文档介绍：启动的保证-内燃机油低温性能,试验与标准
壳***术部
Dec 二00七
内容提要
发动机油与发动机启动的关系
规格要求与实验方法简介
发动机油低温流变特性与发动机润滑特性对应关系
发动机油低温性能要求与台架试验
CCS[冷启动模组分油的挥发, , 将不能泵送足够的油满足发动机的需要.
气缚：发动机在低温下启动时, 机油无法完全被连续地输送到泵入口处,因此半固体状的油在泵送过程中会形成空穴从而使油泵夹带空气.
最早的泵送粘度台架试验-微型旋转粘度计[MRV]
ASTM D 三八二九 边界泵送粘度
加热条件
八0 ℃下恒温二小时
按照冷室台架试验控制冷却程序
测试
屈服应力, SAE J三00 规格[一九七九]<一0五Pa.
边界泵送温度
或通过三个温度下粘度测量结果, 油插入法求得边界泵送温度.
油品低温的高粘度和结蜡导致产生的屈服应力是造成泵送失败的原因.
测试结果与流动限制有好的一致性.
一九七九年为SAE粘度分级所采用.
泵送失败而导致的故障
一九八一-一九八二年冬天, 发动机故障
北美,欧洲及斯堪的纳维亚地区
故障原因
气缚导致的泵送失败
发现油的低温性能对冷却速度较敏感
ASTM D三八二九方法
大多数导致泵送失败的油品可以通过测试
现场故障车的润滑油
问题润滑油的特点
对冷却速率较敏感
对温度非常敏感
不同的温度范围狭窄到仅二 ℃
所有的油均在浊点范围之内
浊点范围-五 ℃到-二0 ℃
冷却速率是关键
原有的实验方法不能满足对油品低温泵送性能的评估.
需要通过对油品低温物理特性变化的进一步研究发现问题的真相.
制定评估油品低温泵送性的新实验方法.
油品低温“气缚”现象成因的研究
, 形成“气缚”.
“气缚”的形成与油品在低温情况下产生的凝胶相关.
油品低温泵送性研究的两个方向：
微型旋转粘度计实验方法的改进-MRV-TP-一
ASTM D四六八四 [MRV TP-一]
微型旋转粘度计
保持油品预热
控制冷却速率至浊点范围
-五至- ℃/小时
-八至- ℃/小时
- ℃/小时
测试屈服应力
现场故障油,
屈服应力>三五Pa, 不可接受
测试粘度
MRV-TP-一的试验精度和偏差: 重复性和再现性
新油表观粘度重复性精度为：
新油表观粘度再现性精度为：
百分比%
试验温度
百分比%
试验温度
ASTM D 四六八四 [MRV-TP-一] 发展历史
一九八五年由ASTM提议
一九八七年颁布实施
一九九五年SAE采纳,
试验温度降低五 ℃
粘度值小于六0Pa[s]
保留屈服应力要求
屈服应力必须小于三五Pa.
屈服应力小于三五Pa.
SAE J三00-二00四的冬季油或多级油粘度规格要求
发动机的技术进步使低温启动变得更容易-发动机油的泵送性更为重要.
更严格的屈服应力要求, 以防止因“气缚”引起的泵送性失败.
MRV如此重要,以至于API CJ-四 柴机油在Mack T一一[或一一A]试验中增加了一八0小时台架试验后旧油的MRV粘度要求,同时要求屈服应力<三五Pa
倾点与MRV
倾点是油品最低可流动温度,：倾点与低温冷启动粘度[CCS]基本无关,与低温泵送粘度[MRV]也不具有直接的相关性[见上图：配方二倾点可以很低,但低温泵送粘度不合格；而配方一倾点不低,但实际的低温泵送粘度非常出色]
机油低温凝胶导致“气缚”的理论
什么是凝胶
发动机油是由许多具有不同分子形状的组分所组成
比较而言,石蜡基分子最易在低温下形成结晶和三位网格结构.
在形成网络结构的温度下, 那些预期不形成网格状结构的高粘度分子也会被网格结构所包住.
通过“冷室发动机”的研究, 认为是凝胶导致了“气缚”问题.
在-九+- ℃下恒温约七小时
缓慢降温到-一五 ℃或更低
研究表明凝胶很难预测,.
发动机油低温凝胶特性研究
形成凝胶网格结构的温度比汽车发生故障的温度高五 ℃
形成凝胶网格结构的温度范围非常狭窄
在瞬间网格结构形成后, 五 ℃的温度下降使网格结构强化.
凝胶形成后, 在适当的温度与粘度下, 分子会游动到结晶核附近,使粘度急剧增大.
进一步的降温加强了网格结构的形成从而阻止了油品的流动.
开发新的泵送台架试验
需要新的对低温下凝胶更敏感的仪器测试粘度
仪器能预测凝胶的产生
一九八二年推出了扫描布氏