專利名稱：一種甲醇汽油潤(rùn)滑性的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甲醇汽油潤(rùn)滑性測(cè)定方法，具體是一種利用四球機(jī)法測(cè)定甲醇汽油潤(rùn)滑性的方法。
背景技術(shù)：
車用燃油不但要有良好的燃燒性能，還應(yīng)有一定的潤(rùn)滑性，防止在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)油泵、燃油控制系統(tǒng)和噴嘴的磨損及失效。汽油作為“天然”的車用燃油其主要由C4 C12烴組成，且碳原子數(shù)越多，其油性和潤(rùn)滑性越好?？偟膩?lái)說(shuō)，汽油的潤(rùn)滑性較為緩和，雖然在20世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)過(guò)對(duì)“汽油磨損跡象”的關(guān)注，但因汽油導(dǎo)致的大規(guī)模油泵失效現(xiàn)象曾未出現(xiàn)。隨著汽油資源的縮減，車用替代燃料逐漸成為汽車燃油市場(chǎng)不可或缺的產(chǎn)品。同樣，車用替代燃料不但要有良好的燃燒性能，還應(yīng)有一定的潤(rùn)滑性。甲醇汽油作為主要車用替代燃料之一，自其投入市場(chǎng)以來(lái)，其自身的潤(rùn)滑特性一直隨附于汽油的潤(rùn)滑性，業(yè)內(nèi)并未關(guān)注汽油中加入甲醇后所形成的“新車用燃油”的潤(rùn)滑性對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種甲醇汽油潤(rùn)滑性的測(cè)定方法，以對(duì)研究甲醇汽油的潤(rùn)滑性提供一有效手段。為此，本發(fā)明提供的甲醇汽油潤(rùn)滑性的測(cè)定方法是采用四球機(jī)法對(duì)甲醇汽油的潤(rùn)滑性進(jìn)行檢測(cè)，利用甲醇汽油對(duì)試驗(yàn)鋼球的磨痕直徑對(duì)甲醇汽油的潤(rùn)滑性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。上述采用四球機(jī)法對(duì)甲醇汽油潤(rùn)滑性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的試驗(yàn)條件為試驗(yàn)油溫度20°C、主軸轉(zhuǎn)速600r/min、負(fù)荷7 12N、時(shí)間1 4. 5min。優(yōu)選的，采用四球機(jī)法對(duì)甲醇汽油潤(rùn)滑性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的試驗(yàn)條件為試驗(yàn)油溫度:20°C、主軸轉(zhuǎn)速:600r/min、負(fù)荷:10N、時(shí)間:4min?，F(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有關(guān)于甲醇汽油潤(rùn)滑性檢測(cè)的相關(guān)研究和方法。本發(fā)明對(duì)于研究甲醇汽油潤(rùn)滑性的測(cè)定方法是一個(gè)全新的技術(shù)，是首次提出對(duì)甲醇汽油的潤(rùn)滑性進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明首先提出采用四球機(jī)法測(cè)定甲醇汽油潤(rùn)滑性，接著優(yōu)化了相關(guān)的試驗(yàn)條件，利用甲醇汽油對(duì)試驗(yàn)鋼球的磨痕直徑大小來(lái)評(píng)價(jià)甲醇汽油的潤(rùn)滑性能。本發(fā)明提供的采用四球機(jī)測(cè)定甲醇汽油潤(rùn)滑性的方法具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速的特點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性與區(qū)分性優(yōu)良，能有效地區(qū)分不同比例的甲醇汽油以及添加劑的潤(rùn)滑性能，試驗(yàn)相關(guān)性高。
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為表3所示結(jié)果中磨斑直徑隨時(shí)間的變化關(guān)系圖2為表4所示結(jié)果中磨斑直徑隨負(fù)荷的變化關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式長(zhǎng)期使用甲醇汽油的汽車電動(dòng)燃油泵經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)噪聲變大、發(fā)熱、油壓降低、無(wú)法建立油壓等或輕或重的異常現(xiàn)象。燃油泵磨損機(jī)理復(fù)雜，加之燃油泵品種、類型繁多，或同一燃油泵中不同的運(yùn)動(dòng)部件，由于負(fù)荷、速度以及接觸方式的不同，磨損機(jī)理又呈現(xiàn)不同的變化。發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和實(shí)車實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析并總結(jié)出導(dǎo)致上述異常現(xiàn)象的原因主要有(I)換向器斷面磨損，導(dǎo)致電路出現(xiàn)異常、電阻增大、電動(dòng)燃油泵功率減小，對(duì)外表現(xiàn)為燃油泵發(fā)熱、油壓降低；(2)進(jìn)出油板的金屬支撐端磨損，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子運(yùn)行不穩(wěn)，轉(zhuǎn)子與泵殼摩擦，對(duì)外表現(xiàn)為燃油泵噪聲變大、泵體發(fā)熱和油壓下降；(3)葉輪間隙破換，導(dǎo)致無(wú)法建立油壓；燃料潤(rùn)滑性的研究歷史上出現(xiàn)過(guò)兩次大規(guī)模的事故，即在歐美國(guó)家中發(fā)生的噴氣燃料與柴油兩次大規(guī)模的油泵嚴(yán)重磨損和失效事故。