SH/T 0786-2006 柴油机油清净性评定法(开特皮勒 1M-PC 法)
规定了评定柴油机油高温清净性能的试验方法,包括活塞沉积物形成趋势、活塞环粘结、活塞环和汽缸套磨损等。
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适用范围
规定了评定柴油机油高温清净性能的试验方法,包括活塞沉积物形成趋势、活塞环粘结、活塞环和汽缸套磨损等。 适用于评定单级和多级油,如 CF、CF-2、MIL-PRF-2104 等柴油机油。 注:API 油品性能规格中 CF、CF-2 油品的其他性能在 SAE J304 中讨论,军用规格油品性能试验见 MIL-PRF-2104。 1.2 采用国际单位制(SI)单位。 1.3 应用可能涉及有危险性的材料、操作和设备,但未对所有安全问题提出建议,用户有责任制定安全和保护措施并明确受限制的适用范围。 不适用:现有资料未提供明确列出不适用对象。
方法原理
方法概要:每次试验前将发动机作功部分全部解体,用溶剂油清洗后测量,严格按技术要求重新组装。每次试验要求安装新的活塞环和汽缸套,用溶剂油清洗发动机曲轴箱,更换已磨损和损坏的零件。试验台架应配备全制转速、负荷和各种试验条件的辅助设备,同时必须配备能加热和增湿的发动机增压系统。 试验采用单缸柴油试验机,在控制的进气增压状态下,采用试验油作为燃料,以固定的转速和燃油流量连续运行 120 h。 每次试验前进行 1 h 磨合。试验结束后检查活塞和汽缸套,注意汽缸套和活塞环的磨损程度、活塞沉积物的性质和数量以及活塞环是否灵活。
主要仪器
试验发动机:专用增压单缸柴油机,型号 1Y73,排量 2.2 L,缸径 130 mm,冲程 165 mm(表 1,部分数值 〔原文不清〕〔待核〕(〔原文不清〕));柴油规格见附录 A,发动机安装及附属部件见附录 B.1。 6.2 进气压:使用增压空气机或其他配备装置控制进气压力。 6.3 进气系统:使用 1Y38 稳压罐和空气加热装置,见附录 B 图 B.2。 6.4 湿度:使用控制系统将湿度控制在规定试验条件范围内。 6.5 冷却系统:封闭、加压的循环冷却系统,配有一台由发动机驱动的离心泵。 6.6 速度/负荷控制:使用测功机或合适加载装置控制转速并测量负荷。 6.7 启动系统:在发动机转速约 200 r/min 时保持 373 N·m 扭矩,扭矩增大到 420 N·m 时可自动脱离。 6.8 排气系统:包括管道、排气稳压罐和排气背压控制阀,尺寸和距离要求见附录 B。 6.9 数据采集系统:能自动采集转速、燃油流量、进气压力、进气温度、冷却液温度、主油道温度、活塞冷却喷嘴压力等参数,并能闭环控制转速、进气压力、进气温度、冷却液温度、主油道温度等。 6.10 缸盖和汽缸总成:只有预先通过标定试验的缸盖和汽缸总成才允许进行油品试验。 6.11 活塞冷却喷嘴:6.11.1 压力测量(6.11.1.1~6.11.1.4 具体改装要求);6.11.2 用 Mobil EF-411 油校验喷嘴,在校验油 37.8℃±0.6℃ 和 165.5 kPa±0.5 kPa 条件下,流量 1.89 L/min~2.27 L/min 范围内为合格品。 6.12 机油液位尺:距末端 50 mm 位置按附录 B 图 B.4 改造。 6.13 曲轴箱压力控制阀:在曲轴箱呼吸口出口处安装 1Y479,见图 B.5。 6.14 机油冷却器进口温度:在机油热交换器后端盖靠近机油进口管处安装热偶。 6.15 发动机机油系统:采用最新机油吸滤器滤网(1Y3549),按附录 B 图 B.6 改造机油泵。 6.16 冷却系统:用直径 127 mm 增压冷却罐替代直径 76 mm 标准冷却罐,配旁通流量控制阀和流量计(#BR12705-16-31 文氏流量计),进出口管要求见附录 B 图 B.7、图 B.8。 6.17 燃油系统:使用标准燃油系统,Micro-Motion 油耗仪测量燃油流率;燃油线标准长度 1070 mm±10 mm;用外部燃油泵代替发动机驱动燃油泵,见附录 B 图 B.9。 6.18 进气系统:安装干式空气滤清器,318 kg/h 流速下约 1.5 kPa~1.8 kPa 压力差;湿度控制系统精度 ±0.648 g(原文单位疑为 g/kg,〔待核〕(〔原文不清〕))。 6.19 排气系统:管道、排气稳压罐和排气背压控制阀尺寸和距离见附录 B 图 B.10~图 B.14。 6.20 曲轴箱窜气测量表:装有油气分离器和稳压罐的容积式气体流量计。 6.21 热电偶:进气温度(1Y468)、排气温度(1Y467)、机油(1Y466)热电偶,标定规范见表 2、表 3、表 4;6.21.1 安装位置要求:进气热偶深度 27 mm±2 mm,排气热偶深度 65 mm±2 mm。 6.22 配件:采购、质量不符合要求的处理流程,退货审核索赔单模版见表 5。
