SH/T 0783-2005 内燃机油高温氧化和抗磨损性能评定法(CEPT-Ⅲ法)
本标准规定了评定内燃机油的高温氧化变稠,高温油泥和漆膜等沉积物生成倾向及抗磨损性能的方法。
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
本标准规定了评定内燃机油的高温氧化变稠,高温油泥和漆膜等沉积物生成倾向及抗磨损性能的方法。 1.2 本标准适用于汽油机油(如:SE、SF)的性能评定和相关的柴油机油性能评定。 不适用:现有资料未提供。
方法原理
方法概要:每次试验前,将发动机解体,用溶剂油彻底清洗发动机零部件并按方法要求安装新的发动机零件。将组装后的发动机安装到可控制转速、负荷和其他发动机操作参数的台架上。向发动机中加入试验油,启动发动机,进行10min定时运转,调整点火定时角度。定时运转后,进行3.5h发动机磨合运转。磨合运转后,发动机在高温、高速条件下,按8h为一个循环进行64h正式试验。 在10min定时运转后和64h正式试验的每8h后,取出分析油样,测量各阶段抽样40℃运动粘度。以10min定时运转油样粘度为基础,计算各阶段油样的粘度增长率。 试验结束解体发动机,按规定对油泥、漆膜等沉积物进行评定,对零部件进行测量。 5 意义和用途: 5.1 本试验法是评定内燃机油在高温、高速条件下的机油变稠和抗磨损性能的发动机试验方法。 5.2 本方法所指的机油变稠是机油因高温氧化而造成的粘度增长。在实际使用中,机油变稠会降低机油泵的泵送性能,从而导致发动机各传动件的损坏。 5.3 沉积物评分结果显示发动机中沉积物的生成倾向,包括引起活塞环在环槽中的粘结、挺杆的粘结。粘环会降低发动机压缩力,导致发动机功率下降。挺杆粘结会增加传动件磨损并产生噪音。 5.4 本标准与 SH/T 0513 内燃机油高温氧化和磨损评定法(MS程序ⅢD法)有较好的相关性。
主要仪器
专用仪器和设备: 6.3.1 排气分析仪:测量发动机排气中氧气、一氧化碳、二氧化碳含量的仪器。 6.3.2 凸轮高度测量仪:精度为0.001mm的千分表式测量器或外径千分尺。 6.3.3 称重设备:精度为0.1mg的分析天平。 6.3.4 弹簧试验机:测量气门弹簧弹力。 6.3.5 表面粗糙度测量仪:测量珩磨后的汽缸内表面粗糙度。仪器的测量范围应为0.2μm~0.5μm。 6.3.6 连杆加热器:用于安装活塞销时,加热连杆小头。 6.3.7 珩磨机:珩磨汽缸筒,保证汽缸筒内径尺寸和表面粗糙度。 6.3.8 正时闪光灯:感应式正时闪光灯,用于测发动机运转时的点火正时。 6.3.9 汽缸筒内径测量定位尺:用于测量汽缸筒内径时的定位。 6.3.10 活塞环测量定位器:在测量活塞环搭口间隙时,固定活塞环在汽缸内的位置,以保证正确的搭口间隙。 6.3.11 砂轮机:用于调整气环的搭口间隙。 6.3.12 汽缸体压板:汽缸体测量和珩磨时装上此压板,以保证汽缸缸体测量和珩磨的精度。 6.3.13 曲轴箱窜气测量仪:用于测量曲轴箱的窜气。测量时,曲轴箱压力应调到0kPa~0.025kPa。 6.2 试验发动机:试验所用发动机为中国第一汽车集团公司生产的CA488直列4缸4冲程化油器式汽油机。压缩比为9.0:1,排量为2.2L(〔待核〕(〔原文不清〕),原文“224”疑为“2.2L”),缸径为87.5mm,冲程为92mm。 6.2.1 发动机零部件改造: 6.2.1.1 化油器:对 BVP2UIAG 或 NbnG20 双腔化油器进行改造,保留主腔的力?、加速泵、加浓装置、浮子室和怠速系,去掉负荷补偿器〔原文不清〕)。 6.2.1.2 摇臂罩:将原发动机的摇臂罩改为用不锈钢板加工的带冷却夹套的摇臂罩。 6.2.1.3 油底壳:将原发动机的油底壳改为用不锈钢板加工的储油槽局部加深的油底壳。 