基于變轉(zhuǎn)速的柴油抗磨性評定方法探討

1、基于變轉(zhuǎn)速的柴油抗磨性評定方法討論2021年9月17日，中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部發(fā)布?輕型汽車污染物排放限值及測量方法中國第五階段?規(guī)定：2021年1月1日起，全國機(jī)動車將全面施行國排放標(biāo)準(zhǔn)。2021年底前，全國供應(yīng)符合國標(biāo)準(zhǔn)的車用柴油；2021年底前，京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域內(nèi)重點城市供應(yīng)符合國標(biāo)準(zhǔn)的車用汽、柴油；2021年底前，全國供應(yīng)符合國標(biāo)準(zhǔn)的車用汽、柴油。北京市因已具備施行新標(biāo)準(zhǔn)的條件，將在標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布后立即執(zhí)行。同時，環(huán)保部鼓勵具備燃油供應(yīng)條件的地方提早施行該標(biāo)準(zhǔn)。與現(xiàn)行的國排放標(biāo)準(zhǔn)相比，國排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步進(jìn)步了排放控制要求，其中氮氧化物排放限值嚴(yán)格了25%28%，顆粒物排放限值

2、嚴(yán)格了82%，并增加了污染控制新指標(biāo)顆粒物PM粒子數(shù)量。天然存在于原油中的硫是燃料產(chǎn)生顆粒物的關(guān)鍵，其98%在燃燒過程中轉(zhuǎn)化為SO2，其余2%作為硫酸鹽排放，最終成為PM的一部分；同時硫也可引起汽車催化轉(zhuǎn)化器中毒：因此，加氫處理工藝應(yīng)用越來越普及，以滿足低硫燃料規(guī)格要求。美國、西歐和亞太地區(qū)部分國家已經(jīng)將柴油中硫的質(zhì)量比降到了50 mg/kg以下，我國于2021年公布了GB 191472021?車用柴油?。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，?車用柴油?在2021年12月31日前仍有效，但此后必須執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)?車用柴油?，相應(yīng)硫的質(zhì)量比由350 mg/kg降為50 mg/kg。然而，柴油中天然硫化物、極性物都是良好的抗磨

3、組分，低硫化的煉油工藝必然會降低柴油對發(fā)動機(jī)噴射系統(tǒng)的光滑才能，以致發(fā)動機(jī)燃油泵過早損壞：因此，研發(fā)柴油抗磨添加劑和探究相應(yīng)的抗磨性評定方法是柴油低硫化必須解決的問題。1柴油抗磨性評定方法目前國內(nèi)外廣泛使用的柴油光滑性試驗方法是高頻往復(fù)試驗機(jī)high Cfrequency reciprocating rig，HFRR法。最初開發(fā)的高頻往復(fù)試驗用于研究內(nèi)燃機(jī)中活塞與缸套之間的摩擦磨損，它能測量摩擦、磨損及油膜系數(shù)。20世紀(jì)80年代，英國帝國學(xué)院摩擦試驗室的Wei和Spikes研究并建立了柴油光滑性能試驗方法HFRR。其主要工作原理是在電磁振蕩器的帶動下，上試件試驗球在試驗負(fù)荷下做高頻短沖程往復(fù)運

4、動，下試件試驗片固定在油盒里油盒可以加熱，上下試件的接觸部位全浸在試驗燃料中，用計算機(jī)控制、測量和記錄全部試驗參數(shù)。測定形成的磨斑以評價試驗燃料的光滑性，也可以測定兩接觸試件間的摩擦力。HFRR方法對于測試不同煉制程度的柴油的區(qū)分性、添加劑的感受性都較好，并且有較好的重復(fù)性，與現(xiàn)場試驗也有一定的對應(yīng)性。該方法已列入ISO 12156-11S1，CEC F-06-A-96和ASTMD6079標(biāo)準(zhǔn)，是目前世界上普遍認(rèn)可的柴油光滑性模擬評定方法。四球摩擦磨損試驗機(jī)是我國評定油品光滑性能保有量最大的評定設(shè)備，具有操作簡便、快捷、廉價的特點。我國科技人員進(jìn)展了大量以四球機(jī)為試驗平臺來評定柴油抗磨性的研究

5、工作，其特點是通過試驗設(shè)計考察影響柴油抗磨性的試驗因素及相對重要性，確定試驗參數(shù)并在特定的試驗條件下進(jìn)展試驗。但是，柴油油泵和噴嘴的工作條件并不是恒定的，而是隨著發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化而不斷變化，顯然特定試驗條件的四球機(jī)試驗既不與實際工況相符，也不與HFRR的往復(fù)試驗條件相符。2變轉(zhuǎn)速條件下柴油抗磨性評定方法柴油噴嘴開閉過程和高頻往復(fù)試驗過程中，摩擦副的運動速度都是交替變化的。為了模擬這一過程，需要對四球機(jī)進(jìn)展晉級改造，到達(dá)自由控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，模擬柴油噴嘴運動速度交替變化的目的。2.1試驗材料與儀器2.1.1試驗材料油樣：市售0號柴油；石油醚，6090 ，分析純；油酸，分析純；試驗鋼球為GCr15軸承

6、鋼二級標(biāo)準(zhǔn)鋼球，直徑12.70 mm，硬度5961HRC，符合GB/T 3082002?滾動軸承 鋼球?。2.1.2試驗儀器試驗機(jī)采用濟(jì)南舜茂試驗儀器消費的MRS-1J型四球摩擦磨損試驗機(jī)，該機(jī)主要由主軸驅(qū)動系統(tǒng)、油盒加熱控溫系統(tǒng)、彈簧-伺服電機(jī)加載系統(tǒng)、控制面板和試驗數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)等部分組成。試驗機(jī)采用上、下位機(jī)控制，在自動形式下通過上位機(jī)可預(yù)先設(shè)定試驗參數(shù)如主軸轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度等試驗過程中可自動記錄試驗參數(shù)，實時測量并記錄摩擦系數(shù)、摩擦力、摩擦力矩，但試驗參數(shù)一旦設(shè)定，在試驗期間那么無法改變。2.2 MRS-1J型試驗機(jī)軟件編程改進(jìn)針對試驗機(jī)軟件存在的缺乏，利用VC對MRS-1J型四球摩擦磨損試驗機(jī)軟件進(jìn)展了編程改進(jìn)，使軟件增加了負(fù)荷-轉(zhuǎn)速程序控制功能，實現(xiàn)了試驗機(jī)自由設(shè)置轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的變化范圍、變化速率和變化形式。增加的程序控制設(shè)置模塊具備以下功能：自由設(shè)置轉(zhuǎn)速、負(fù)荷參數(shù)，在一個試驗過程中可以有多個不同的數(shù)值；在試驗總時間內(nèi)設(shè)置不同的時間區(qū)段，模擬不同的光滑狀態(tài)；自由設(shè)置轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化形式，包括線性、階躍、梯形、震蕩等，且各種變化形式可以有序地組合在一個試驗過程；包含原有試驗參數(shù)設(shè)置功能，即參數(shù)可自由設(shè)置，也可固定。3結(jié) 論1采用VC對MRS-1J型四球摩擦磨損試驗機(jī)軟件進(jìn)展了編程改進(jìn)，可自由設(shè)定試驗轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的起始值和變化形式。2建立