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SVM 1001 – 发动机油运动粘度质量控制

SVM 1001 – 发动机油运动粘度质量控制

运动粘度是发动机油质量和性能的关键参数。安东帕的 SVM 1001 可快速、精准且方便测量运动粘度,因此可完全替代手动毛细管粘度计。

1 背景介绍 - 发动机油为什么测量运动粘度?发动机油是由矿物、半合成或全合成基础油和添加剂组成的配方油。主要要求是确定的温度-粘度特性、防止磨损和腐蚀、通过悬浮颗粒(如烟灰或磨料)保持发动机清洁等。因此,粘度是最重要的性质;它影响润滑行为、表面分散和热传递、油循环的难易程度,并提供有关承载能力的信息。安东帕 SVM 1001 运动粘度计系列,可根据 ASTM D7042 提供快速、简单且经济的粘度测量。在发动机油的质量控制方面,SVM 1001 是传统手动玻璃毛细管粘度计的绝佳替代品。该仪器无需额外设备即可自动测量运动粘度,并避免手动计算结果时出现错误。本应用报告概述了发动机油分析的测量设置,并与 ASTM D445 测量获得的结果进行了比较。

1.1 SVM1001 - 优点 SVM 1001

非常适合在用油的粘度测量。 与玻璃毛细管粘度计相比,具有以下几个优点: ✓ 自动运动粘度测量,无需秒表或手动计算 ✓ 测量时间短和样品通量高(每小时最多 10 个符合 ASTM 标准的测量),节省了成本和时间 ✓ Peltier 温度控制无需外部恒温槽和温度计等额外设备 ✓ 仅使用一个测量单元(0.3 mm2 /s 至 5000 mm2 /s)即可在较宽的粘度范围内进行测量 ✓ 在两个预定义温度之间快速切换(在 +15 °C 和 +100 °C 范围内) ✓ 数字数据处理避免了转录过程中的数据丢失和错误 ✓ 三年保修和售后支持 SVM 1001 有两种不同的型号:SVM 1001 和 SVM 1001 简单漏斗填充。SVM 1001 Simple Fill 自动进样、清洗和干燥。 SVM 1001 和 SVM 1001 Simple Fill 可测量在一个或两个预设温度下测定运动粘度。通常,基础油的运动粘度是在 40 °C 和 100 °C 下测量。

1.1.1

漏斗填充 SVM 1001 Simple Fill 允许对单个样品采用不同的填充模式:可使用简单漏斗填充自动进样,也可使用注射器手动进样。

SVM 1001 简单漏斗填充系统,实现自动进样、清洗及吹干功能。漏斗进样方式可直接从样品罐中倒取,操作简单方便,漏斗中有标记了符合 ASTM D7042 标准的测量的最佳进样量的刻度。 此外,漏斗可通过简单的插件机制轻松安装和拆卸。提示:集成压缩空气泵仅与漏斗填充系统一起用于 SVM 1001 Simple Fill。 对于手动填充,必须使用外部压缩空气源(最大 1 bar)或通过简单填充漏斗使用内部泵来干燥测量池。

1.1.2 发动机油粘度规格 - SAE J300

发动机油的粘度要求由汽车工程师协会 (SAE) 发布的全球公认标准 J300 发动机油粘度分类规定。 SAE J300 规定了单级和多级发动机油的流变特性。 J300 标准可帮助工程师为手头的应用选择正确的粘度等级油。这可确保所有移动金属部件都得到充分润滑,以减少磨损并提高性能和使用寿命。通过指定一定的范围,发动机油可以分为不同的等级。 J300 将所谓的“单级油”定义如下: ▪ 标有“W”的油(低温启动和泵的最大粘度;100 °C 时的最小运动粘度)。 ▪ 没有标记“W”的油(100°C 时的最小和最大低剪切速率运动粘度;150°C 高剪切速率时的最小粘度)。 “多级油”,如 10W-40,由以下两个标准定义: 10W:低温启动粘度-25 °C 时最大为 7000 mPa·s。低温泵送粘度-30 °C 时最大值为 60000 mPa·s。 40:100 °C 时的低剪切速率运动粘度,范围在 12.53 mm²/s 和 16.3 mm²/s 之间。 150 °C 时的高剪切速率粘度:最小值 3.4 mPa·s。 SVM 1001 系列非常适合应用于测量 100 °C 时的低剪切速率运动粘度。此外,在 SAE J300 中,ASTM D7042 被引用为 ASTM D445 的替代测试方法。

