DIN 51535-2013 Testing of petroleum products - Determination of deposition forming tendency in exhaust turbochargers and intercoolers of supercharged diesel engines《石油产品试验 增压柴油发动机的.pdf

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1、Oktober 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINFachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMPPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berl

2、in, gestattet.ICS 75.100!%(m“2052774www.din.deDDIN 51535Prfung von Minerallerzeugnissen Bestimmung der Ablagerungsneigung in Turboladern undLadeluftkhlern von aufgeladenen DieselmotorenTesting of petroleum products Determination of deposition forming tendency in exhaust turbochargers and intercooler

3、s ofsupercharged diesel enginesEssais des produits ptroliers Dtermination de la tendance la formation de dpts dans des turbocompresseurs dairde suralimentation de moteurs diesel turbosuralimentationAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 51535:2007-11www.beuth.deGe

4、samtumfang 18 SeitenDIN 51535:2013-10 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Kurzbeschreibung des Verfahrens . 5 4 Prfgerte 6 4.1 Allgemeines . 6 4.2 Prfeinrichtung . 7 5 Prfbedingungen 13 5.1 Abmessungen . 13 5.2 Gewichte 13 5.3 Temperaturen 13

5、5.4 Luft . 13 5.5 Zeiten . 14 6 Referenzle . 14 7 Kalibrierung . 14 7.1 Kalibrierung des Prfgertes 14 7.2 berprfung des Durchflussmessgertes . 14 8 Vorbereitung des Prfgertes und Durchfhrung der Prfung . 14 9 Auswertung und Angabe des Ergebnisses . 15 10 Prfbericht . 16 11 Angaben zur Przision . 16

6、Anhang A (normativ) Reinigung des Testglases 17 Literaturhinweise . 18 DIN 51535:2013-10 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-06-61 AA Prfung von Schmierlen, sonstigen len und Paraffinen“ im Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des Normenausschusses Materialprfu

7、ng (NMP) im DIN ausgearbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 51535:2007-11 wurden folgende nderung

8、en vorgenommen: a) Entfall des Referenzles RL 133; b) Neuaufnahme des neuen High Referenzles; c) Nomenklaturnderung der Referenzle: Low Referenzl (RL 206) (125 20) mg, High Referenzl (75 20) mg; d) nderung der Przisionsangaben: Streichen der Przisionsfindung zu RL 133, Neuaufnahme der Przisionsfindu

9、ng fr das neue High Referenzl (Abschnitt 11). Frhere Ausgaben DIN 51535: 2003-11, 2007-11 DIN 51535:2013-10 4 Einleitung Umweltbezogene und technische Forderungen lieen den Bedarf entstehen, durchblasende Gase zurckzufhren, anstatt diese in die Atmosphre entweichen zu lassen. Durchblasende Gase knne

10、n jedoch die Bildung von Ablagerungen in der Einlassluftfhrung von aufgeladenen Dieselmotoren verursachen und somit deren Durchsatzraten und den Wirkungsgrad drastisch reduzieren. Whrend des Betriebs des Motors wird von den durchblasenden Gasen ldunst mitgetragen und zur Lufteinlassseite gefrdert. D

11、ie lpartikel werden durch verdichtete Luft Temperaturen von 160 C bis 250 C je nach Motorenbaureihe und Leistung ausgesetzt. Aus diesem Grund knnen sich Ablagerungen bilden, zuerst auf der Innenseite der Einlassluftfhrung des Abgasturboladers und in der Folge auf den Khler-Leitschaufeln im Zwischenk

12、hler. Diese Ablagerungen erhhen den Strmungs-widerstand und vermindern die Wrmebertragung in einer nicht akzeptierbaren Weise. DIN 51535:2013-10 5 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt ein Prfverfahren fest, das die in der Einleitung beschriebenen Erscheinungen simuliert und Motorschmierle hinsic

13、htlich ihrer Tendenz, bei hheren Temperaturen in der Einlassluftfhrung von aufgeladenen Dieselmotoren Ablagerungen zu bilden, untersucht. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforder

14、lich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 12217, Laborgerte aus Glas Rohre aus Borosilicatglas 3.3 DIN 12242-1, Laborgerte aus Glas Kegelschliff

15、e fr austauschbare Verbindungen Mae, Toleranzen DIN 12394, Laborgerte aus Glas Destillationskolben 3 Kurzbeschreibung des Verfahrens Durch Einblasen eines definierten Luftmassenstroms in vorgeheiztes l wird ein Gemisch aus Luft und feinen lpartikeln gebildet. Dieses Gemisch wird in ein erwrmtes Test

