SH/T 0670-1998 水冷二冲程汽油机油润滑性评定法
本标准规定了评定舷外机等水冷二冲程汽油机油(以下简称二冲程油)润滑性的试验方法。
证据说明:本页内容依据起源标物库内该标准原文整理(标注「〔待核〕」处为 〔原文不清〕),个别数值与现行状态请以标准原页和产品证书为准。
适用范围
本标准规定了评定舷外机等水冷二冲程汽油机油(以下简称二冲程油)润滑性的试验方法。 1.2 本标准适用于评定舷外机等水冷二冲程汽油机使用的水冷二冲程汽油机油。 1.3 本标准无意说明与使用相关的所有安全性问题,用户在使用本标准之前应建立适当的安全和防护措施,并确定有适用性的管理制度。 不适用范围:现有资料未提供。
方法原理
方法概要:采用排量为 49 cm³〔原文不清〕)的单缸、风冷二冲程汽油机,使用试验燃料油与标准参比油或试样油体积混合比为 150:1 的混合燃料油。 试验中发动机节气门全开,转速恒定,稳定后断开冷却风,测量火花塞垫圈温度为 200~350 ℃ 时的发动机扭矩,记录其间的扭矩下降值。 扭矩下降值越小,则表明润滑油的润滑性越好。 交替进行参比油和试样油的试验,每组试验通常进行 5 次胀紧。
主要仪器
试验用发动机 5.1.1 使用 YAMAHA CY50 型摩托车发动机,规格见表 1: 摩托车型号:YAMAHA CY50 发动机型号:3kJ 气缸数:1 缸径×冲程:40×39.2 mm×mm 排量:49 mL 冷却方式:强制风冷 压缩比:7.2:1 活塞:铝合金 气缸:铸铁缸套 5.1.2 活塞间隙调整:珩磨气缸使内径具有 0.45~0.70 μm 的平均粗糙度〔原文不清〕),活塞裙部直径方向上的间隙为 0.10~0.13 mm,如附录 B 所示。建议珩磨出一定数量的气缸,调整后的气缸应明确标注出来。 试验用发动机应提供以下条件: (1)包括功率和燃料油消耗量的外特性曲线,3 000~6 000 r/min 范围内间隔 500 r/min; (2)外特性曲线上每个工况点的火花塞垫圈温度; (3)活塞与气缸的尺寸和间隙; (4)活塞环的间隙尺寸。 5.2 测功机:扭矩测量精度为 ±0.5%,测功机在 4000 r/min 时其吸收功率为 2.5 kW。当改变其功率输入时,测功机仍可保持 4000 r/min±30 r/min 的运转速度〔原文不清〕),测功机可由发动机直接带动或通过皮带传动。 5.3 冷却系统:拆除发动机上的冷却风扇,采用外接鼓风机冷却发动机。鼓风机的风量至少为 34 m³/min〔原文不清〕),并通过管路引至发动机前端,冷却风流量可以调节。 5.4 燃料油系统:进入化油器前燃料油压力应保持在 19~21 kPa、燃料油温度不超过 30 ℃,温度过高时应进行冷却。本试验通常需要三种燃料油:试样油与试验燃料的混合油、参比油和试验燃料的混合油、不加润滑油的试验燃料。 5.5 发动机温度测量 5.5.1 火花塞垫圈热电偶:在铜制火花塞垫圈上装入 K 型热电偶,结构见附录 E,测量精度为 ±1%。 5.5.2 排气温度热电偶:使用长 150 mm、直径 3 mm 的铠装 K 型热电偶测量排气温度,热电偶安装在距气缸排气口约 65 mm、排气管中心±3 mm 处。 5.5.3 温度显示记录仪:火花塞垫圈温度显示记录的间隔不超过 1 s,排气温度显示记录的间隔不超过 10 s,显示记录仪的精度为 ±1 ℃。 5.6 仪器仪表:使用计算机对火花塞垫圈温度、发动机扭矩、发动机转速等数据进行采集、处理和绘图。或使用 X-Y 记录仪记录火花塞垫圈温度和发动机扭矩,由记录曲线上确定扭矩降值。 5.6.1 转速表:精度为 ±10 r/min。 5.6.2 温度计:精度 ±1 ℃,用于测量试验室内温度。 5.6.3 气压计:精度为 ±0.1 kPa,用于测量试验室内大气压力。 5.6.4 湿度计:精度为 ±5% 的湿度计或精度 ±1 ℃ 的干、湿球温度计,用于测量试验室湿度。
试剂与标准物质