试剂与标准物质
燃油:使用含硫量为 0.4% 的柴油,理化指标见附录 A 的柴油规格,每次试验约需 113 L(原文数字疑为 〔原文不清〕,〔待核〕(〔原文不清〕))。 7.2 试验油:每次试验约需 30~34 L 试验油(原文"~34L"前数字疑缺,〔待核〕(〔原文不清〕))。 7.3 发动机冷却液:每 4 L 软化水需加 8 mL 防锈添加剂(零件号 3P2044);软化水定义为总溶解固体含量不能超过 34.2 mg/L(原文"34.2i0g/L"疑为 〔原文不清〕,〔待核〕(〔原文不清〕));每次试验采用新冷却液。 7.4 清洗材料: 7.4.1 溶剂油:使用 GB 1922—1980 的 190 号溶剂油。 7.4.2 发动机清洗剂:现有资料未提供具体规格。 7.4.3 冷却系统清洗剂:在软化水中加入工业硫酸钠和工业磷酸钠,比例为 19 L 软化水中加入 0.45 kg 工业硫酸钠,38 L 软化水中加入 0.45 kg 工业磷酸钠。 7.4.4 活塞擦洗溶剂:正戊烷溶剂。 附录 A(规范性附录)燃油规格:见表 A.1(柴油规格),项目包括闪点(闭口)、倾点、浊点、水和沉淀物、残炭(10%蒸余物)、灰分、蒸馏(初馏点/10%/50%/90%馏出温度/终馏点)、运动粘度(40℃)、硫含量、腐蚀试验(铜片,50℃,3h)、酸值、十六烷值、密度(20℃)、重度(°API)、裂化材料、烃类组分等,试验方法引用 GB/T 261、GB/T 3535、GB/T 6986、GB/T 260、GB/T 6531、GB/T 268、GB/T 508、GB/T 511、GB/T 6536、GB/T 265、GB/T 380、GB/T 5096、GB/T 7304、GB/T 386、GB/T 1884、GB/T 1885、SH/T 0606、GB/T 11132 等。具体指标数值因 〔原文不清〕表格错位,〔待核〕(〔原文不清〕)。
关键条件
表 3 操作规范、测量精度、报告精度(部分数值 〔原文不清〕〔待核〕(〔原文不清〕)): 转速:1800 r/min±10 r/min 功率:31.3 kW 热量输入:6172 kJ/min±53 kJ/min 平均有效压力:951 kPa 燃油流量:8.13 kg/h±0.07 kg/h 湿度:17.8 g/kg±1.7 g/kg 冷却液出口温度:87.8℃±2.8℃ 冷却液进口温度:82.8℃(偏差〔待核〕(〔原文不清〕)) 机油温度:96.1℃±2.8℃ 进气温度:123.9℃±2.8℃ 排气温度:573℃±28℃ 燃油压力:137.9 kPa±13.8 kPa 排气压力:106.7 kPa±1.7 kPa 机油喷嘴压力:165.5 kPa±13.8 kPa 机油压力:220.6 kPa(最大) 进气压力(绝对):179.0 kPa±1.0 kPa 曲轴箱真空度:0.25 kPa±0.12 kPa 冷却液流量:57.9 L/min±3.8 L/min 表 4 最大允许的恒定时间:转速 3.0 s、燃油流量 73.0 s、冷却液出口 3.0 s、冷却液进口 3.0 s、机油温度 3.0 s、进气温度 3.0 s、排气温度 3.0 s、机油压力 3.0 s、机油喷嘴压力 3.0 s、进气压力 3.0 s、排气压力 3.0 s、燃油压力 3.0 s、曲轴箱真空度 3.0 s(部分数值 〔原文不清〕〔待核〕(〔原文不清〕))。 表 2 标定偏差:转速绝对误差≤0.125%,燃油流量 0.25,冷却液出口温度 0.25,冷却液进口温度 0.5,机油温度 0.5,进气温度 1.0,排气温度 0.7,机油压力 0.7,机油喷嘴压力 0.3,进气压力 0.3,排气压力 0.7,燃油压力 0.02,曲轴箱真空度(数值〔待核〕(〔原文不清〕))。
计算与结果
