發動機機油煙炱分散性能測試方法與流程

本發明屬于機油分散性測試，具體涉及發動機機油煙炱分散性能測試方法。

背景技術：

1、隨著發動機技術的進步和日益嚴苛的環保要求，世界各國紛紛出臺越來越嚴格的排放法規限制機動車的排放，發動機的設計向著高效、節能、低排放趨勢發展，發動機生產商(oem)紛紛采用了延遲噴射、廢氣再循環(egr)和顆粒捕集器等新技術。但在延遲燃油噴射條件下，燃料燃燒不充分，在汽缸壁上殘留因火焰熄火而未燃燒的燃料。另外，潤滑油也會通過竄漏氣體、閥桿密封和活塞環的擦蹭，以及從汽缸內壁和燃燒室的油蒸汽等渠道進入燃燒室，長期積累形成煙炱。煙炱顆粒通過活塞環和缸套的間隙進入機油中，油中的煙炱顆粒進一步聚集會形成較大的顆粒，使得機油黏度過快增長，堵塞油濾器，形成磨粒，并會引起嚴重的摩擦副磨損。煙炱濃度達到足夠高時會析出沉淀，這也是導致濾清器堵塞的原因之一，因此機油應具有良好的分散性能以保證煙炱在濃度很高時也能使之懸浮在油中。煙炱是一種非正常的磨料，它可以在高濃度時侵蝕邊界潤滑表面，這會引起嚴重的發動機磨損，一些由煙炱導致的磨損特征包括：挺桿拋光，凸輪凸峰磨損，活塞環磨損。如果煙炱在潤滑油中積累過多會導致機油粘度增長，機油粘度過大也會加劇發動機部件的磨損。所以抑制由于煙炱增加引起的機油黏度增長是評價機油分散性能的重要指標。

2、目前評價潤滑油分散性能的方法主要為模擬評價和臺架試驗兩類。臺架試驗方法主要分為美國api方法以及歐洲cec方法兩類，api方法包括mack?t-7、mack?t-8、mack?t-8a、mack?t-8e、mack?t-11臺架試驗，cec方法包括xud11?bet、dv4td、dv6臺架，這些臺架均用于評價潤滑油煙炱分散性能及相關的粘度增長。上述臺架試驗更接近于發動機實際運行狀況，其結果能夠有效評價無灰分散劑對煙炱的分散情況，但是這些臺架試驗往往運行周期長，所需燃油及設備損耗量大，成本昂貴，對于分散劑前期開發和甄選相當不利。目前迫切需要一種簡單高效的模擬評價方法，在分散劑開發初始階段快速篩選出優化方案，再進一步進行臺架試驗驗證。

3、目前國內評價發動機油煙炱分散性能的主要方法有：油泥斑點分散法、電子顯微鏡法、粒度儀法、沉降法以及旋轉流變粘度法等。油泥斑點試驗法主要用來模擬對低溫油泥的分散情況，與汽油機油vd和ve臺架的油泥和漆膜評分有一定的關聯性，但評價對煙炱顆粒物的分散能力，存在著區分性弱、重復性差等問題。碳黑沉降試驗被用來研究無灰分散劑和粘度指數改進劑對煙炱的分散穩定作用。將碳黑溶解在含有分散劑的基礎油，經機械攪拌使其懸浮，在30oc下儲存169h后，上清液中殘存的碳黑濃度使用可見光譜在495nm測定(上清液用白油稀釋，與標準碳黑溶液比較)，試驗前后的碳黑濃度差顯示顆粒物的沉降和添加劑是否有效地使顆粒物分散懸浮。粘度法一般按運動粘度測定法(asim?d445或gb/t11237)，采用逆流毛細管粘度計進行測量，但逆流毛細管測粘法用于含煙炱油的粘度測定時常會出現偏差。中國專利(申請號：201010605038.3，公開號：cn102135507b)公布了一種發動機油分散性模擬試驗方法，將試驗機油混入4％碳黑，攪拌加熱到90℃，用20％試驗機油與80％正戊烷組成混合液，將標準吸墨紙與之接觸，接觸體積為15ul，吸附1分鐘；將該標準吸墨紙放入200mm試驗管中，試驗管裝有10ml上述混合液，將標準吸墨紙底部浸泡到試驗管中直到碳黑被吸到標準吸墨紙頂部；用電鏡掃描方式進行判定，0＝全部白色、100＝每個區域全部黑色。中國專利(申請號：201210236341.x，公開號：cn102866227b)通過如下步驟評估含有分散劑的潤滑劑配制劑中的煙灰分散性：(a)制備碳黑在潤滑劑配制劑中的分散體；(b)將來自步驟(a)的分散碳黑試樣沉積于平面色譜分析介質上；(c)使(b)的試樣經受色譜分析條件和(d)通過對比沿著色譜分析介質在預定位置上由于碳黑導致的發黑的密度而評估碳黑的遷移程度。中國專利(申請號：201410738790.3，公開號：cn105717282b)公布了一種發動機油煙炱分散性能測試方法，將直接從試驗臺架中得到含有煙炱粒子的試驗油品加入到發動機油中，然后置于旋轉流變儀中，并測定在固定剪切率和固定溫度條件下所述油樣的粘度隨時間變化曲線；取某一時段計算粘度增加值與斜率，并測得斜率，斜率越小，表示發動機油的分散能力越好。該方法采用旋轉流變儀測量的粘度為煙炱含量一定的情況下測得的，不同煙炱含量的粘度沒法連續測量；另外，該方法中提到的試驗油中除了煙炱還有其他添加劑，測試過程中其他添加劑對油品的粘度指數存在干擾。

