SH/T 0782-2005 柴油机油性能评定法（开特皮勒 1K/1N 法）
本标准规定了用高速、单缸柴油机对柴油机油性能进行评价的方法。
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
本标准规定了用高速、单缸柴油机对柴油机油性能进行评价的方法。通过测定活塞、活塞环槽沉积物的生成倾向及机油耗量等评价柴油机油的性能。 1.2 本标准包括 1K 法［燃油硫含量 0.4%（质量分数）］和 1N 法［燃油硫含量 0.04%（质量分数）］，两个试验方法的唯一区别在于使用不同的燃油。 1.3 1K 法适用于评价 CF-4 级和 CH-4 级柴油机油等，1N 法适用于评价 CG-4 级柴油机油等。 1.4 本标准使用国际单位制［SI］单位。 1.5 本标准涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但没有对与此有关的所有安全问题都提出建议，因此，用户在使用本标准之前应建立适当的安全制度和防护措施。 不适用范围：现有资料未提供明确列出。
方法原理
试验发动机为开特皮勒（Caterpillar）公司生产的 1Y540 发动机或改进的 1Y73 发动机。 每次试验前，将发动机的作功部分严格按方法规定进行解体并用溶剂油清洗，测量并安装新的活塞、活塞环组和汽缸套。 试验系统应具备控制转速、负荷和各种试验条件的辅助设备。发动机的进气增压系统应装有空气过滤、湿度调节、增压和加热等配套装置。 用试验油作为发动机润滑油，加入到已标定过的单缸柴油发动机中，在规定的试验条件下，连续运转 252h。 在每次试验之前和每次启动发动机时，要使用专门的试运转程序。 在试验期间要定期测量发动机机油消耗。 试验结束后拆解发动机，评价活塞沉积物的性质和数量，检查活塞环的粘结状况，测量并计算活塞环与汽缸套的磨损量，计算试验油的平均消耗量。 进行 1K 试验使用硫含量 0.4%（质量分数）的燃油。进行 1N 试验使用硫含量 0.04%（质量分数）的燃油。
主要仪器
实验室环境： 6.1.1 发动机操作和安装区域——保持周围空气清洁、无粉尘及其他杂质。 6.1.2 零部件测量区域——建议保持测量区域的温度在 10℃~25℃，如果空气温度不在这个范围内，要保持温差在 ±3℃ 之间。保持测量区域相对湿度为 45%~65%。 6.1.3 零件评分区域——满足柴油机油评分方法的规定。 6.1.4 零件清洗区域——不作具体规定。清洗区域要有通风设备和安全保护装置。 6.2 试验发动机：开特皮勒公司生产的 1Y540 或改进的 1Y73 单缸四气门直喷柴油发动机。缸径 137.2mm，行程 165.1mm，排量 2.4L，压缩比 14.5:1。 6.3 试验发动机的辅助系统和辅助设备： 6.3.1 进气系统——由空气增压装置、带有电加热元件的进气加热罐、隔音软管及适当管线等组成。进气罐体积 193L~221L，内径 483mm~584mm；进气罐法兰到发动机进气弯头前的进气管不能弯曲且长度在 533.4mm±12.7mm 范围内。 6.3.2 排气系统——由弯管、波纹管、排气罐等组成。在排气罐之后排气管上装一个背气阀。同时装有温度取样器。 6.3.3 冷却系统——由发动机驱动的离心式水泵、管线、冷却液罐、旁通阀及热交换器等组成闭路循环系统。 6.3.3.1 冷却液流量的控制和测量——用流量计测量冷却液流量，通过水泵出口处的旁通阀控制冷却液流量在 65L/min±2.0L/min 范围内，发动机冷却液进出口温差控制在 5.0℃±1.0℃ 的范围内，汽缸盖冷却液出口温度控制在 93℃±2.5℃ 范围内。 6.3.3.2 冷却系统清洗要求——当目测到冷却系统中有油脂、水垢、铁锈时，应清洗冷却系统。首先清洗油脂，然后清洗水垢、铁锈。 6.3.3.3 冷却系统中油脂清洗步骤（原文列出 a、b、c 三步）。 6.3.3.4 冷却系统中水垢或铁锈清洗步骤（原文列出 a~f 步，〔原文不清〕部分缺失）。 6.3.4 发动机启动系统——发动机转速达到 200r/min 时，扭矩维持 102N·m；136N·m 时，启动器与发动机启动齿轮自动分开。 