楊士亮，馬玉紅，楊宏偉，李召良

（1. 空軍勤務(wù)學(xué)院，江蘇 徐州221006； 2. 中國人民解放軍空軍油料研究所，北京 100076）

我國高溫高剪切條件下粘度測定法簡介

楊士亮1，馬玉紅1，楊宏偉1，李召良2

（1. 空軍勤務(wù)學(xué)院，江蘇 徐州221006； 2. 中國人民解放軍空軍油料研究所，北京 100076）

高溫高剪切條件下的粘度是苛刻條件下潤滑油的重要質(zhì)量指標(biāo)；闡述和對比分析了目前國內(nèi)測定高溫高剪切條件下潤滑油粘度測定的三種方法（SH/T 0618、SH/T 0703和SH/T 0751）；簡要介紹了國內(nèi)外高溫高剪切粘度儀的應(yīng)用；最后指出高溫高剪切粘度儀的國產(chǎn)化及其推廣應(yīng)用尚需進(jìn)一步努力。

高溫高剪切；潤滑油；粘度；對比分析

粘度是潤滑油的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，選擇粘度適當(dāng)?shù)臐櫥?，可以保證發(fā)動機(jī)穩(wěn)定可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)粘度過大時，發(fā)動機(jī)啟動困難，燃料消耗就會增大。而粘度過小時，難以形成足夠厚的油膜，易從用油部位擠出，不能保證可靠潤滑而易造成機(jī)械磨損[1,2]。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機(jī)面臨高溫、高速、高載荷等苛刻條件的場合越來越多。為了適應(yīng)高溫高剪切條件下粘度測試的要求，我國在汽油機(jī)油和柴油機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)中，增加了 SH/T 0703《潤滑油在高溫高剪切速率條件下表觀粘度測定法(多重毛細(xì)管粘度計法)》、SH/T 0618《高剪切條件下的潤滑油動力粘度測定法(雷范費(fèi)爾特法)》和SH/T 0751《高溫和高剪切速率下粘度測定法(錐形塞粘度計法)》等測試方法[3,4]?，F(xiàn)對這些標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行介紹、分析和比較。

1 高溫高剪切條件下粘度測定標(biāo)準(zhǔn)介紹

1.1 SH/T 0618-1995（2004年確認(rèn)）

此標(biāo)準(zhǔn)是將試樣加入雷范費(fèi)爾特粘度計固定的球型套筒中的轉(zhuǎn)子和定子之間。轉(zhuǎn)子和定子間以錐體配合，可通過調(diào)節(jié)它們之間的間隙，來調(diào)節(jié)剪切速率。轉(zhuǎn)子在已知速率下旋轉(zhuǎn)，測出反作用的扭矩值。根據(jù)其扭矩值，再從已用牛頓標(biāo)準(zhǔn)油得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出試樣的動力粘度。試驗溫度為150 ℃，剪切速率為106 s-1。以mPa·s為單位提出報告，結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字。

1.2 SH/T 0703-2001

本標(biāo)準(zhǔn)是等效采用美國試驗與材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM D5481-1996《潤滑油在高溫高剪切速率條件下表觀粘度測定法-多重毛細(xì)管粘度計法》。該標(biāo)準(zhǔn)是在150 ℃試驗條件下，在氮?dú)猓ɑ蚨趸迹┑膲毫ψ饔孟拢乖嚇訌拿?xì)管粘度計中流出，由試樣的流出時間及壓力，可得到毛細(xì)管粘度計管壁表觀剪切速率達(dá)到1.4×106s-1時試樣的表觀粘度。用對各粘度計池校正曲線即可確定與所測壓力相對應(yīng)的油品粘度。

1.3 SH/T 0751-2005

本標(biāo)準(zhǔn)修改采用美國試驗與材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM D4741-2000《高溫和高剪切速率下粘度測定法(錐形塞粘度計法)，適用于內(nèi)燃機(jī)油的測試。因此在試驗原理、試驗儀器、試劑材料、方法步驟、數(shù)據(jù)處理和精密度等方面與 SH/T 0618-1995是相同的。只是在試劑、附錄中稍有區(qū)別，對試驗油的潔凈度有所要求（目測無渾濁和顆粒物，否則需通過一孔徑為3μm的過濾器過濾），并在精密度部分增加了偏差和相對偏差。