2 样品及样品准备

为了获得有效和可重复的结果,必须遵循样品制备的一般规则: 1. 根据 ASTM 标准 D7042 进行样品制备。 2. 制备后立即测量样品。 3. 以相同的方式处理每个样品以获得可重复的结果。直接从生产线上取的基础油样品无需额外的样品制备即可进行测量。否则,必须对样品进行均质化和脱气以提高测量的重复性。 2.1 均质化将所需样品(约 100 mL)装入烧杯中,用实验室箔覆盖以避免污染,并在磁力搅拌器上低速搅拌样品约 5 至 10 分钟。 2.2 脱气将样品放入干净的烧杯中并盖上盖子。对于超声波脱气,脱气时间约为 30 分钟。提示:有关合适的样品制备步骤的更多信息,请参阅 SVM X001 参考指南(部分:样品制备)。 2.3 样品本应用报告侧重于发动机油的测量。 表 1 样品及样品信息。 样品制备按照 2.1 和 2.2 小节进行。

3 测量

3.1 测量设置

图 1 SVM1001 漏斗进样(左)- SVM1001(右) ▪ 测量模式*:D7042 ▪ 预润湿:开启 ▪ 测量次数:5 * “等级”(D7042 模式为“精确”,单次测量模式为 “超快”)由测量模式的选择自动确定。 SAE J300 要求对使用 D7042 测量的运动粘度值进行 D445 偏差校正。 在软件中实现了偏差修正功能,如果在测量设置中选择“D445 修正:配方油”,修正结果会自动计算。发动机油的运动粘度在 40 °C 和 100 °C 下测定。结合简单填充漏斗的发动机油的最佳清洗设置是: ▪ 浸泡时间:40 秒 ▪ 干燥时间:190 秒采用手动进样,干燥时间可缩短至 100 秒。

4 测量结果

根据 ASTM D7042 对所有样品进行重复测量。 根据该标准,SVM 1001 测量结果等同于ASTM D445,在SVM 1001 测量设置中选择“配方油”方法,仪器会自动完成校正,且偏差校正结果自动应用。

4.1 发动机润滑油运动粘度

根据 ASTM D7042 和 ASTM D445 测量发动机润滑油的运动粘度。 测量结果之间的相对偏差在 SVM 1001 的 ±0.35 % 的测量不确定度范围内。表2是SVM 1001 经过D445 偏差校正的运动粘度的测量结果。

测量结果完全在 SVM 模型的测量不确定性范围内(运动粘度的再现性为 ±0.35 %*),并且与 ASTM D445 具有非常好的可比性。 *在 SVM 调整范围内的可重复性,不包括粘度标准液不确定度。

4.2 机油运动粘度 10W-40

10W-40 自动发动机油的运动粘度是使用与以前的发动机油润滑油相同的测量设置(符合 D7042)测量。根据 ASTM D7042 和 D445 计算测量重复性和再现性对于配制油,ASTM D7042 定义再现性 (R) :在 40 °C 下为:0.01087(X+10.6) 在 100 °C 下为:0.006346(X+7.77) 重复性 (r) :在 40 °C 为: 0.006(X+10.6)

在 100 °C 为 : 0.002068(X+7.77) 其中 X 是根据 ASTM D7042 测量结果。

在 40 °C 下测量时,D7042 与 D445 的 r 和 R 相似。然而,在高温下测量时,例如 100 °C,SVM 1001 与 D445 测量相同样品相比显示出明显更好的结果。 4.2.1 SAE J300 机油规格 10W-40 如第 1.2 节所述,SVM 1001 可用于测量 100 °C 时的低剪切速率运动粘度。根据 SAE J300,10W-40 发动机油的运动粘度必须在 12.5 mm2 /s 至 16.3 mm2 /s 的范围内。 根据 D7042 测量的运动粘度结果(未偏差校正)和经过 D445 偏差校正的结果见表 5。通过比较,可以证明两个值都在限值范围内。

5 结果讨论

SVM 1001 系列非常适合基于运动粘度测量的发动机油质量控制。 结果显示出极好的重复性,并且在 SAE J300 的规范范围内。 此外,通过进行D445偏差校正,用户可以报告 D445 结果,同时相比传统毛细管法具有更快、更准、更方便的优势。

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审核编辑(
王静
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