6.3.5 燃油系统——由燃油泵、燃油消耗测量系统、溢流阀、浮子箱、燃油换热器、燃油喷射泵、耐压管线等组成。 6.3.5.1 燃油消耗测量系统——保证燃油消耗在试验要求范围之内。 6.3.5.2 溢流管线——起到稳定燃油温度、消除系统中气泡的作用。在管线上安装节流阀或类似装置，可阻止燃油在停机期间回流。 6.3.5.3 在燃油泵入口处安装一个电磁阀以控制燃油的流量。 6.3.6 发动机润滑系统——由机油泵、机油称量系统、机油滤清器、机油冷却器等组成。 机油泵——为便于自动控制，对机油泵进行改造，增加旁通阀。 机油称量系统——称量范围 5kg（约 6L 机油），称量偏差 4.5g。称量系统与发动机之间用软管连接，软管总长度小于 2.7m。 6.3.7 窜气测量仪——用窜气分离器和调压阀的液体流量测量器。 6.3.8 测功机——用测功机或适当的测定负荷的装置控制发动机负荷和转速。 6.3.9 发动机其他辅助设备——各种热电偶、压力传感器的具体安装位置。 6.3.9.1 热电偶：进气热电偶、排气热电偶、冷却液热电偶、机油热电偶、燃油热电偶。 6.3.9.2 压力传感器：进气压力在进气稳压罐顶部测量；排气背压在排气稳压罐顶部测量；机油压力在机油分配器出口处测量；燃油压力在滤清器盖板处测量；曲轴箱真空度在曲轴箱侧盖板处测量；活塞冷却喷嘴压力在壳体处测量。 6.3.9.3 流量计及测量位置：冷却液流量在孔板处测量；燃油流量在油耗仪处测量；进气湿度在距进气稳压罐 76mm 处测量。 6.3.10 测量装置的标定——试验台架在进行标定试验开始之前，应及时标定用于试验数据读数的所有设备。 6.3.11 标准测量装置的标定——所有温度、压力和转速的标准测量装置本身每年要进行标定，溯源到国家标准。保存这些标定记录至少 [现有资料未提供具体年限]。
试剂与标准物质
燃油发动机冷却液：采用含 50%（体积分数）软化水的防冻液。发动机冷却液可连续使用六次试验。 7.1.1 防冻液：轻负荷发动机用乙二醇型发动机冷却液（SH/T 0521—1999）浓缩液。 7.2 试验燃油： 7.2.1 1K 法试验燃油：硫含量 0.4% 的燃油。技术指标见附录 A 中表 A.1。 7.2.2 1N 法试验燃油：硫含量 0.04% 的燃油。技术指标见附录 A 中表 A.2。 7.3 试验油：每次试验约需 58L 试验油。 7.3.1 试验油样应能代表试验油的配方且未被污染。 7.4 发动机清洗溶剂：符合 GB 1922 中 190 号要求。 7.5 发动机分散型清洗剂：石油磺酸钙（工业级）。 7.6 硫酸氢钠（NaHSO₄）：工业级。 7.7 磷酸三钠（Na₃PO₄）：工业级。 7.8 铅粒：直径约 5mm（或相当的铅丝）。 7.9 柴油机活塞评价设备： 7.9.1 柴油机活塞评分箱：一双球面形荧光灯，20W 冷白色。用胶合板制作，尺寸 1200mm × 75mm × 648mm。 其余 7.9.x 条目现有资料未提供（〔原文不清〕缺失）。
关键条件
试验操作条件见附录 B 中表 B.1（发动机试运转、升温、降温和试验条件）。 表 B.1 主要参数（第 5 步稳定试验条件）： 转速：2100r/min±10r/min 功率：52kW 平均有效制动压力（BMEP）：1240kPa 燃油速率：8430kJ/min±53kJ/min 燃油流量：185kg/h±1kg/h（〔原文不清〕，〔待核〕） BSFC：0.213kg/kW·h 进气湿度：17.8g/kg±1.7g/kg 冷却液出口温度：93℃±2.5℃ 冷却液进口温度：88℃ 冷却液温差：5℃±1℃ 主油道温度：107℃±2.5℃ 机油冷却器进口温度：110℃ 进气温度：127℃±2.5℃ 排气温度：550℃±30℃ 燃油温度：57℃±3℃ 主油道压力：最大 482kPa 活塞冷却喷嘴压力：360kPa±13kPa 滤清器室燃油压力：210kPa±20kPa 冷却液压力：50kPa 进气压力（绝对）：240kPa±1kPa 排气背压（绝对）：216kPa±1kPa 曲轴箱真空度：0.7kPa±0.1kPa 曲轴箱窜气量：最大 23L/min 冷却液流量：65L/min±2L/min 空燃比：29 操作条件、测量分辨率和修约位数见附录 B 中表 B.2。 试验参数超界率和试验参数偏中率允许极限见附录 B 中表 B.3。 升温程序见附录 B 中表 B.4。