16、glas gefhrt, wo sich die Ablagerungen bilden. (Die im Testglas herrschende Temperatur ist fr die Bildung der Ablagerungen von grter Bedeutung.) Am Ende der Prfung wird das Testglas entfernt und die Menge der Ablagerungen bestimmt und ausgewertet. DIN 51535:2013-10 6 4 Prfgerte 4.1 Allgemeines Der Pr

17、faufbau ist in Bild 1 dargestellt. Legende 1 Temperaturregler 7 Gasreinigungsflasche 2 Ofen 8 zur Abluft 3 Heizung/Rhrwerk (Bad) 9 gereinigte Druckluft 4 Laborhebebhne 10 Luftmassenstromsteuerung 5 berdruckmessgert 11 Luftmassenstromregler 6 Gasreinigungsflasche Bild 1 Blockschaltbild des Prfaufbaus

18、 Wenn nicht anderweitig festgelegt, sind bliche Laboreinrichtungen zu verwenden. Bei Verwendung eines Laborabzugs ist die Luftmenge gering zu halten. Der Rundkolben und die Verbindungsteile zum Testglas knnen auch zustzlich mit Alufolie isoliert werden. DIN 51535:2013-10 7 4.2 Prfeinrichtung 4.2.1 B

19、eschreibung des Prfaufbaus (siehe Bild 2) Eine lprobe wird in einen Dreihals-Rundkolben gegossen, welcher in ein lbad getaucht ist. Der Pegel des lbades muss sich etwa 20 mm ber dem Pegel der lprobe im Kolben befinden. ber ein Luftzufuhrrohr wird ein definierter Luftmassenstrom in die lprobe eingele

20、itet. Das so erzeugte Luft-l-Gemisch wird ber den Adapter, das flexible Verbindungsteil und den Einsatz in das Testglas geleitet. Das Testglas wird durch den Ofen erhitzt. Die obere ffnung des Ofens ist durch den Keramikstopfen und den Metall-Haltering (zur Erhhung des Auflagegewichts) verschlossen.

21、 Die gesamte Vorrichtung mit Adapter, flexiblem Verbindungsteil, Einsatz und Entlftungsstutzen muss durchgngig einen Innendurchmesser von 5 mm aufweisen. 4.2.2 Gerte Alle bentigten Gerte sind Bild 1 und Bild 2 zu entnehmen. 4.2.3 Chemikalien 4.2.3.1 Wrmeleitpaste mit einer Hitzebestndigkeit von 350

22、C. 4.2.3.2 lbadflssigkeit. 4.2.4 Hilfsmaterialien. 4.2.4.1 Isoliermaterial zur Ummantelung des Testglases. 4.2.4.2 Antistatiktuch. 4.2.4.3 Papiertcher. DIN 51535:2013-10 8 Mae in Millimeter Legende 1 Keramikstopfen 8 flexibles Verbindungsteil 2 Metall-Haltering 9 Adapter 3 Heizofen 10 Thermometer 4

23、Kalotte/Thermoelement 11 Luftzufuhrrohr 5 Testglas 12 lprobe 6 Einsatz 13 lbad 7 Entlftungsstutzen 14 Einheit Heizung/Magnetrhrer Bild 2 Prfaufbau DIN 51535:2013-10 9 4.2.2 Heizofen Ein elektrisches, selbstregelndes Heizungssystem (analog der Heizvorrichtung fr Grote-Krekeler-ChIor- und Schwefel-Ana

24、lysen) mit Keramikstopfen, Metall-Haltering, Regler mit verbesserter Regelcharakteristik (siehe Bild 2). 4.2.3 Testglas und Testglasisolierung Das Testglas (siehe Bild 3) muss aus Glasrohr 24 1,2 nach DIN 12217 gefertigt und mit einem Konus Nenngre N 29/32, nach DIN 12242-1 verschmolzen sein, die Ei

25、ntauchtiefe in den Heizofen betrgt 80 mm. ACHTUNG Der bergang Testglas/Konus muss derart geformt sein, dass berschssiges l leicht ber eine glatte Oberflche abflieen kann (siehe dazu auch Bild 3). Das Zufuhrrohr im Testglas ist aus Glasrohr 7 1 nach DIN 12217 zu fertigen und ist an den Stirnseiten pl

26、an zu schleifen. Es ist nach Bild 3 mit dem Einsatz zu verschmelzen. Der Abstand zwischen dem Ende des Zufuhrrohrs und dem Testglas muss (40 2) mm betragen. Um eine Wrmebertragung ber die Glasoberflche zu verhten, muss das Testglas von der geschliffenen Verbindungskante bis zum Heizofen mittels geei

