CN104034623B - 一种船用中速机润滑油清净性的试验方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船用中速机润滑油清净性试验方法及设备；它是通过对带有重柴油的试验油进行高温氧化，高温成焦，并在高温成焦过程中对试板上的油膜吹二氧化硫气体和烟炱、废气，以使试验油能够快速在试板上形成漆膜和积炭；试验设备主要由油品氧化容器、供气系统、密封试验器、温度控制器、供油系统构成；其特点是：利用该试验方法和设备，能够达到模拟试验与实际工况相当，真实地反映出油品的清净性能，评价结果准确，试验周期短，费用低。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑油性能试验方法，特别是一种船用中速机润滑油清净性能的试验方法及设备。
背景技术
国内外现有的车用润滑油的清净性模拟试验方法已有多种，比如：板式成焦器试验方法，斜板成焦器试验方法，热管试验方法，转盘试验方法等等，这些试验方法只是通过提高试验油温度，加热成焦，考察在板面上成焦状况，没有加入废气。船用内燃机使用的燃料是重柴油，含有2～5%的硫化物，燃烧后产生SO2，SO2会附着在气缸壁上，使润滑油品质恶化，润滑油碱值下降，加速氧化变质。同时重柴油燃烧后还会产生较多的烟炱，使船用中速机润滑油粘度增大，分散性降低，导致在气缸中和活塞活动的区域产生积炭。鉴于船用中速机润滑油工作在这种特殊的环境中，对润滑油清净性的考察就不能采用普通车用内燃机油的模拟试验方法，而应将考察重点放在硫化物和烟炱上，这就需要一种能够模拟船用内燃机工况条件的设备及相应的检测手段，才能准确地检测出船用中速机润滑油的清净性能。
经对相关文件的检索，未见模拟船用内燃机的工作环境，突出硫化物和烟炱对油品的清净性能的影响的船用润滑油清净性能试验设备及试验方法的国内外文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法简单、试验结果准确的船用中速机润滑油清净性的试验方法及设备。
本发明所述的一种船用中速机润滑油清净性试验方法，包括以下步骤：
A、进行高温氧化，对含有重柴油的试验油在100-200℃的温度条件下氧化10-20小时，氧化过程中向试验油中充入氧气；
B、进行高温成焦，加热试板，使其温度达到200-300℃，向试板上加入经氧化处理的试验油，并对试板上形成的油膜吹二氧化硫气体和烟炱、废气，持续2-4小时，油品在试板上形成漆膜和积炭；
C、对试板进行清洗，将冷却的试板浸泡到有机溶剂中进行表面清理，每次浸泡时间不超过8分钟；
D、得出试验油清净性结果，试板干燥后对其进行称量，用试板现重量减去试板原重量，得到漆膜和积碳的重量，根据漆膜和积碳的重量得出受试油品的清净性评价依据。
步骤A中的氧化温度最好恒定在160-180℃之间。
步骤A中的氧气流量控制在150-200ml/m之间。
步骤B中的烟炱和废气是通过柴油燃烧产生的。
步骤C中的试板冷却温度到达50℃以下，将试板浸入至汽油中浸泡2-5分钟，清洗2-3次，去除残余实验油。
本发明所述的一种船用中速机润滑油清净性试验设备，试验设备包括油品氧化容器、密封试验器、温度控制器、供气系统、供油系统；油品氧化容器的外部设有由温度控制器控制的加热器，油品氧化容器顶部分别与氧气瓶、柴油燃烧器、烟炱过滤器连接，通过输油管路和回流计量泵与储油瓶连接，烟炱过滤器通过输气管路与二氧化硫气体瓶连接，油品氧化容器底部出口通过管路和输入计量泵与密封试验器进口连接，密封试验器内倾斜设置有试板和试板加热器，密封试验器的进油口设置在与试板最高点相对的位置处，在试板最高点处设有可使试验油均匀地分布在试板上的分配板；密封试验器与烟炱过滤器、二氧化硫气体瓶连通，密封试验器底部的出油口与储油瓶连通，储油瓶与中和罐连通，试板加热器与温度控制器连接。