4、由上可知，目前模擬評價潤滑油分散性能所用的油樣大都采用碳黑模擬煙炱，碳黑粒子屬于無機物，與真實煙炱的結構和組成存在很大差異，在油品中的分布狀態也存在巨大差距，在油品中的溶解分散性差，易發生團聚和沉降，這是造成模擬實驗與實際臺架試驗沒有對應性的主要原因。另外，目前模擬評價潤滑油分散性能的手段還很單一，很多方法重復再現性差，與臺架試驗和實際工況沒有很好的關聯性和對應性，給油品前期開發造成很大障礙。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種發動機機油煙炱分散性能測試方法，該方法適用于模擬評價無灰分散劑單劑和全配方發動機機油對煙炱的分散能力。

2、本發明所采用的技術方案是，發動機機油煙炱分散性能測試方法，具體按照以下步驟實施：

3、步驟1，將臺架試驗后的廢機油在超速離心機中的分離，去除上層液體，將底部的煙炱粒子加入到基礎油中，并攪拌均勻，形成煙炱液；

4、步驟2，將待測油品加入到反應釜中，將反應釜置于油浴中，開啟連接在反應釜頂端導氣管上的真空泵，使得反應釜內待測油品處于鼓泡狀態，調整真空泵使得反應釜起始壓力為-700～-800pa之間，通過蠕動泵將煙炱液逐步滴加到反應釜中，同時開啟計時顯示器，試驗開始，同時開啟粘度儀跟蹤并記錄待測油品的運動粘度；

5、步驟3，當壓力達到真空泵設定的極限負壓，即-1200pa時，真空泵關機泄壓，試驗結束，計時顯示器上記錄了從試驗開始到結束所累計的時間，即該油品的分散性耐久期，粘度儀上記錄了從試驗開始到結束各個時間點的運動粘度，將粘度儀中的運動粘度和分散性耐久期導出作圖。

6、本發明的特點還在于，

7、步驟1中，煙炱粒子與基礎油質量比為1～3：10～20。

8、步驟1中，超速離心機的速率為30000～35000r/min，離心時間為5～10min。

9、步驟2中，油浴溫度為100℃。

10、步驟2中，煙炱液的流速為1～3g/h。

11、本發明的有益效果是：該方法將煙炱在油品中的分散情況(分散性耐久期)通過粘度變化引起的壓力變化直觀的表征出來了，通過往測試油品中連續加入煙炱使油品粘度變稠，最終形成膠狀物造成堵塞，累計油品抑制堵塞所持續的時間，即為該油品的分散性耐久期。利用該方法能夠有效評價油品對煙炱的分散和抑制能力，提高了檢測效率，節省了大量臺架測試成本，為油品開發過程中單劑的前期篩選提供了保障，是一種全新概念的發動機機油煙炱分散性能測試方法，該方法的引入對油品分散性能的評價有重要的參考價值。