燃料:试验燃料主要性质见表 2。 辛烷值(研究法):89~93,检验标准 GB/T 5487 四乙基铅:不大于 0.001 g/L,检验标准 GB/T 8020 馏程 10% 蒸发温度:不大于 70 ℃,检验标准 GB/T 6536 馏程 50% 蒸发温度:不大于 110 ℃,检验标准 GB/T 6536 馏程 90% 蒸发温度:不大于 167 ℃,检验标准 GB/T 6536 终馏点:不大于 75 ℃(〔待核〕(〔原文不清〕),终馏点数值疑有误),检验标准 GB/T 6536 雷德蒸气压(37.8 ℃):不大于 4 kPa(〔待核〕(〔原文不清〕)),检验标准 GB/T 8017 实际胶质:不大于 4 mg/100 mL(〔待核〕(〔原文不清〕)),检验标准 GB/T 8019 硫含量:不大于 0.03 %(m/m),检验标准 GB/T 380 烃族组成 烯烃:5~25 %(V/V),检验标准 GB/T 11132 烃族组成 芳香烃:25~35 %(V/V),检验标准 GB/T 11132 注:其他测定项目应符合 SH 0041 标准要求 6.2 试样油:一次试验约需要 0.4 L。 6.3 参比油:参比油主要性质见附录 A。一次试验需要 NMMA 93738 号标准参比油 0.4 L。一次校准试验需校机油 ASTM 602 和 ASTM 604 各 0.4 L。 6.4 溶剂油:采用 GB 1922 NY-190 号溶剂油。 附录 A 参比油主要性质(表 A1): NMMA 93738:运动粘度(40 ℃)34.2~38.2 mm²/s;运动粘度(100 ℃)56.6(〔待核〕(〔原文不清〕));粘度指数 6.1~6.6(〔待核〕(〔原文不清〕));总酸值 8.2(〔待核〕(〔原文不清〕));总碱值 128(〔待核〕(〔原文不清〕));硫酸盐灰分 1.7(〔待核〕(〔原文不清〕));钙含量 6.5(〔待核〕(〔原文不清〕));氮含量 <0.005(〔待核〕(〔原文不清〕));近似成分 150 号光亮油 9.00、650 号中性油 61.65、650 号中性油 20、斯陶达溶剂 9.35、添加剂 7.45(〔待核〕(〔原文不清〕),各栏对应关系疑有错位) ASTM 604:运动粘度(40 ℃)现有资料未提供;运动粘度(100 ℃)现有资料未提供;粘度指数 114;总酸值 0;总碱值 0.58;硫酸盐灰分 0;钙含量 0.40;氮含量 <0.005;近似成分 150 号光亮油 0、650 号中性油 72.55、650 号中性油 20、斯陶达溶剂 0、添加剂 7.45(〔待核〕(〔原文不清〕)) ASTM 602:运动粘度(40 ℃)107.9;运动粘度(100 ℃)12.4;粘度指数 106;总酸值 0.9;总碱值 5.7;硫酸盐灰分 0.75;钙含量 2.5;氮含量 0.02;近似成分 150 号光亮油 60、650 号中性油 0、650 号中性油 0、斯陶达溶剂 20、添加剂 2(〔待核〕(〔原文不清〕)) 试验方法:GB/T 265、GB/T 1995、GB/T 7304、SH/T 0251、GB/T 2433、SH/T 0270、SH/T 0244 添加剂说明:1)主要为无灰分散剂;2)主要为金属清净剂
关键条件
发动机在节气门全开、转速 4000 r/min、火花塞垫圈温度为 169~171 ℃ 的状态下,稳定运行 20~30 min 以建立热平衡。此时发动机输出功率不低于 1.4 kW。断开冷却风,当火花塞垫圈温度升至 200 ℃ 时,开始记录发动机扭矩,一直至火花塞垫圈温度达到 350 ℃ 时止,即完成一次胀紧。冷却后再使火花塞垫圈温度保持在 169~171 ℃,稳定运转 3~4 min,断开冷却风,重复上述试验过程。断开冷却风期间,应避免发动机受鼓风。为保证良好的重复性,应在环境温度为 23~30 ℃ 时进行试验。一组试验中进行 5 次胀紧,在 8.3 情况下,最多可包括 7 次胀紧。 8.2 按表 4 的次序运转两组标准参比油和试样油的试验,每种油的试验过程不能中断。两种油之间的停机时间不能超过 1 h,否则要重作整个试验。 表 4 试验运转次序: 胀紧数据号 1~5:标准参比油,组号 1 胀紧数据号 6~10:试样油,组号 2 胀紧数据号 11~15:标准参比油,组号 3 胀紧数据号 16~20:试样油,组号 4 8.3 扭矩降的范围:对一组试验的 5 次胀紧,比较其扭矩下降值,若最大值与最小值之差即扭矩降的范围超过 0.085 N·m,重做一次胀紧以替换超出扭矩降范围的一次,如果替换一次后扭矩降的范围仍超过 0.085 N·m,则再替换一次。一组试验最多进行 7 次胀紧。如果从 7 次胀紧中去除两次后,扭矩降的范围仍超过 0.085 N·m,则对发动机重新组装,重做试验。 8.4 完成一组试验后,放净化油器中的混合燃料,更换或清洗输油管路。在进行下一组试验之前,用不含润滑油的试验燃料,使发动机在空负荷下以 4000 r/min 转速运转 5 min,然后放净化油器中的燃料油,换上另一种混合燃料油后,按 8.1 进行下一组试验。 8.5 发动机的异常情况:试验中若火花塞工作异常,更换火花塞并继续试验,重做故障发生所在组别的试验。试验后检查不应出现粘环和拉伤现象。