6.2.1.4 摇臂罩内挡板:将原发动机的摇臂罩内挡板改为用不锈钢板加工的挡板。 6.2.1.5 加油和曲轴箱压力测量管:在原发动机的燃油泵处安装带有压力测量的加油管。 6.2.1.6 飞轮正时指示:用于调节发动机的点火正时角度。 6.2.1.7 分电器传动装置:拆掉原发动机机油泵的泵体和内转子。 6.2.1.8 进气歧管热屏蔽板:为减少排气歧管辐射到进气歧管和摇臂罩的热量,在进排气歧管之间装一隔热板。 6.2.1.9 机油转换器:拆掉原发动机的机油滤清器,安装一个机油转换器,使外接润滑系统的试验油进入主油道,多余的油回流至油底壳。 6.1 试验室环境: 6.1.1 试验室清洁、无尘。 6.1.2 对发动机零部件测量区域的温度和湿度进行控制,温度控制在10℃~25℃且试验前后的测量温度差应在3℃范围内,湿度控制在45%~65%(相对湿度)。 6.1.3 对发动机组装间进行空气过滤并控制其湿度(相对湿度为45%~65%),以防在零件表面落灰尘或生锈。 6.1.4 发动机从组装间移到试验室时,应采取相应措施,防止灰尘进入发动机中。 6.1.5 试验中不能用风扇或其他通风设备直接吹向试验发动机。 6.1.6 试验室不得使用放热量大的照明设备直接照射发动机,也不能为了控制温度在发动机上作隔热处理。 6.1.7 零件评分环境应满足 SH/T 0510 的要求。 6.1.8 零件清洗间的环境不作具体规定。因有大量的溶剂,故应有良好的通风设备,以保证安全。
试剂与标准物质
燃油:专用含铅汽油,其规格见附录A,每次试验约需1200L。 10.2 发动机零件清洗剂:符合 GB 1922 的190号溶剂油。 10.3 发动机和摇臂罩冷却系统清洗剂:硫酸钠(分析纯)、磷酸三钠(分析纯)。 10.4 化油器清洗剂:市场上销售的化油器清洗剂。 10.5 发动机装配用油:试验油。 10.6 密封胶:螺纹锁固密封胶;厌氧型管路螺纹密封胶;硅橡胶平面密封胶。 10.7 排气螺栓丝扣防烧结润滑剂:7451 高温丝扣润滑剂。 10.8 试验油:每次试验最少需试验油1?L(〔待核〕(〔原文不清〕),原文数字缺失),一般应提供18L。 10.9 冷却液:加有添加剂的乙二醇,其调配方法见附录B。 附录A(规范性附录)燃油质量指标:表A.1 燃油质量指标,含抗爆性、研究法辛烷值(RON)、四乙基铅含量、馏程、饱和蒸气压、实际胶质、诱导期、硫含量、铜片腐蚀(50℃,3h)、水溶性酸、酸度、机械杂质及水分、博士试验、组成(烷烃和环烷烃含量、烯烃含量、芳烃含量)等项目;注:在燃油调制时允许加入清净剂和其他抗爆剂等物质。具体指标数值与试验方法见原文表A.1(〔原文不清〕表格数值多处错乱,〔待核〕(〔原文不清〕))。 附录B(规范性附录)冷却液的配制: B.1 添加剂及调配比例:硝酸钠(NaNO₃)0.20%(质量分数);四硼酸钠(Na₂B₄O₇·5H₂O)1.00%(质量分数);硅酸钠(Na₂SiO₃·5H₂O)0.15%(质量分数);磷酸三钠(Na₃PO₄·12H₂O)0.45%(质量分数);苯三唑钠(50%水溶液)0.20%(质量分数);氢氧化钠(NaOH)0.20%(质量分数);非离子型表面活性剂或等效物0.02%(质量分数);绿色染料0.005%(体积分数);水2.00%(体积分数)。 B.2 调配方法:先在称量好的乙二醇中加入规定量的四硼酸钠,搅拌使其溶解。将蒸馏水或软化水稍加温,加入规定量的硝酸钠、硅酸钠、磷酸三钠和氢氧化钠,搅拌使其溶解。把两种溶液倒在一起,再加入规定量的苯三唑钠、染料和表面活性剂。调配后没有不溶物。 B.3 苯三唑钠的调制:用1.688kg的苯三唑钠,0.597kg的氢氧化钠,1.745kg的水。将氢氧化钠溶于水中,溶解后加入苯三唑钠搅拌,直到溶解。若溶解不充分,可加氢氧化钠并加热(原文此处 〔原文不清〕不完整,〔待核〕(〔原文不清〕))。