對(duì)于汽油，由于潤(rùn)滑條件比較緩和，精制深度不夠，雖然20世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)過(guò)汽油磨損的跡象，但大規(guī)模的油泵失效尚未出現(xiàn)。近年來(lái)，由于新的排放法規(guī)對(duì)汽油的組分和制作工藝進(jìn)行嚴(yán)格的限制，大大降低了汽油中的有效潤(rùn)滑成分，從而影響了汽油的潤(rùn)滑性，造成燃油泵零部件之間的磨損加劇。甲醇汽油由于一定比例的甲醇的加入，潤(rùn)滑性較汽油相比更為緩和，所以，對(duì)燃油泵的磨損也更為明顯。而隨著甲醇汽油的推廣使用，尤其是高比例的甲醇汽油，這種影響更加的突出?；谏鲜鲈?，發(fā)明人總結(jié)出甲醇汽油的潤(rùn)滑性是導(dǎo)致汽車電動(dòng)燃油泵異常工作的最源頭因素，基于此，發(fā)明人對(duì)甲醇汽油的潤(rùn)滑性進(jìn)行了相關(guān)研究?，F(xiàn)有的關(guān)于油類磨損性能的測(cè)定方法有四球機(jī)法、法萊克斯試驗(yàn)機(jī)法、高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)法和球環(huán)實(shí)驗(yàn)法。其中，四球機(jī)法操作簡(jiǎn)便、成本低且測(cè)試結(jié)果可靠，是試驗(yàn)室最為常用的潤(rùn)滑性評(píng)定方法。參考SH/T0189-92，四球機(jī)法工作原理是低位的三個(gè)被夾緊的鋼球保持固定，同時(shí)上面一個(gè)可旋轉(zhuǎn)鋼球壓在低位三個(gè)鋼球使其保持三點(diǎn)接觸，試驗(yàn)過(guò)程中四個(gè)鋼球的接觸點(diǎn)都浸沒(méi)在待測(cè)油樣中，轉(zhuǎn)速和負(fù)荷可在試驗(yàn)期間設(shè)定。試驗(yàn)結(jié)束后通過(guò)低位三個(gè)球的磨斑直徑評(píng)價(jià)被測(cè)樣品的磨損性能。本發(fā)明的法中所用的試驗(yàn)儀器、材料、試劑、試驗(yàn)步驟及精密度、結(jié)果計(jì)量均參考SH/T0189-92。發(fā)明人首先進(jìn)行了以下單因素實(shí)驗(yàn)，以確定在采用四球機(jī)對(duì)甲醇汽油潤(rùn)滑性進(jìn)行測(cè)定時(shí)的試驗(yàn)參數(shù)。一、試驗(yàn)設(shè)備與材料四球磨損試驗(yàn)機(jī)(見(jiàn)試驗(yàn)方法SH/T0189-92);準(zhǔn)確度為0. Olmm的顯微鏡；計(jì)時(shí)器；鋼球四球機(jī)專用試驗(yàn)鋼球；石油醚6(T90°C，分析純；洗滌汽油符合SH0114要求。二、試驗(yàn)步驟(I)用洗滌汽油仔細(xì)清洗四個(gè)試驗(yàn)球、上球卡具、油杯以及與試油接觸各個(gè)部位，試件用新的工業(yè)濾紙或未使用過(guò)的脫脂棉球擦拭，然后再用石油醚清洗兩次，最后吹干或自然干燥。洗好的鋼球不用手觸摸，每個(gè)鋼球只進(jìn)行一次試驗(yàn)。(2)將一個(gè)清潔鋼球安裝在主軸下端，將清潔的三個(gè)鋼球裝在油杯中，并夾緊。(3)將甲醇汽油試樣倒入油杯，并使試樣超過(guò)頂球和三個(gè)固定底球的四個(gè)接觸點(diǎn)。(4)將油杯放在油杯座上，慢慢施加試驗(yàn)負(fù)荷，要避免振動(dòng)和沖擊。(5)加熱試油并調(diào)節(jié)到試驗(yàn)溫度下，開(kāi)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。(6)達(dá)到試驗(yàn)時(shí)間后，停止加熱并關(guān)掉電動(dòng)機(jī)，除去負(fù)荷取出油杯，倒去試樣。(7)用顯微鏡測(cè)量油杯中三個(gè)下球上的磨斑直徑，測(cè)量精度為O. 01mm。每個(gè)球上的磨斑測(cè)量?jī)纱?，一次沿著油杯中心線的方向，另一次與第一次垂直。以毫米為單位報(bào)告三個(gè)鋼球六次測(cè)量的磨斑直徑算術(shù)平均值。如果磨斑是一個(gè)橢圓，則沿著磨痕方向作一次測(cè)量，另一次測(cè)量與磨痕方向垂直。(8)如果一個(gè)下部的鋼球的兩次測(cè)量平均值與所有的六次測(cè)量平均值偏差大于O. 04mm,則應(yīng)該檢查上球與油杯的軸心對(duì)中情況。最后，記錄磨斑直徑的平均值，評(píng)價(jià)甲醇汽油的潤(rùn)滑性。三、各因素的水平范圍的確定原則及相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果(一)溫度溫度會(huì)影響甲醇汽油的運(yùn)動(dòng)粘度，進(jìn)而影響到甲醇汽油的潤(rùn)滑性。當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，粘度變大，不易流到摩擦面上，造成機(jī)件的磨損；溫度高時(shí)，粘度變小，則不易在摩擦面上形成適當(dāng)厚度的油膜，失去潤(rùn)滑作用，易使摩擦面產(chǎn)生擦傷或膠合。甲醇汽油溫度高時(shí)，易揮發(fā)，不能在摩擦副之間形成適當(dāng)厚度的油膜，影響測(cè)試結(jié)果。但是，通過(guò)輸油泵的甲醇汽油的溫度是隨著室外溫度而變化的。