计算与结果
通过—失败标准:若试样油的平均扭矩降小于或等于标准参比油的平均扭矩降,即 ΔMₙ ≤ ΔMᵣ,则试样油通过。 附录 C 数据的检查与计算: C1 奇异值的检查: ΔMᵣ = ΣΔMᵣᵢ/nᵣ(C1) ΔMₙ = ΣΔMₙᵢ/nₙ(C2) Bᵣ* = √[Σ(ΔMᵣᵢ − ΔMᵣ)²/(nᵣ−1)](C3,〔待核〕(〔原文不清〕),公式形式疑有误) Bₙ* = √[Σ(ΔMₙᵢ − ΔMₙ)²/(nₙ−1)](C4,〔待核〕(〔原文不清〕),公式形式疑有误) 式中:ΔMᵣᵢ、ΔMₙᵢ——参比油和试样油的第 i 次胀紧扭矩下降值,i=1,2,…,n(或 nₙ);ΔMᵣ、ΔMₙ——参比油和试样油的扭矩下降平均值;nᵣ、nₙ——参比油和试样油的有效胀紧次数。 将计算的 Bᵣ* 和 Bₙ* 与表 C1 中查得的 B_crit 相比较,置信度取 90%,自由度为 nᵣ 或 nₙ。如果 B* ≥ B_crit,则满足 |ΔMᵣᵢ − ΔMᵣ|max 或 |ΔMₙᵢ − ΔMₙ|max 的数据为奇异值,数据无效应舍去,nᵣ 或 nₙ 减 1,对剩余数据继续进行奇异性检验。若舍去 2 个奇异值后,仍存在奇异值,试验结果无效。 C2 相当性检验: Sᵣ = √[Σ(ΔMᵣᵢ − ΔMᵣ)²/(nᵣ−1)](C5) Sₙ = √[Σ(ΔMₙᵢ − ΔMₙ)²/(nₙ−1)](C6) S_pc = √[((nᵣ−1)Sᵣ² + (nₙ−1)Sₙ²)/(nᵣ+nₙ−2)](C7) t' = |ΔMᵣ − ΔMₙ| / [S_pc √(1/nᵣ + 1/nₙ)](C8) 式中:Sᵣ、Sₙ——参比油和试样油的标准偏差;S_pc——参比油和试样油的组合标准差。 若 t' ≤ t_crit,则两种油的平均扭矩降是相当的,否则是不相当的即有显著的区别。 C3 计算实例: C3.1 试验扭矩下降值(N·m): 标准参比油:0.275,(0.336),0.258,0.249,0.244,0.260 试样油:0.264,0.251,0.263,0.247,0.256 标准参比油:0.262,0.248,0.268,0.272,0.248 试样油:0.263,0.259,0.267,0.270,0.265 C3.2 第一组中,明显看出扭矩降的范围已超出 0.085 N·m,按 8.2.3 的规定增加一次胀紧以替换 0.336(原文引用条款号“8.2.3”,〔待核〕(〔原文不清〕),正文中对应条款为 8.3)。 C3.3 参比油:ΔMᵣ = 0.258 4,Sᵣ = 0.010 96;试样油:ΔMₙ = 0.260 5,Sₙ = 0.007 25。 C3.4 S_pc = 0.0093,t' = 0.517,查 C2 表得 t_crit = 1.734。t' < t_crit,即认为两种油的平均扭矩降无显著区别,试样油平均扭矩降等于标准参比油平均扭矩降,试样油通过。 表 C1 B_crit 值分布表(置信度 90%、95%、99%、99.9%,自由度 5~25):原文列出具体数值,此处从略(〔待核〕(〔原文不清〕),部分数值疑有错位)。 表 C2 t_crit 值分布表(置信度 90%、95%、99%、99.9%,自由度 10~30):原文列出具体数值,此处从略(〔待核〕(〔原文不清〕),部分数值疑有错位)。
引用文件
GB/T 265 石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法 GB/T 380 石油产品硫含量测定法(燃灯法) GB 1922 溶剂油 GB/T 1995 石油产品粘度指数计算法 GB/T 2433 石油产品和含添加剂润滑油硫酸盐灰分测定法 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(荧光指示剂吸收法) SH 0041 无铅车用汽油 SH/T 0244 石油添加剂中氨含量测定法 SH/T 0251 石油产品碱值测定法(高氯酸电位滴定法) SH/T 0270 添加剂和含添加剂润滑油的钙含量测定法 引用说明:下列标准包括的条文,通过引用而构成本标准的一部分。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。
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