GB T 6538-2010 发动机油表观黏度的测定 冷启动模拟机法.pdf
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1、5昌ICS 75.100 E 34 和国国家标准ft 中华人民GB/T 6538-2010 代替GBjT6538-2000 发动机油表观黯度的测定冷启动模拟机法Determination of apparent viscosity of engine oils using the cold-cranking simulator 2010-12-01实施2010-09-02发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会/ 、伪吼叫47助毅GB/T 6538-2010 目。吕本标准修改采用美国试验与材料协会标准ASTMD5293: 2004(使用冷启动模拟机测定发动机油一5
2、OC一35oc表现黠度的标准方法。本标准根据ASTMD5293: 2004重新起草。为了适合我国国情,本标准在采用ASTMD5293: 2004时进行了修改。本标准与ASTMD5293: 2004的主要差异如下:本标准将名称修改为发动机油表现秸度的测定冷启动模拟机法); 本标准在规范性引用文件中引用了我国相应的国家标准;本标准增加了可用元水乙醇作为冷却剂的相关内容:本标准未采用ASTMD5293: 2004第6章中图1、图2和图3; 本标准将有关自动仪器和全自动仪器的相关内容进行合并描述;本标准将ASTMD5293: 2004中第5章意义和用途的内容移至引言中;章条编号作相应改动。本标准代替G
3、B/T6538-2000(发动机油表现秸度测定法(冷启动模拟机法门。本标准与GB/T6538-2000相比主要变化如下:本标准的名称修改为发动机油表现霜度的测定冷启动模拟机法); 本标准扩大了测量范围;本标准的校准油数量由10个扩充到13个;本标准补充了手动仪器的操作注意事项;本标准删除了使用水银作为导热介质的内容;一一本标准增加了电子制冷仪作为冷却系统,并补充电子制冷系统自身冷却系统的水温控制点;一一本标准修改并增加了自动仪器的测定精密度;本标准增加了参考文献。本标准的附录A为规范性附录。本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会提出。本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和
4、润滑剂分技术委员会归口。本标准起草单位:中国石油化工股份有限公司润滑油分公司。本标准主要起草人:郑光、周波、王宏伟。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一-一GB/T6538-1986 ;GB/T 6538-2000。I GB/T 6538一2010EJ 汽车发动机油的CCS表现蒙古度与低温下发动机的启动性有关。CCS表现蒙古度不适合于预测发动机油泵和润滑油分配系统中润滑油的低温流动性。发动机启动性的数据是通过美国协调研究委员会CCRC) L-49使用一系列参考油试验测得的,该参考油在一17.80C下的带度介于600mPa S 8400 mPa s之间,在一28.9oC时的带度在2000 m
5、Pa s和20000 mPa s之间。这种发动机启动性试验结果与CCS表现蒙古度之间更为详细的关系在1967T版的ASTMD2602试验方法的附录X1和附录X2及CRC409报告中可以见到。因为CRCL-49试验远不如CCS程序精确和标准,所以CCS表现蒙古度无需精确地预测一个样品在指定的发动机中的启动性能。然而,CCS表现蒙古度与平均的L-49发动机启动性试验结果基本吻合。CCS表现薪度与发动机启动性之间的关系是通过在一1oC-40 oC温度下对17个商品油的研究得出的(这些油的SAE蒙古度等级分别为5W ,10 W , 15 W和20W)。研究中同时评价了合成型与矿物型的润滑油产品。参见A