27、gneten Isoliermaterials isoliert werden. Es muss sichergestellt sein, dass der Spalt zwischen Heizofen und Testglas mit Isoliermaterial verschlossen ist, um eine Kaminwirkung zu vermeiden (siehe Bild 4). DIN 51535:2013-10 10 Mae in Millimeter Legende 1 Testglas 4 Entlftungsstutzen 2 Konus 5 Zufuhrro

28、hr 3 Einsatz Bild 3 Testglas mit Einsatz und Entlftungsstutzen 4.2.4 Luftzufuhrrohr Das Luftzufuhrrohr besteht aus Edelstahl (nahtlos) und muss drei gebohrte ffnungen aufweisen (Durchmesser der Bohrungen: 1 mm, im Winkel von 90 angebracht). Das Rohr ist so in den Destillationskolben einzufhren, dass

29、 die Mittelbohrung gegen das Thermometer gerichtet und das Ende des Rohrs 10 mm von der Innenwand des Destillationskolbens entfernt ist (siehe Bild 5). DIN 51535:2013-10 11 Legende 1 Isolierung Bild 4 Testglasisolierung Mae in Millimeter Bild 5 Luftzufuhrrohr DIN 51535:2013-10 12 4.2.5 Temperaturmes

30、sung Fr eine korrekte Temperaturmessung muss die Spitze des Thermoelements in eine Kalotte aus Stahl (Durchmesser 9 mm, Hhe 5 mm) gesetzt werden, deren konkave Kontur der Oberflche des Testglases entspricht (siehe Bild 6). Die Kalotte (siehe Bild 7) wird durch den Keramikstopfen und den Metall-Halte

31、ring gegen die Spitze des Testglases gepresst. Um korrekten Anpressdruck und Sitz sicherzustellen, sollte der Haltering anheben, sobald der Ofen abgesenkt wird. Um den Kontakt Testglas/Kalotte zu intensivieren, ist eine Wrmeleitpaste mit einer Hitzebestndigkeit von 350 C zu verwenden. Legende 1 Kera

32、mikstopfen 4 Wrmeleitpaste 2 Kalotte 5 Testglas 3 Thermoelement Bild 6 Anordnung Testglas/Kalotte Mae in Millimeter Legende 1 Bohrung Messfhler Bild 7 Kalotte DIN 51535:2013-10 13 4.2.6 Dreihals-Rundkolben Die lprobe wird in einen Dreihals-Rundkolben mit einem Nennvolumen von 500 ml nach DIN 12394 (

33、siehe Bild 8) eingefllt. Bild 8 Dreihals-Rundkolben 5 Prfbedingungen 5.1 Abmessungen Eintauchtiefe: Testglas in Ofen (80 2) mm Abstand: Adapter zu Einsatz (120 2) mm Abstand: Oberflche der lprobe zu lbadpegel etwa 20 mm Durchmesser: Thermoelement 1,6 mm Abstand: Zufuhrrohr zu Testglas (40 2) mm 5.2

34、Gewichte lprobe: (170 1) g 5.3 Temperaturen lprobe: (80 2) C Ofen: (310 2) C Abtropfen des Testglases: Raumtemperatur 5.4 Luft Luftdurchflussrate: (1 200 30) I/h Staudruck: 2 500 Pa bis 3 000 Pa DIN 51535:2013-10 14 5.5 Zeiten Vorlaufzeit (mit Luftdurchfluss) vor dem Absenken des Ofens: (15 1) min P

35、rfzeit, nach Absenken des Ofens: (180 2) min Abtropfzeit fr Testglas: (24 2) h 6 Referenzle1)Referenzle zur Kalibrierung der Prfeinrichtung: Referenzl LOW“ mit bekannter Ablagerung von (125 20) mg Referenzl HIGH“ mit bekannter Ablagerung von (75 20) mg 7 Kalibrierung 7.1 Kalibrierung des Prfgertes U

36、m wiederholbare, reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, ist das Prfgert mit den beiden Referenzlen nach Abschnitt 6 vor der Prfung der ersten lprobe zu kalibrieren. Die Kalibrierung sollte mit beiden Referenzlen mindestens nach jeder zehnten Prfung (2 bis 3 Bestimmungen) erfolgen. Dies ist auch erf

37、orderlich, wenn relevante Teile der Apparatur ausgetauscht oder repariert wurden. Relevante Teile wren z. B. alle Komponenten fr die Versorgung und Regelung von Ofentemperatur und Luftzufuhr. 7.2 berprfung des Durchflussmessgertes Das Durchflussmessgert ist mindestens einmal jhrlich zu berprfen und