关键条件
温度测量和热电偶的安装位置: 7.1 温度测量:用铁-康铜(J型)热电偶或铂电阻测量温度。除有专门规定外,所有热电偶都应置于介质流束的中心位置。 7.2 热电偶的安装位置: 发动机冷却液进口温度:距发动机汽缸体入口处350mm内。 发动机冷却液出口温度:距发动机汽缸体出口处200mm内。 发动机机油入口温度:在发动机主油道入口处。 油底壳机油温度:在油底壳的储油槽前部。 进气温度:在化油器前进气弯管上。 摇臂罩冷却液出口温度:在带夹套摇臂罩左后侧的冷却液出口处。 排气温度:在排气歧管的出口处。 曲轴箱窜气出口温度:在漏气凝聚器和油气分离器之间。 燃油温度:在化油器浮子室入口处。 8 压力测量和测量位置: 8.1 压力测量:测量仪器及传感器必须满足试验条件的控制精度。 8.2 测量位置: 进气歧管压力:在第3、4缸间进气歧管上。 主油道机油压力:在第3、4缸间的主油道上。 机油泵后机油压力:在泵后和滤清器前。 燃油压力:在化油器进油口前。 进气压力:在化油器进气弯管处。 曲轴箱压力:在原发动机缸体的油标尺处。 排气背压:在排气歧管法兰以下150mm处。 9 试验台架各系统: 9.1 发动机转速和负荷的控制系统:系统应能满足本试验方法规定的试验条件,建议采用电涡流测功机的闭环回路系统控制发动机转速,油门控制发动机负荷。 9.2 进气系统:系统应能提供一定湿度、温度、压力的流量为2500L/min的空气到发动机进气入口处。湿度控制采用专门的湿度调节装置,湿度测量点以下的空气温度要高于露点温度,输气管线要有保温措施,以防止空气中的水分冷凝在管壁上而降低进气的实际湿度。进气温度的控制是由进气管上的电加热器来调节。进气压力是由进气管上的压力控制阀来调节。进气系统必须装有空气滤清器,以防止尘埃等杂物进入化油器。 9.3 排气系统:系统应能满足排气背压的要求(103.5kPa±0.7kPa)。排气管上装有废气取样管、排气背压测量接头。 9.4 燃油系统:保证化油器进油口处的燃油压力为30kPa±10kPa,燃油温度要求在燃油的初馏点以下。系统中应装有滤清器和燃油切断阀(离化油器较近的地方,以便发动机停机时切断燃油)。 9.5 点火系统:采用原发动机的点火系统。 9.6 润滑系统:采用电机驱动的外接泵形式,系统流程见图1。主油道机油压力由压力调节阀调节。机油温度由电加热器加温,以满足试验要求。系统内与试验油接触的部件不得用铜制品。 9.7 冷却系统: 9.7.1 发动机冷却系统:采用电机驱动的外接泵形式,系统流程见图2。冷却液温度由流经热交换器的水流量调节,冷却液流量由孔板流量计测量,由控制阀调节。冷却液为加有添加剂的乙二醇(见附录B)。 9.7.2 摇臂罩和窜气凝聚器冷却系统:采用电机驱动的外接泵形式,系统流程见图3。冷却液流经摇臂罩和窜气凝聚器,冷却液流量由孔板流量计测量,由控制阀调节。冷却液为加有添加剂的乙二醇(见附录B)。 9.8 曲轴箱通风系统:窜气从摇臂罩流出,经凝聚器和油气分离器排入大气。部分窜气在凝聚器冷却后液体流回摇臂罩〔原文不清〕)。 13.2 试运转:按表1条件进行试运转。试运转中,将点火正时调整到上止点前34°。机油压力调整到375kPa±25kPa。试运转结束后,关闭机油泵,将75μm的细滤网换成115μm的粗滤网。然后启动机油泵排掉系统中的空气,再关闭机油泵,停机20min后,检查机油液面,随后进行正式试验。 