本发明提供的船用中速机润滑油清净性试验方法及其设备，是模拟船用四冲程中速柴油发动机活塞的环台、环槽生成积炭的工作环境和条件，考察润滑油成焦的主要影响因素而设计的。考虑到船用燃料油的硫化物在发动机长时间的运行中，会随着燃料沿着气缸壁少量的渗漏到曲轴箱内的船用中速机润滑油中，中和了高碱值的船用中速机润滑油，使碱值降低，清净分散的作用减弱。所以在模拟试验中将少量的重柴油加入到试验油中来模拟渗漏的燃料油。由于船用中速机润滑油的高碱值特点，在新油状态下测其清净性不能代表其完整的清净性能，只有在运行了上千小时后，其碱值下降，测其清净性才能更全面的考察它的清净性能，所以模拟试验中用高温氧化含硫化物润滑油的方法，加速其老化，再将老化后的试验油置于通入烟炱、废气和SO2的环境中，生成与发动机工作环境相类似的漆膜和积炭。
本发明的特点是：利用该试验方法和设备，能够达到模拟试验与实际工况相当，真实地反映出油品的清净性能，评价结果准确，试验周期短，费用低。
附图说明
图1是本发明试验设备的原理示意图。
其中：1柴油燃烧器、2加热器、3油品氧化容器、4输入计量泵、5烟炱过滤器、6密封试验器、7试板加热器、8试板、9二氧化硫气体瓶、10温度控制器、11储油瓶、12中和罐12、13输油管路、14输气管路、15回流计量泵、16氧气瓶
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述：
如图所示，船用中速机润滑油清净性的试验设备是由油品氧化容器3、供气系统、密封试验器6、温度控制器10、供油系统构成。供气系统包括氧气瓶16、柴油燃烧器1和二氧化硫气体瓶9。供油系统包括储油瓶11和回流计量泵15和输入计量泵4。油品氧化容器3采用两端密封的不锈钢管制成，不锈钢管的外部设置加热器2，由温度控制器10控制加热温度。不锈钢管顶部分别经输气管路14和输油管路13与氧气瓶16、柴油燃烧器1和烟炱过滤器5、储油瓶11连通。在不锈钢管与储油瓶之间的输油管路上连接有回流计量泵15。不锈钢管的底部经输油管路13和输入计量泵4与密封试验器6连通。密封试验器为用不锈钢制成密封腔体，密封腔体为长方体，设有盖板和视窗，也可以是其它立体形状。密封试验器内设置有与其底面相平行的试板8，试板下面连接有试板加热器7，由温度控制器10控制其加热温度。密封试验器倾斜15度安装，试板随其倾斜呈15度。密封试验器的进油口设置在与试板最高点相对的位置处，可使试验油从试板上向下流动并形成油膜，为了保证试验油能在试板上均匀分布，在试板最高点即与进油口相对的位置处设置有分配板17，分配板可将油滴分成几份，本实施例为4份，分别送到试板的不同位置上，可形式均匀的油膜。密封试验器的上部设有进气口，二氧化硫气体和由柴油燃烧器燃烧生成的烟炱、废气经油品氧化容器、过滤器5从进气口送入到密封试验器内，吹到试板上，以恶化密封试验器的工作环境，使试板上的油膜在高温烘烤和吹气条件下形成漆膜和积碳。密封试验器底部的出油口与储油瓶连通，储油瓶经回流计量泵15与油品氧化容器连通，试验油在油品氧化容器与密封试验器之间循环。与储油瓶相连通的中和罐12用于中和从密封试验器中排除的二氧化硫气体。