38、gegebenenfalls neu zu kalibrieren. 8 Vorbereitung des Prfgertes und Durchfhrung der Prfung Das nach Anhang A gereinigte Testglas ist auf 1 mg zu wgen, die Masse ist zu notieren (m1). Zur Einhaltung der geforderten Wgegenauigkeit muss eine eventuelle statische Aufladung durch Abreiben des Prfglases m

39、it einem Antistatiktuch verhindert werden. Das l wird durch Schtteln von Hand etwa 1 min homogenisiert. (170 1) g der lprobe sind in den Dreihals-Rundkolben einzuwgen. Bevor der Dreihals-Rundkolben in das lbad eingesetzt wird, wird dieses aufgeheizt. Zur besseren Wrmeverteilung wird das l des lbades

40、 mit einem Magnetrhrwerk gerhrt. Die lbad-Temperatur ist so zu whlen, dass in der lprobe eine Temperatur von (80 2) C erreicht wird. Bevor die lprobe auf (80 2) C erwrmt wird, werden Adapter, Einsatz und Testglas mit Isolierung zusammengebaut. Die Schliffe mssen mit dem zu prfenden l geschmiert werd

41、en. Das Luftzufuhrrohr wird eingesetzt. Bei Erreichen von (80 2) C muss der Luftdurchfluss auf (1 200 30) I/h eingestellt werden. Dieser Zustand wird fr (15 1) min beibehalten. Whrend dieser Phase muss sich die 1) ber Bezugsquellen gibt Auskunft: Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM),

42、Kapstadtring 2, 22297 Hamburg. DIN 51535:2013-10 15 Temperatur der lprobe bei (80 2) C stabilisieren und die Innenwand des Testglases muss gut mit l benetzt sein. Das Thermometer oder der Messfhler muss so in den Dreihals-Rundkolben eingefhrt werden, dass die Messspitze vollstndig von der lprobe bed

43、eckt ist. Der Ofen (auf (310 2) C aufgeheizt und gehalten) wird ber dem Testglas abgesenkt und dort fr (180 2) min gehalten. Die Ofentemperatur muss sich innerhalb der ersten 15 min bei (310 2) C stabilisieren. Beim Absenken des Ofens ist unbedingt darauf zu achten, dass der Keramikstopfen (4.2.5) d

44、ie Kalotte mit dem Thermoelement korrekt auf das Testglas aufpresst. Nach Ablauf der Haltezeit wird der Ofen angehoben und das Testglas entfernt. Zuvor ist die Luftzufuhr abzustellen und das Luftzufuhrrohr zu entfernen. Zum Abtropfen ist das Testglas bei Raumtemperatur mit der ffnung nach unten senk

45、recht auf ein Filterpapier zu stellen, so dass die hochviskosen (zhflssigen) ligen Ablagerungen an der Innenwand des Testglases herunterrinnen knnen. Oben am Testglas befindliche Rckstnde der Wrmeleitpaste sind in noch warmem Zustand zu entfernen. Nach (24 2) h Abtropfen ist das Testglas auf dem Fil

46、terpapier um seine Achse zu drehen, um die geschliffene Stirnseite des Konus zu reinigen. Anschlieend ist die gesamte Innenflche des geschliffenen Konus mit einem sauberen Papiertuch ohne Lsungsmittel zu reinigen. Das Testglas, inklusive Ablagerungen, ist auf 1 mg zu wgen und die Masse ist zu notier

47、en (m2). Zur Einhaltung der geforderten Wgegenauigkeit muss eine eventuelle statische Aufladung durch Abreiben des Prfglases mit einem Antistatiktuch verhindert werden. Die Masse der Ablagerungen (MDep) wird aus der Differenz der beiden Massen Testglas vor (m1) und nach (m2) der Prfung berechnet: 12

48、DepM mm = (1) Es sind zwei Bestimmungen durchzufhren, gegebenenfalls auch drei, siehe dazu Abschnitt 9. 9 Auswertung und Angabe des Ergebnisses Die Ablagerungsmengen der beiden Bestimmungen werden zur Bildung eines Mittelwertes zusammengefasst. Dieser Mittelwert stellt das Ergebnis nach DIN 51535 dar. Das Ergebnis ist auf ganze mg aufzurunden. Eine der mglichen Ursachen fr wesentliche Schwankungen der Ablagerungsmengen von Bestimmungen kann in der unsachgemen Reinigung des Testglases liegen. I