6、STMSTP 621. 轻负荷发动机低温启动性和用CCS测量得到的表现蒙古度之间的相关性研究是通过在一5oC -40oC温度下用10台20世纪90年代生产的发动机对6个商品油的试验得出的。(这些油的SAE蒙古度等级分别为oW , 5 W ,10 W , 15 W , 20 W和25W)。H 1 范围发动机油表观蒙古度的测定冷启动模拟机法1. 1 本标准规定了发动机油表观蒙古度的实验室测定方法。G/T 6538-2010 1.2 本标准适用于在一5.C -35 .C范围内,剪切应力约为50000 Pa 100 000 Pa,剪切速率为105 S-1 104 S一1,蒙古度在500mPa s25
7、000 mPa s的发动机油。仪器的测定范围取决于仪器的型号和所安装的软件版本。本标准提供了用冷启动模拟机(CCS)测定发动机油表现薪度的手动和自动两种步骤。1. 3 附录A是用于测定高蒙古弹性样品的专用步骤。1. 4 本标准采用SI国际单位制单位。1. 5 本标准涉及某些有危险的材料、操作和设备,但并未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有必要建立适当的安全和防护措施,并确定相关规章限制的适用性。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本
8、标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 4756 石油液体手工取样法(GB/T4756-1998 , eqv ISO 3710:1988) 3 术语和定义3. 1 3.2 3.3 下列术语和定义适用于本标准。牛顿油Newtonian oil 牛顿液Newtonian fluid 在任何剪切速率下其蒙古度均为一恒定值的油或液体。非牛顿油non-Newtonian oil 非牛顿液non-Newtonian fluid 薪度值随剪切应力或剪切速率的变化而改变的油或液体。黠度viscosity 在一定的应力下液体流动的内部阻力,可
9、用式(1)表示为:式中:7厂一辈度E一一单位面积上的应力;Y一一剪w速率。1J=/r .( 1 ) 注:有时称其为动力秸度系数。该系数用来衡量液体流动阻力的大小。在国际单位制中药度的单位是帕斯卡秒CPa s);在实际中,更方便通用的是毫帕斯卡秒CmPa.纱,1毫帕斯卡秒CmPa.s)=l厘泊CcP)。1 GB/T 6538-2010 3. 4 表现黯度apparent viscosity 应用本标准方法测定得到的蒙古度。注:由于许多发动机油在低温条件下是非牛顿液,其表观薪度会随剪切速率而变化。3.5 校准油calibration oils 具有己知黠度和蒙古温性的油品,用于确定勃度与CCS转子
10、速度之间的校正关系。3.6 试验油test oil 使用本方法测定其表现蒙古度的油品。3. 7 黠弹性油viscoelastic ()il 在转子运转期间,会沿转子轴向上爬的非牛顿油或非牛顿液。4 方法概要用直流电机驱动一个与定子紧密配合的转子,在转子和定子的空隙间充满样品,通过调节流过定子的冷却剂的流量来维持试验温度,并在靠近定子内壁处测定这一温度。校正直流电机的转速使之作为蒙古度的函数。由校正的结果和直流电机的转速来确定样品的蒙古度。5 仪器5. 1 本方法采用两类仪器:手动CCS(见5.2)和自动CCS(见5.3)。5.2 手动CCS:包括一个驱动定子中转子的直流电动马达2一个转子转速探
11、测器或测定转子速度的转速计;一个直流安培计和微电流调节旋钮;一个可将温度控制在设定温度上下0.05.C范围内的定子温度控制系统和一个与温度控制系统配合使用的冷却剂循环器。5.3 自动CCS:包括5.2中描述的CCS,以及计算机,计算机接口和自动进样系统。在自动CCS中因为采用了新样品冲洗甜度池的方法来顶替原有样品,故未采用于动CCS用溶剂清洗样品池时用于加热的热乙醇(或甲醇)循环器。注:在一些CCS仪器中,采用固态电子温控制冷系统。5.4 校正过的热电偶:置于定子内表面的附近,用于测量试验温度。5.5 制冷系统:为冷却剂提供冷量,使其温度低于试验温度至少10.C。最好使用机械制冷,但干冰制冷系
