SH/T 0668-1998 风冷二冲程汽油机油润滑性评定法
本标准规定了评定风冷二冲程汽油机油（简称二冲程油）润滑性的试验方法。
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适用范围
本标准规定了评定风冷二冲程汽油机油（简称二冲程油）润滑性的试验方法。 适用于摩托车、通用汽油机、雪撬车动力等二冲程汽油机使用的二冲程油。 不适用：现有资料未提供。
方法原理
本试验使用一台排量为 49cm³ 的单缸、风冷二冲程汽油机，评定二冲程油的润滑性能。试验用混合燃料油的混合比（标准燃料油/二冲程油）为 50:1（V/V）。 发动机在节气门全开、4000r/min 工况下运行（一氧化碳浓度调整到 6.0%±0.5%（V/V））。待运行工况稳定后，停止供给冷却风。当火花塞垫圈温度达到 200℃ 时，测定发动机输出扭矩值；达 300℃ 时，再测定其扭矩值，并计算出扭矩降低值。 重复 5 次试验，获得一组数据。完成一组试验后，更换试验油继续试验。试验依次按标准参比油—试样油—标准参比油的顺序进行。
主要仪器
试验用发动机 5.1.1 试验用发动机主要技术参数见表 1。 表1 发动机主要技术参数 | 项目 | 参数 | |---|---| | 发动机型号 | HONDA AF27 摩托车用（SK50MM） | | 缸数 | 1 | | 冷却方式 | 强制风冷 | | 缸径×冲程，mm | 39.0×41.4 | | 排量，cm³ | 49.4 | | 压缩比 | 7.0 | | 火花塞 | NGK BRSHSA、ND W24FR-1（原文「NCK BRSHSA」，〔待核〕（〔原文不清〕）） | 5.1.2 发动机的改装 5.1.2.1 拆除从曲轴到后轴的动力传动部件，以便直接从曲轴输出功率。 5.1.2.2 拆除发动机的冷却风扇，由外冷却系统供给冷却风。 5.1.2.3 发动机导风罩的改装按下述方法进行，以使冷却气缸后的冷却风不吹向化油器（见图 1）： a）堵住朝向化油器侧面的出风口，使冷却风直接流向尾端。 b）拆除朝化油器侧面的导流板，使冷却风平稳地流向尾端。 5.1.3 机油泵：由于使用预混合燃料油，不需要机油泵，须将油泵的进出口短路，堵住化油器进油口。为防止油泵卡住，应将油泵充满二冲程油。 5.1.4 燃料泵吸入管：由于不使用燃料泵，须堵住安装在曲轴箱上的燃料泵吸入管。 5.1.5 隔热板：为了减少排气管和冷却风对进气温度的影响，在空气滤清器与消声器之间安装一隔热板（见图 2）。隔热板材料可选铝、钢或玻璃钢等。 5.2 外冷却系统：由于发动机靠外风源冷却，因此必须配备一台鼓风机，并用管道连接，将冷却风引至所需冷却的部位（吹风方向如图 2 所示）。推荐选用由 7.5kW 电动机带动的 4.5 号鼓风机。 5.3 排气抽风系统：配备一台轴流风机，并连接抽风管道至发动机消声器处，将发动机排出的废气直接排至室外。建议选用 0.6kW 防爆电机带动的 4 号轴流风机。 5.4 测功机：选用的测功机应能满足 4000r/min 下吸收功率 2.0kW。测功机最好直接与发动机曲轴连接，也可通过减速装置连接，但要补偿功率损失。由于不使用发动机上的起动电机，因此测功机最好具备能够反拖发动机的功能，或者配备一台起动电机。 5.5 测量、控制设备：测量、控制设备应满足表 3、表 4 试验条件的要求和表 5 规定的测量要求。 5.5.1 扭矩测量仪：量程 0~10N·m，测量精度 ±0.01N·m。 5.5.2 转速表：测量精度 ±10r/min。 5.5.3 温度表：测量精度 1℃。 5.5.4 记录仪：应选用能连续测量并记录数据的记录仪。如果实现不了，则可每隔 15s 或每间隔 10℃ 记录一次。 5.5.5 燃料流量计：测量范围应满足 0~3.0L/h。 5.5.6 一氧化碳浓度测量仪：量程 0~10%（V/V），测量精度 0.1%（V/V）。 5.5.7 干湿球温度计：测量精度 0.1℃。 5.5.8 大气压力计：测量精度 ±0.1kPa。 5.6 温度和一氧化碳浓度的测量位置 5.6.1 火花塞垫圈温度：测量火花塞垫圈温度是为了控制和监测试验期间发动机的热负荷状态，其测量位置及热电偶示例见图 3 和图 4。 5.6.2 进气温度：空气滤清器入口处空气温度的测量位置见图 5。 5.6.3 排气中的一氧化碳浓度：测量位置见图 6。 5.7 燃料油供给系统：由于燃料油供给是靠位差压力，需要制备一个至少能容纳 4L 燃料油的容器，放置在高于化油器浮子室 500mm 的位置。油管结构应尽可能减少燃料油位差压力损失，管路中不能存有气泡。
试剂与标准物质