本发明的船用中速机润滑油清净性的试验方法是：取95克润滑油和5克重柴油在磁力搅拌器上用100℃温度加热、搅拌30分钟，使其充分混合形成试验油。将试验油加入到油品氧化容器中，通过加热套加热油品氧化容器至180℃后通入氧气,氧气流量控制在150-200ml/m之间,进行试验油的高温氧化，氧化时间为12小时。
从干燥器中取出干净的试板，放在精度为1mg的天平上称量，该重量称为原重量M1。将试板固定安装在密封试验器内的试板加热器上，控温热电偶插入在试板的测温孔上。试板升温至320℃，启动输入计量泵和回流计量泵，试验油进入密封试验器内，经分配板滴加到并试板上，试验油在油品氧化容器与密封试验器之间循环。与此同时，将二氧化硫气体以及由柴油燃烧器燃烧生成的烟炱和废气在经油品氧化容器和烟炱过滤器后充入到密封试验器中，吹在试板油膜上，此过程持续3小时，至试验油在试板上形成漆膜和积炭。待试板温度下降到50℃以下，将试板放入到汽油中浸泡3分钟，重复操作3次，取出后再放入到石油醚中浸泡30秒，取出挥发干，对其进行称量，记录试板重量，该重量称为现重量M2，用试板的现重量M2减去原重量M1，得到漆膜和积碳的重量Mx，从而得出受试油品的清净性评价依据。
采用上述方法和设备对三种含有不同质量的磺酸盐清净剂油样进行试验，得出以下结果。
上述实验结果与船用中速发动机台架活塞清净性结果的比较：
从上表的结果可以看出本发明与发动机的实际工况具有较好的相关性。
Claims (5)
1.一种船用中速机润滑油清净性试验方法，其特征在于:
A、进行高温氧化，对含有重柴油的试验油在100-200℃的温度条件下氧化10-20小时，氧化过程中向试验油中充入氧气，氧气流量控制在150-200mL/min之间；
B、进行高温成焦，加热试板，使其温度达到200-300℃，向试板上加入经氧化处理的试验油，并对试板上形成的油膜吹二氧化硫气体和烟炱、废气，持续2-4小时，油品在试板上形成漆膜和积炭；
C、对试板进行清洗，将冷却的试板浸泡到有机溶剂中进行表面清理，每次浸泡时间为8分钟；
D、得出试验油清净性结果，试板干燥后对其进行称量，用试板现重量减去试板原重量，得到漆膜和积碳的重量，根据漆膜和积碳的重量得出受试油品的清净性评价依据；
步骤B中的烟炱和废气是通过柴油燃烧产生的。
2.根据权利要求1所述的一种船用中速机润滑油清净性试验方法，其特征在于步骤A中的氧化温度恒定在160-180℃之间。
3.根据权利要求1所述的一种船用中速机润滑油清净性试验方法，其特征在于步骤C中的试板冷却温度到达50℃以下，将试板浸入至汽油中浸泡2-5分钟，清洗2-3次。
4.一种实施权利要求1所述的船用中速机润滑油清净性试验方法的设备，其特征在于：包括油品氧化容器、密封试验器、温度控制器、供气系统、供油系统；油品氧化容器的外部设有由温度控制器控制的加热器，油品氧化容器顶部分别与氧气瓶、柴油燃烧器、烟炱过滤器连接，通过输油管路和回流计量泵与储油瓶连接，烟炱过滤器通过输气管路与二氧化硫气体瓶连接，油品氧化容器底部出口通过输油管路和输入计量泵与密封试验器进口连接，密封试验器内倾斜设置有试板和试板加热器；密封试验器与烟炱过滤器、二氧化硫气体瓶连通，密封试验器底部的出油口与储油瓶连通，储油瓶与中和罐连通，试板加热器与温度控制器连接。
5.根据权利要求4所述的一种实施船用中速机润滑油清净性试验方法的设备，其特征在于密封试验器的进油口设置在与试板最高点相对的位置处，在试板最高点处设有可使试验油均匀地分布在试板上的分配板。
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