平均值91;总加权评分算术平均值386,标准偏差(现有资料未提供)。 注:附录E表格〔原文不清〕存在错位,部分数值〔待核〕(〔原文不清〕)。

质量控制

试验精密度见附录E(参考件)。 附录E数据见第9节。 注:附录E中REO-191的试验次数和总加权评分标准偏差原文〔原文不清〕未见,〔待核〕(〔原文不清〕)。

引用文件

GB 261 石油产品闪点测定法(闭口杯法) GB 265 石油产品运动粘度测定法 GB 380 石油产品硫含量测定法(燃灯法) GB 386 柴油十六烷值测定法(同期闪火法) GB 508 石油产品灰分测定法 GB 1884 石油和液体石油产品密度测定法(密度计法) GB 1885 石油密度计量换算表 GB 1922 溶剂油 GB 3535 石油倾点测定法 GB 4945 石油产品和润滑剂中和值测定法(颜色指示剂法) GB 5096 石油产品铜片腐蚀试验法 GB 6533 原油中水和沉淀物测定法 GB 6536 石油产品蒸馏测定法 ZB E 30001 石油产品残炭测定法(兰氏法) SY 2204 轻质石油产品浊点和结晶点测定法 注:原文第2节中“石独产品闪点测定法”应为“石油产品闪点测定法”,〔待核〕(〔原文不清〕)。

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核验说明

〔待核〕和〔原文不清〕标明仍需核对标准原文的具体位置,并不表示已经核实。请勿将这些数值或步骤直接用于作业依据。