12、统也可以取得满意的效果。CCS与制冷机之间的连接管要尽可能的短且要有隔热措施。注:也可采用热电制冷取代机械制冷。温度探头与定子上的热电偶插孔之间要传热良好;定期清洗热电偶插孔并更换一小滴高含银的导热介质。调节冷却剂的温度使蒙古度池的温度至少低于试验温度10.C。注z若使用装有热电冷却系统的仪器制冷,循环系统(冷却器)中使用的水或其他合适的液体的冷却温度应当设定到5.C左右,以保持试样的试验温度不变。在使用干冰制冷系统时,应先在蒙古度池中放一个低蒙古度的样品并启动CCS马达,调节安装在冷却剂循环系统上的阀门,来确保使用干冰系统的最适宜的温度控制。5.6 冷却剂:元水乙醇(或元水甲醇)如果由于在高
13、湿度条件下使用而使元水乙醇(或元水甲醇)吸水,就要用新的无水乙醇(或元水甲醇)来替换,以确保温度控制的可靠,尤其是用干冰冷却时。5. 7 可选用的冷却剂循环器:使用该配件(仅对于动CCS而言)给定子提供热的乙醇(或甲醇)有利于试样的替换和溶剂的挥发。2 GB/T 6538-2010 6 试剂与材料6.1 丙酣:分析纯。警告:丙酣为易燃试剂,使用中应注意安全。6.2 元水乙醇:分析纯。用作冷却剂。警告:z:.醇为易燃试剂,其蒸气有害,使用中应注意安全和防护。6.3 元水甲醇:分析纯。用作冷却剂。警告:甲醇为易燃试剂,使用中应注意安全和防护。6.4 石油醒:分析纯,60.C90 .C。警告:石油瞌
14、为易燃试剂,使用中应注意安全。6.5 校准油:具有己知薪度和黠温性能的低浊点牛顿油。在规定温度下的近似的带度值列于表1中,准确霜度值见具体校准油。表1校准油近似a的教度/CmPa.s) 校准油-5 C -10 c 一15c 一20c 一25c 30 c -35.C CL-10 1 700 CL-12 800 1 600 3 200 CL-14 1 600 3 250b 7 000 CL-16 2500 5 500 11 000 CL-19 1 800 3 500b 7 400 17000 CL-22 1 300 2 500 5 100 11 000 CL-25 1 800 3 500b 740
15、0 17 200 CL-28 1 200 2500 5000 9 300 CL-32 1 800 3 500b 7300 15 900 CL-38 2 900 5800 13000 CL-48 2300 4 500b 9 500 21 000 CL-60 3700 7 400 15 600 CL-74 6 OOOb 12000 a具体精确数值从校准汹供应商处得到。b用于CCS-2B或CCS-4/5仪器及3.X或5.X版本的软件进行校正的校准泊。c用于CCS-4/5仪器及4.X或6.X版本的软件进行校正的校准泊。7 安全注意事项7. 1 在无水乙醇(或元水甲醇)、丙酣和石油隘的使用中应注意防范毒
16、性和可燃性。7.2 如果无水乙薛(或元水甲醇)从仪器中泄漏出来,在继续试验前应对泄漏进行修理。8 取样按照GB/T4756方法进行取样,以获得有代表性的无悬浮固体物质和水的样品。当容器中的样品温度低于室内的露点温度时,应在打开容器前将样品加热到室温。如果样品中有悬浮的固体物质则应使用过滤器或离心机以除去大于5m的固体颗粒。不可振动样品,否则会导致空气的进入,产生错误的薪度结果。3 GB/T 6538-2010 9 校正9.1 手动ccs的校正9. 1. 1 在启用新仪器或更换蒙古度池部件及驱动部件(马达、皮带、转速计等)时,均要求测定马达的电流。最初,要每个月重复检查马达的电流(在9.1.2中
17、具体讲述),直到马达电流的改变量在连续的几个月里小于0.020A,此后的每三个月检查一次。9.1.2 测定驱动电流:将转速计的插头接在与之相吻合的CAL(校正)插口上,并按照第10章中所讲述的那样在一20.C的温度下运行3500 mPa s的翻度标准样。当驱动马达转动时,通过调节电流微调旋钮,在速度表上获得O.240 :l: . 010的读数。后续任何温度下的所有的校正和试验都要保持这一电流常数。当为了保持0.240士D.010的读数而必须改变电流值时,仪器要按照9.1.3中描述的那样重新校正。9. 1.3 校正步骤:在每个温度下按第11章的内容使用表1规定的校准油进行校正。当被测液体的蒙古度
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