2 高溫高剪切條件下粘度測定標(biāo)準(zhǔn)的比較分析

上述三個針對高溫高剪切條件下粘度測定的方法標(biāo)準(zhǔn)，既有相同或相似之處，也有區(qū)別較大的地方，下面將試驗原理、方法步驟、試驗儀器和試劑、試驗步驟、數(shù)據(jù)處理、精密度等方面加以說明分析比較（見表1）。

表1 我國高溫高剪切條件下粘度測定法對比表Table1 Comparison of viscosity determination methods under high temperature and high shear condition in China

表2 SH/T 0703標(biāo)準(zhǔn)中校準(zhǔn)油Table2 Calibration oil mentioned in the standard of SH/T 0703

3 高溫高剪切條件下粘度測定的儀器設(shè)備

我國測定高溫高剪切條件下的粘度儀，多為測定發(fā)動機(jī)油表觀粘度的錐形塞和多重毛細(xì)管粘度計測定儀，且多為國外引進(jìn)設(shè)備。例如，Ravenfield公司（英國）生產(chǎn)的錐形塞和Cannon公司（美國）生產(chǎn)的多重毛細(xì)管粘度計法高溫高剪切速率表觀粘度測定儀。Cannon公司的 HTHS-1F型、SF3-HTHS-Serial II型和 TBS2100型，英國Ravenfield公司的BS/C型粘度儀已經(jīng)在中國石油化工股份有限公司、石化科學(xué)研究所、國家檢測中心和國家技術(shù)監(jiān)督局等單位進(jìn)行應(yīng)用[5，6]。我國長沙卡頓?？藸杻x器有限公司近年來也推出了型號為KD-H1705的國產(chǎn)潤滑油高溫高剪切表觀粘度測定儀，每小時可做15～20個樣品。

4 結(jié)束語

我國在航空航天和汽車發(fā)動機(jī)軸承等苛刻條件下，開始重視高溫高剪切粘度的測定，國內(nèi)廠家也開始研制生產(chǎn)相關(guān)粘度儀。雖然高溫高剪切粘度儀的國產(chǎn)化近幾年已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，但操作簡便、準(zhǔn)確程度高、重復(fù)效果好的國產(chǎn)粘度儀的生產(chǎn)及其推廣應(yīng)用，尚需生產(chǎn)廠家和使用單位的共同努力。

［1］張忠德. 發(fā)動機(jī)潤滑油的正確選用與檢測[J]. 工程機(jī)械與維修,1998（4）：24-25.

［2］衛(wèi)紹元. 發(fā)動機(jī)潤滑油品質(zhì)對發(fā)動機(jī)磨損影響的分析[J].潤滑與密封，2002（2）：88-89.

［3］丁宇. 高剪切條件下潤滑油動力粘度的測定（雷范費(fèi)爾特法）不確定度的評定[J].化學(xué)工程與裝備，2011，（12）：184 -64.

［4］王飛. 高剪切條件下潤滑油動力粘度測定方法簡介[J].潤滑油，1997，12（1）：24-26;40.

［5］張賢. 發(fā)動機(jī)油高溫高剪切速率表觀粘度的測定方法[J].合成潤滑材料，2012，39（3）：14-16.

［6］常彬，夏鵬，金中令. 高溫高剪切條件下潤滑油粘度測定新技術(shù)[J].現(xiàn)代儀器，2003（6）：27-29.

Viscosity Determination Methods Under High Temperature and High Shear Condition in China

YANG Shi-liang1, MA Yu-hong1,YANG Hong-wei1, LI Zhao-liang2
(1. Air Force Logistics College，Jiangsu Xuzhou 221006，China; 2. P. O. L. Research institute of the air force, Beijing 100076, China)

Viscosity under high temperature and high shear condition is an important quality index of lubricating oil under harsh conditions. In this paper, three kinds of viscosity determination methods (SH/T 0618, SH/T 0703 and SH/T 0751) of lubricating oil under high temperature and high shear condition were introduced and compared; Domestic and foreign viscosity analyzer used under high temperature and high shear condition was introduced. It’s pointed out that the localization and application of the viscosity analyzer used under high temperature and high shear condition should be enhanced.

High temperature and high shear; Lubricating oil; Viscosity; Comparative analysis

TQ 522.64

A

1671-0460（2014）12-2731-02

2014-06-13

楊士亮（1968 -），男，四川榮縣人，碩研，空軍勤務(wù)學(xué)院副教授，主要從事應(yīng)用物理和材料科學(xué)的教學(xué)與研究。E-mail：13952196949@163.com。