因此，為了保證在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中摩擦副之間的油膜厚度適當(dāng)，測(cè)試結(jié)果可靠有效，試驗(yàn)過(guò)程中油樣溫度設(shè)置為20°C。(二)轉(zhuǎn)速滑動(dòng)速度的大小對(duì)摩擦磨損具有關(guān)鍵性的意義，因而是試驗(yàn)過(guò)程的一個(gè)重要參數(shù)。滑動(dòng)速度的影響主要是由于它引起的發(fā)熱和溫度變化，改變了摩擦表面層的性質(zhì)和接觸狀況，使得摩擦面之間的油膜變薄，甚至產(chǎn)生咬合現(xiàn)象。為了降低轉(zhuǎn)速對(duì)試驗(yàn)的影響，保證摩擦面之間的潤(rùn)滑條件，轉(zhuǎn)速設(shè)置為600r/min。轉(zhuǎn)速過(guò)高，摩擦生熱，甲醇汽油揮發(fā)加速，影響摩擦面之間潤(rùn)滑情況；轉(zhuǎn)速過(guò)低,摩擦副摩擦頻率低,磨斑不明顯。 (二)時(shí)間和負(fù)荷運(yùn)動(dòng)部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生摩擦。不同的階段,摩擦磨損的速度也不同。實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使甲醇汽油溫度升高進(jìn)而揮發(fā)，影響摩擦副之間的油膜厚度，進(jìn)而對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響；試驗(yàn)時(shí)間太短，磨斑太小，不易觀察或測(cè)量。負(fù)荷在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定，負(fù)荷過(guò)高，摩擦副會(huì)發(fā)生咬合，磨損急劇增加；負(fù)荷過(guò)低，磨損現(xiàn)象不明顯，無(wú)法讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)。甲醇汽油因甲醇含量不同，潤(rùn)滑性也不相同。發(fā)明人針對(duì)M15甲醇汽油和M85甲醇汽油分別進(jìn)行了以下關(guān)于試驗(yàn)時(shí)間和負(fù)荷的水平范圍初步選擇性實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)油溫度為20°C、主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，時(shí)間和負(fù)荷按表格中的數(shù)據(jù)設(shè)置(時(shí)間單位為min，負(fù)荷單位為N)，磨斑直徑單位用毫米(mm)表示。M15甲醇汽油試驗(yàn)結(jié)果如表I所示，M85甲醇汽油試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。表I
權(quán)利要求
1.一種甲醇汽油潤(rùn)滑性的測(cè)定方法，其特征在于，該方法是采用四球機(jī)法對(duì)甲醇汽油的潤(rùn)滑性進(jìn)行檢測(cè)，利用甲醇汽油對(duì)試驗(yàn)鋼球的磨痕直徑對(duì)甲醇汽油的潤(rùn)滑性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2.如權(quán)利要求1所述的甲醇汽油潤(rùn)滑性的測(cè)定方法，其特征在于，所述的采用四球機(jī)法對(duì)甲醇汽油潤(rùn)滑性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的試驗(yàn)條件為試驗(yàn)油溫度20°C，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，負(fù)荷7 12N,時(shí)間:1 4. 5min。
3.如權(quán)利要求2所述的甲醇汽油潤(rùn)滑性的測(cè)定方法，其特征在于，所述的采用四球機(jī)法對(duì)甲醇汽油潤(rùn)滑性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的試驗(yàn)條件為試驗(yàn)油溫度20°C，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，負(fù)荷:10N、時(shí)間:4min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種甲醇汽油潤(rùn)滑性的測(cè)定方法。具體采用四球機(jī)法對(duì)甲醇汽油的潤(rùn)滑性進(jìn)行檢測(cè)，利用甲醇汽油對(duì)試驗(yàn)鋼球的磨痕直徑對(duì)甲醇汽油的潤(rùn)滑性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。測(cè)定過(guò)程中的試驗(yàn)條件為試驗(yàn)油溫度20℃，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，負(fù)荷7~12N，時(shí)間1~4.5min。該方法具有操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，并且檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際應(yīng)用情況較為相近。
文檔編號(hào)G01N33/30GK103048438SQ20121052046
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者劉生全, 馬志義, 李陽(yáng)陽(yáng), 張騰 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)