公式(1):G = Max₁ - Max₂(活塞环侧间隙损失,Max₁ 为试验前活塞环最大间隙,Max₂ 为试验后活塞环最大间隙)。 公式(2):G = Min₁ - Min₂(Min₁ 为试验前活塞环最小间隙,Min₂ 为试验后活塞环最小间隙)。 公式(3):BSOC = (a - b) / (120 × N),N 为平均功率(kW),a 为机油加入量总和(kg),b 为机油排放量总和(kg)。 公式(4):加权总评分 = Σ(ai × bi × ci)。 公式(5):超界百分数计算(具体表达式 〔原文不清〕〔待核〕(〔原文不清〕)),涉及参数:四舍五入后的测量参数、规定偏中数值、偏中长度、60 小时转换系数、100 百分数单位转换系数、120 小时数。 公式(6):N = (x - S₁) / S × 100,N 为偏中百分数(%),x 为整个试验期间实测参数的平均值,S₁ 为单次测量值,S 为规范上限减规范下限。 12.3 参数超界百分数和偏中百分数计算:12.3.1 按表 4 给出的国际单位记录数据;12.3.2 使用表 4 给出的国际单位试验规范和偏差做百分数计算;12.3.3 在记录数据时用相同单位计算,计算百分数以前不要转换单位;12.3.4 记录频率由试验室自行决定,但最小应 1 h 记录一次;12.3.9 使用 ASTM 四舍五入规定。 表 13 参数超界和偏中百分数的允许界限:转速(超界 5%,偏中 20%)、燃油流量(10%,25%)、冷却液流量(5%,25%)、冷却液出口温度(5%,20%)、机油温度(20%,5%)、进气温度(5%,25%)、机油喷嘴压力(10%,10%)、进气压力(绝对)(10%,10%)、排气压力(绝对)(数值〔待核〕(〔原文不清〕))、燃油压力(数值〔待核〕(〔原文不清〕))、曲轴箱真空度(数值〔待核〕(〔原文不清〕))。
质量控制
精密度:按下述规定判断试验结果的可靠性(95% 的置信水平)。 13.1 精密度:根据参考油试验结果为基础(操作有效的试验),试验结果由 ASTM 试验监测中心监督认可,见表 14。 13.1.1 中间精度(IP):同一试样在同一实验室在恒定操作条件下连续获得结果之间的差数。 13.1.2 再现性(R):不同操作者、不同仪器、相同方法对同一试样测得两个试验结果之差不大于表 14 中的数值。 13.2 偏差:由稳定参考油的结果确定,当一个有效偏差确定后,允许对非参考油试验结果进行严格调整(参考 ASTM TMC 备忘录 94-200)。 表 14 1M-PC 参考油精密度: 顶环槽充碳(%):中间精度 SᵢP = 17,再现性 R = 49.8 加权评分:中间精度 SᵢP = 43.3,再现性 R = 47.6(原文数值排列疑有 〔原文不清〕错位,〔待核〕(〔原文不清〕)) 注 1:以上数据根据 ASTM 试验监测参考油 873 和 873-1 做出。 注 2:Sr 为中间精度标准偏差。 注 3:SR 为再现性标准偏差。
引用文件
GB/T 253 灯用煤油 GB/T 260 石油产品水分测定法 GB/T 261 石油产品闪点测定法(闭口杯法)(GB/T 261—1983,ISO 2719—1973,REF) 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)(GB/T 268—1987,ISO 6615—1983,EOV) GB/T 380 石油产品硫含量测定法(燃灯法) GB/T 386 柴油着火性质测定法(十六烷值法) GB/T 508 石油产品灰分测定法(GB/T 508—1985(91),ISO 6245—1982,REF) GB/T 511 石油产品和添加剂机械杂质测定法(重量法) GB/T 1884 原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)(GB/T 1884—2000,ISO 3675—1998 EOV) GB 1922—1980 溶剂油 GB/T 3535 石油倾点测定法(GB/T 3535—1998,ISO 3016—1997,REF) GB/T 5096 石油产品铜片腐蚀试验法 GB/T 6531 原油和燃料油中沉淀物测定法(抽提法)(GB/T 6531—1986,ISO 3735—1975,EOV) GB/T 6536 石油产品蒸馏测定法 GB/T 6986 石油浊点测定法(GB/T 6986—1986(91),ISO 3015—1974,EOV) GB/T 7304 石油产品和润滑剂酸值测定法(电位滴定法) GB/T 11132 液体石油产品烃类测定法(荧光指示剂吸附法) SH/T 0042 石油磺酸钙清净剂 SH/T 0606 中间馏分烃类组成测定法(质谱法) 注:原文中部分标准号 〔原文不清〕(如"GB/1 253"应为 GB/T 253,"CB/T"应为 GB/T 等),〔待核〕(〔原文不清〕)。
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