CN102680362B - 一种测试润滑油扩散速率的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试润滑油扩散速率的方法及装置，该方法是将试验面板加热到200℃-350℃，然后将80℃-120℃的试验用油样滴入到试验面板上，用立体显微镜、摄像机跟踪记录油滴扩散过程，通过物镜测微尺标定显微镜的像素距离后，准确测定油样的扩散直径及在该扩散直径下所对应的扩散时间，得出评价结果；利用本发明的方法和装置完成对配制的船用气缸润滑油的模拟测试，模拟环境条件与船用气缸壁和活塞工作中的实际环境相一致，因此可以准确地得出润滑油的油扩散性能。

Description

一种测试润滑油扩散速率的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种对润滑油扩散速率进行测试的方法及装置。

背景技术

目前，船用发动机技术的发展趋势为大缸径、长冲程，MAN B&W最大型号发动机的缸径已超过1米，而Wartsila发动机的活塞行程从上止点到下止点接近3米；但从降低成本考虑，气缸润滑油的注油率向逐渐降低趋势发展，BN70气缸润滑油的注油量最低达到0.60g/kWh。这对气缸润滑油的扩散性能提出更高的要求，以保证在较少注油量的情况下，在更大润滑面积上形成完整、连续油膜。因此，在气缸润滑油的配置过程中，需要对油品的性能特别是扩散性能进行评价，以确定是否满足使用要求。目前，尚未检索到对船用润滑油扩散性能进行测试及有效评价的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效评价船用润滑油扩散性能，对润滑油扩散速率进行测量的方法和装置。

本发明所述的一种测试润滑油扩散速率的方法，其特征在于：

1、将与船用柴油发动机气缸壁表面相吻合的粗糙试验面板加热到200℃-350℃；

2、加热试验用润滑油或添加剂到80℃-120℃，将试验油滴入到试验面板上，试验环境压力为常压；

3、跟踪记录油滴扩散过程，用立体显微镜对准试验面板，摄像机对准显微镜目镜，全程拍摄油滴扩散过程，从油滴滴入试验面板时刻开始计时，每隔15秒记录一次油膜扩散直径，一直记录到180秒为止；

4、通过物镜测微尺标定显微镜的像素距离后，准确测定油样的扩散直径及在该扩散直径下所对应的扩散时间，计算气缸润滑油扩散速率v：

$v=\frac{\mathrm{\Δd}}{\mathrm{\Δt}}=\frac{d\frac{\∂d}{\∂t}}{\mathrm{dt}}$

其中d——油膜扩散半径 t——油膜扩散时间

得出评价结果。

实现本发明的测试润滑油扩散速率的装置，其特征在于试验面板设置在恒温装置上，试验面板上方相距一定间距设有与其相对的显微镜，显微镜上设有摄像机，滴油装置的油出口与试验面板相对。

所述的滴油装置是由试验油加热恒温器、流量可控的蠕动泵和滴油管构成。

本发明的特点是：通过上述方法和实现该方法的装置完成对配制的船用气缸润滑油添加剂的测试，测试环境条件与船用气缸壁和活塞工作中的实际环境相一致，因此可以准确地得出润滑油的油扩散性能。其方法简单，测试结果准确，为润滑油添加剂配制过程中及时了解和掌握油扩散性能提供了有效的测试手段，并能够对项目中船用油的扩散性能进行有区分性的评价。

附图说明

图1是本发明测试装置的结构示意图。

其中：1、恒温装置 2、试验面板 3、滴油管 4、适配镜 5、三目体视显微镜 6、摄像机 7、可调距支架 8、蠕动泵 9、油杯10、油样 11、试验油加热恒温器 12、底座

具体实施方式

如图1所示，模拟船用润滑油扩散速率的测试装置由恒温装置1、试验面板2、滴油管3、适配镜4、三目体视显微镜5、摄像机6、可调距支架7、蠕动泵8、油杯9、油样10、试验油加热恒温器11、底座12构成；

恒温装置1固定在底座12上，是一个内置有电加热器的保温箱，具有粗糙表面的试验面板2设置在恒温装置1上；三目体视显微镜5位于试验面板的上方，固定在可调距支架7上，由显微镜的适配镜4与试验面板相对；可调距支架7固定在底座12上，摄像机6设置在显微镜上；由试验油加热恒温器11、流量可控的蠕动泵8、滴油管3、油杯9和油样10构成滴油装置，试验油加热恒温器11为油浴电加热装置，内置电热偶，装有油样的油杯放置在试验油加热恒温器箱内，滴油管3一端位于油杯中，另一端位于试验面板上，蠕动泵8设置在滴油管3上。