表1 试运转条件(〔原文不清〕表格数值错乱,以下为可辨识内容,〔待核〕(〔原文不清〕)): 阶段:1、2、3、4 时间,min:15、60、45、(第4阶段〔待核〕) 转速,r/min:1500、1500、3000、800 输出扭矩,N·m:10、10、90、10 主油道机油压力:>300、>300、375±25、>300(单位〔待核〕) 机油温度,℃:70、70、45、50 发动机冷却液出口温度,℃:(〔待核〕) 发动机冷却液流量,L/min:100、100、(〔待核〕)、(〔待核〕) 摇臂罩冷却液温度,℃:50、50、(〔待核〕)、(〔待核〕) 进气温度,℃:32、32、32、32 进气压力,kPa:0.05、0.05、0.05、0.05 进气湿度,g/kg:11.4、11.4、11.4、11.4 排气背压,kPa(绝对):≤103.5、≤103.5、≤103.5、≤103.5 点火正时,°BTDC:34、34、34、34 13.3 正式试验:启动发动机,当机油温度达到148℃±1℃时,开始计时。正式试验总计64h,其中包括8个循环,每个循环为8h。正式试验条件见表2。 表2 正式试验条件: 转速,r/min:3000±25 输出扭矩,N·m:110±2 主油道机油压力,kPa:不小于?(原文数值缺失,〔待核〕(〔原文不清〕)) 机油温度,℃:148±1 发动机冷却液出口温度,℃:118±1 发动机冷却液流量,L/min:75±2 摇臂罩冷却液出口温度,℃:?/12±1〔原文不清〕) 窜气凝聚器冷却液流量,L/min:(〔待核〕(〔原文不清〕)) 进气温度,℃:32±1 进气压力,kPa:?69〔原文不清〕) 进气湿度,g/kg:11.4±0.7 排气背压,kPa(绝对):103.5±0.7 空燃比:16.5±0.5 点火正时,°BTDC:34±1
计算与结果
试验结果评定和报告: 14.1 评分前的准备:油泥评分件和机油滤网必须竖直放置8h以上,以便流尽上面的残油。具体放置位置如下:摇臂罩前部朝下;摇臂罩内挡板后部朝下;汽缸盖有进排气口的一面朝下;曲轴前后密封盖按其在发动机内安装的方向;油底壳的上边缘朝下;发动机缸体按正常位置。 14.2 试验结果评定:按照 SH/T 0510 的规定,按附录E的评分表进行。 14.2.1 油泥评分:发动机油泥评分为摇臂罩、摇臂罩内挡板、汽缸盖上表面、曲轴前密封盖、曲轴后密封盖、汽缸体下表面、油底壳表面7个零件油泥评分的算术平均值。 14.2.2 漆膜评分: 14.2.2.1 活塞裙部漆膜评分:活塞裙部漆膜评分为4个活塞裙部漆膜评分的算术平均值。 14.2.2.2 油环台漆膜评分:4个活塞油环台(油环台上环台占55%,下环台占45%)漆膜评分的算术平均值。 14.2.3 堵塞: 14.2.3.1 机油泵滤网的堵塞:评定油泥和残渣堵塞滤网堵塞面积的百分率。区分堵塞物是油泥还是残渣,并在报告说明。 14.2.3.2 油环的堵塞:评定四个活塞的油环堵塞面积的百分率,计算平均堵塞率。 14.2.4 磨损: 14.2.4.1 凸轮磨损:测量并计算凸轮试验前后的高度差。计算8个凸轮的平均磨损并列出最大磨损。利用式(1)和式(2)对凸轮的平均磨损和最大磨损进行修正。 式(1):Y = 6.0391X + 0.0199 式中:Y——修正后的平均凸轮磨损值,mm;X——实测平均凸轮磨损值,mm。 式(2):Y = 6.8358X + 0.0023 式中:Y——修正后的最大凸轮磨损值,mm;X——实测最大凸轮磨损值,mm。 14.2.4.2 轴瓦磨损(失重):轴瓦试验前后的质量之差即为失重 > 抽取方式:〔原文不清〕(Vision) | 正文长度 22637 字符 | 质量标记:OK > **核验提示**:本卡由原文自动整理,数字疑点已标「〔待核〕」,正式引用前请对照原页复核。
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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。