燃料油：推荐使用满足表 2 性能的标准燃料油。试验自始至终必须使用同一批燃料油，因为试样油与参比油之间要进行相对比较。 标准参比油和校机油：标准参比油（JATRE-1）和校机油（JATRE-1 和 JATRE-3）性能见附录 A。 混合燃料油：标准燃料油分别与标准参比油和试样油混合，混合比为 50:1。每组试验大约需要配制 4L 混合燃料油。如果二冲程油与标准燃料油混合后出现分层，试验就不再进行，并作为特殊情况在报告中说明。 表2 标准燃料油的性质 | 项目 | 质量指标 | 试验方法 | |---|---|---| | 实际胶质，mg/100mL | 不大于 4 | GB/T 8019 | | 蒸气压，kPa | 不大于 75 | GB/T 8017 | | 四乙基铅，g/L | 不大于 0.001 | GB/T 8020 | | 馏程 10%蒸发温度，℃ | 不高于 70 | GB/T 6536 | | 馏程 50%蒸发温度，℃ | 不高于 110 | GB/T 6536 | | 馏程 90%蒸发温度，℃ | 不高于 167 | GB/T 6536 | | 硫含量，%（m/m） | 不大于 0.03 | GB/T 380 | | 辛烷值（研究法） | 89~93 | GB/T 5487 | | 烃族组成 烯烃，%（V/V） | 5~20 | GB/T 11132 | | 烃族组成 芳香烃，%（V/V） | 25~35 | GB/T 11132 | 注：其他测量项目符合 SH 0041 标准。
关键条件
发动机转速：4000±20 r/min 油门开度：100% 一氧化碳浓度：6.0±0.5%（V/V） 耗油量：1.5±0.5 L/h 混合比（标准燃料油/二冲程油）：50:1（V/V） 火花塞垫圈温度：预运行期间保持 160℃±5℃；测定点 200℃ 与 300℃ 磨合工况见表 3。 表3 磨合工况 | 阶段 | 时间 min | 发动机转速 r/min | 输出扭矩 N·m | 节气门开度 % | 注 | |---|---|---|---|---|---| | 1 | 30 | 4000±20 | 1.76±0.18 | 部分开度 | 在第 1 阶段通过调节节气门开度，使输出扭矩达 1.76N·m±0.18N·m | | 2 | 90 | 4000±20 | 23.29（〔待核〕（〔原文不清〕）） | 100 | 完成第 1 阶段磨合后，停机并拆检活塞、气缸、活塞环等 | 表4 发动机运行工况 | 发动机转速 r/min | 油门开度 % | 一氧化碳浓度 %（V/V） | 耗油量 L/h | |---|---|---|---| | 4000±20 | 100 | 6.0±0.5 | 1.5±0.5 |
计算与结果
结果分析（统计分析过程实例）：以表 6 数据为例进行统计分析。 表6 校正扭矩降数据 | 序号 | 油品名称 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |---|---|---|---|---|---|---|---| | 1 | 标准参比油（第一次） | 0.256 | （0.290） | 0.257 | 0.246 | 0.255 | 0.237 | | 2 | 试样油 | 0.265 | 0.263 | 0.279 | 0.261 | 0.270 | — | | 3 | 标准参比油（第二次） | 0.238 | 0.249 | 0.241 | 0.245 | 0.248 | — | 根据 8.1.5 规定，通过分析，表 6 中括号内的值（0.290）不在 ±0.028N·m 范围内，应该舍弃。 9.1 扭矩降平均值、标准偏差和方差的计算 扭矩降平均值 X、标准偏差 σ 和方差 分别按式（1）、式（2）和式（3）计算： （1）X = ΣXᵢ / n （2）σ = √[Σ(Xᵢ−X)² / (n−1)] （3）方差 = σ² 式中：Xᵢ——各个扭矩降低值；n——数据的个数；ΣXᵢ——各个扭矩降低值的总和。 9.2 将上述统计结果列于表 7 表7 平均值、标准偏差和方差计算结果 | 油品名称 | 标准参比油（第一次） | 试样油 | 标准参比油（第二次） | 标准参比油（第一次和第二次总和） | |---|---|---|---|---| | 代码 | a | b | c | d | | n | 5 | 5 | 5 | 10 | | ΣX | 1.251 | 1.338 | 1.221 | 2.472 | | X | 0.2502 | 0.2676 | 0.2442 | 0.2472 | | σₙ₋₁ | 0.00858 | 0.00720 | 0.00466 | 0.00724 | | 方差 | 0.000074 | 0.000052 | 0.000022 | 0.000052 | 9.3 试验可靠性的检验 试验可靠性的先决条件是：两次标准参比油的试验结果之间无有效差。