恒温装置为具有电加热的保温箱，通过内置测温电偶控制实验面板温度，保持试验所需温度，误差范围为±0.5℃。显微镜安装在可调距支架上，通过可调距支架来调整显微镜与试验面板之间的距离。试验油加热恒温器为油浴电加热装置，通过电热偶控制试验油温度，盛装试验用油样的油杯放置在试验油加热恒温器箱内，油样通过蠕动泵8和滴油管3将油滴到试验面板上。具体模拟测试过程是：将与船用柴油发动机气缸壁表面相吻合的试验面板加热到200℃、260℃或350℃，同时将试验用油样即磺酸钙清净剂加热到80℃、100℃或120℃，温度精确度为±0.5℃，调整支架上的显微镜、适配器和摄像机，使成像系统的技术参数在规定范围内：目镜WF10X/20mm，物镜变倍范围在0.7--4.5X，总放大倍数7-45X，变倍比6.5∶1，双目瞳距调节范围55--75mm，适配器与试验面板的相对距离为100mm。利用蠕动泵将油杯内的试验用油样一滴(约0.025g)加到试验面板上，对准试验面板的显微镜、摄像机记录下油滴扩散的全过程，再利用计算机图像测量软件系统进行处理，通过物镜测微尺标定显微镜的像素距离后，准确测定油样的扩散直径及在该扩散直径下所对应的扩散时间，通过数学计算，得出气缸润滑油扩散速率v。

实施例一：

对磺酸钙清净剂试验得出扩散性能评价：

试验用油样即磺酸钙清净剂：超高碱值苯磺酸钙-T106D：8％、HVIS 500SN：92％。

实验条件：试验用油样温度为90±0.5℃；试验面板温度为200±0.5℃；滴入一滴试验用油样，得到以下实验结果：

试验时间，s	油膜扩散半径，mm	油膜扩散速率，mm/s
			0	0	0
15	7.55	0.5030
			30	9.38	0.1220
45	10.36	0.0653
			60	10.95	0.0390
120	12.77	0.0300
			180	14.19	0.0240

实施例二：

对硫化烷基酚钙清净剂进行扩散性能评价：

试验用油样：超高碱值硫化烷基酚钙-T115C：8％、HVI S 500SN：92％

实验条件：试验用油样温度为100℃，±0.5℃；试验面板温度为

260℃，±0.5℃；试验用油样的滴入，得到以下实验结果：

试验时间，s	油膜扩散半径，mm	油膜扩散速率，mm/s
			0	0	0
15	7.33	0.4890
			30	8.13	0.0530
45	8.65	0.0347
			60	9.09	0.0290
120	9.62	0.0090
			180	10.19	0.0090

Claims (2)

1.一种测试润滑油扩散速率的方法，其特征在于： 

将与船用柴油发动机气缸壁表面相吻合的粗糙试验面板加热到200-350℃； 

加热试验用润滑油或添加剂到80℃-120℃，将试验油滴入到试验面板上，试验环境压力为常压； 

跟踪记录油滴扩散过程，用立体显微镜对准试验面板，摄像机对准显微镜目镜，全程拍摄油滴扩散过程，从油滴滴入试验面板时刻开始计时，每隔15秒记录一次油膜扩散直径，一直记录到180秒为止； 

通过物镜测微尺标定显微镜的像素距离后，准确测定油样的扩散直径及在该扩散直径下所对应的扩散时间，计算气缸润滑油扩散速率ν： 

其中d——油膜扩散半径t——油膜扩散时间

得出评价结果。 

2.一种权利要求1所述的测试润滑油扩散速率的装置，其特征在于：恒温装置固定在底座上，是一个内置有电加热器的保温箱，具有粗糙表面的试验面板设置在恒温装置上；三目体视显微镜位于试验面板的上方，固定在可调距支架上，由显微镜的适配镜与试验面板相对；可调距支架固定在底座上，摄像机设置在显微镜上；由试验油加热恒温器、流量可控的蠕动泵、滴油管、油杯和油样构成滴油装置，试验油加热恒温器为油浴电加热装置，内置电热偶，装有油样的油杯放置在试验油加热恒温 器箱内，滴油管一端位于油杯中，另一端位于试验面板上，蠕动泵设置在滴油管上。 

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