计算与结果
超界率和试验参数偏中率的计算： 试验参数超界率计算公式： 试验参数超界率 = (超界时间长度 / 总时间) × 100 其中：参数的记录值超过规定上界时取上界值，或超下界时取下界值；分母为总时间（根据记录频率）。 试验参数偏中率计算公式： 试验参数偏中率 = (|X - 要求值| / 要求范围) × 100 其中：X——全部测量参数全部记录值的平均值（精确到 0.1）；要求值——试验测量参数的要求值；要求范围——测量参数上界值减下界值，或公差的两倍。 试验参数超界率和试验参数偏中率的允许极限：对于该表中的相应数值 1/3 列出的任何操作参数，试验操作是无效的。 10.5 机油消耗的测量： 利用线性回归法计算机油消耗（见附录 E）。 利用机油称量读数，取每 12h 周期内在该时间的机油称量读数作为时间的函数，用图解法作图。从线性回归法中除去加油后的第一个机油称量读数。 从图中导出 12h 机油消耗数据点。从线性回归法中所列出的每 12h 周期数据，包括停机，计算 BSOC（在线性回归线中不包括停机后第一个机油质量读数）：（1）计算在停机之前时间段和停机之后时间段的线性回归；（2）两个线性回归的平均得到这 12h 时间段内机油消耗。根据 12h 时间段上发动机实际平均功率计算机油消耗率（BSOC）。 计算机油消耗率的平均值，也计算并报告 0~24h 和 0~252h 之间的机油消耗率的平均值。从图表上最后两个 12h 平均值（BSOC）计算试验结束后的机油消耗率（EOTOC）。一个正常的完整的试验，EOTOC 数值与 252h 的 BSOC 数值是相同的。 11.4 机油消耗——计算和记录每 12h 周期、0~24h 周期以及 0~252h 周期的平均机油消耗（表 I.6）。 11.4.1 对于 12h 周期包括一次停机，计算 BSOC 方法如下： 11.4.1.1 在停机后的线性回归法中，不包括第一个机油质量读数。 11.4.1.2 计算停机之前的周期的线性回归。 11.4.1.3 计算停机之后的周期的线性回归。 11.4.1.4 对两个线性回归求平均值得到这 12h 周期的机油消耗。 11.4.2 利用发动机实际输出功率计算出这 12h 周期的机油比油耗（BSOC）。 11.4.3 计算 0 到 24h 之间以及 0 到 252h 之间的平均机油消耗。
质量控制
精密度：确定判断试验结果的可靠性（95% 的置信水平）。 13.1 重复性（r）：同一操作者使用同一仪器对同一试样连续测定的两次试验结果之差不能超出表 2 或表 3 中的数值。 13.2 再现性（R）：不同操作者使用不同仪器测定结果之差不能超出表 2 或表 3 中的数值。 表 2 1K 参比油精密度数据（部分 〔原文不清〕数据，〔待核〕）： 活塞沉积物加权：重复性 r = 68.73，再现性 R = 86.24 第一环槽充碳率，%：r = 12.4，R = 46.2 第一环台重碳率转换值，ln(TLHC+1)：r = 0.932，R = 2.369 平均机油消耗，g/kW·h：r = 0.089，R = 0.238 表 3 1N 参比油精密度数据（部分 〔原文不清〕数据，〔待核〕）： 活塞沉积物加权：r = 89.56，R = 86.24 第一环槽充碳率：r = 46.2，R = 46.2 第一环台重碳率转换：r = 0.838，R = 2.369 平均机油消耗，g/kW·h：r = 0.084，R = 0.238 注：这些统计数据是基于 TMC 参比油 [编号〔待核〕（〔原文不清〕）] 获得的结果。 注：S_r——重复性标准偏差；r——重复性；S_R——再现性标准偏差；R——再现性。
引用文件
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