以下是可靠性的说明。 9.3.1 两次标准参比油试验结果之间的标准组合偏差（σwe）和 t 检测值（t）分别按式（4）和式（5）计算： （4）σwe = √{[(nₐ−1)σₐ² + (n_c−1)σ_c²] / (nₐ+n_c−2)} （5）t = |Xₐ−X_c| / [σwe√(1/nₐ+1/n_c)] 将表 6 结果代入式（4）和式（5）可得：σwe = 0.006907，t = 1.3736 9.3.2 将所得 t-检测值（t）与附录 C 中的 t-临界值（tcrit）进行比较，如果在 95% 置信度下 t ≤ tcrit，就认为标准参比油第一次和第二次试验之间没有有效差。这里自由度 φ 为（n−1），但当试样油为两个组合时，φ 为（nₐ+n_c−2）。因此标准参比油的自由度为 8。由附录 C 查得 tcrit = 1.860。 检验结果：t [1.3736] < tcrit [1.860]，可以认为它们之间没有有效差，试验是可靠的。 9.4 标准参比油与试样油之间的有效差检验与两次标准参比油之间的有效差检验类似，这里自由度为（nₐ+n_b−2）。 9.4.1 标准参比油与试样油之间组合标准偏差（σwd）和 t 检测（t）由式（4）和式（5）可得：σwd = 0.007226，t = 5.1543 9.4.2 由附录 C 查得 tcrit = 1.771（置信度为 95%，自由度为 13），检验结果 t > tcrit，可以认为它们之间有有效差，说明试样油的润滑性较标准参比油差。 9.5 润滑性指数（LIX）按式（6）计算： （6）LIX = X_d / X_b 式中：X_d——标准参比油校正扭矩降（两次总和）平均值；X_b——试样油校正扭矩降平均值。 9.6 初始扭矩指数（TIX）按式（7）计算： （7）TIX = 200℃ 时试样油校正扭矩平均值 / 200℃ 时标准参比油校正扭矩平均值 × 100
质量控制
单次扭矩降异常值判定：所记录的 5 个扭矩降中的任何一个超出这组数据平均值的 ±0.028N·m，视为异常值舍弃。 每种油试验不得超过 7 次，否则终止试验。 试验可靠性判断：在 95% 置信度下，两个标准参比油扭矩降之间在统计上不存在有效差，试验被认为是可靠的。 其他精密度指标：现有资料未提供。
引用文件
下列标准包括的条文，通过引用而构成为本标准的一部分，除非在标准中另有明确规定，下述引用标准都应是现行有效标准。 | 标准号 | 标准名称 | |---|---| | GB/T 265 | 石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法 | | GB/T 268 | 石油产品残炭测定法（康氏法）（原文「CB/T 268」「残炎」，〔待核〕（〔原文不清〕）） | | GB/T 380 | 石油产品硫含量测定法（燃灯法） | | GB 1922 | 溶剂油（原文「CB 1922」，〔待核〕（〔原文不清〕）） | | GB/T 1995 | 石油产品粘度指数计算法 | | GB/T 2433 | 添加剂和含添加剂润滑油硫酸盐灰分测定法 | | GB/T 5363 | 摩托车和轻便摩托车发动机台架试验方法 | | GB/T 5487 | 汽油辛烷值测定法（研究法） | | GB/T 6536 | 石油产品蒸馏测定法 | | GB/T 7304 | 石油产品和润滑剂中和值测定方法（电位滴定法） | | GB/T 8017 | 石油产品蒸气压测定法（雷德法） | | GB/T 8019 | 车用汽油和航空燃料实际胶质测定法（喷射蒸发法） | | GB/T 8020 | 汽油铅含量测定法（原子吸收光谱法） | | GB/T 11132 | 液体石油产品烃类测定法（荧光指示剂吸附法） | | SH 0041 | 无铅车用汽油（原文「无铅车用光油」，〔待核〕（〔原文不清〕）） | 编者注：本标准中引用标准的标准号和标准名称变动如下： | 原标准号 | 现标准号 | 现标准名称 | |---|---|---| | GB/T 7304 | GB/T 7304—87 | 石油产品和润滑剂中和值测定方法（电位滴定法） | | SH 0041 | SH 0041—93 | 无铅车用汽油 |
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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。