Mack T-9台架试验柴油机油中烟炱的物理化学性质分析

发布时间：2020-03-02 13:27

【摘要】：新型柴油机技术使润滑油中烟炱的含量越来越高,润滑油中的烟炱与柴油发动机的磨损和正常运行密切相关。Mack T-9发动机台架试验是ASTM标准中用来评定柴油发动机油对因烟炱引起的活塞环、气缸衬里、轴承磨损的保护能力的试验之一。以Mack T-9台架为研究对象,分析了8种柴油机油中烟炱的理化性质,探索了烟炱对润滑油抗磨性能的影响。结果表明,初始烟炱颗粒是由约十几个1.789nm大小微晶组成,并依靠范德华力聚集形成200~300nm的烟炱聚集颗粒存在于润滑油中;台架试验中抗磨性能较好的油样,大粒径的烟炱聚集颗粒较少,其分散性能较好,试验分析结果可为高档柴油机油的研究开发提供基础数据支持。
【图文】：

烟炱,柴油机油,台架试验

２．１ＭａｃｋＴ－９试验中烟炱含量的变化过程图１给出了７种柴油机油样品在ＭａｃｋＴ－９台架试验过程中烟炱含量随时间的变化。可以看出，试验过程中柴油机油中烟炱含量都是在前７５ｈ增加到最大值，在之后的４２５ｈ试验中烟炱含量基本保持平稳。结合表２，由图１还可以看出，在相同的台架试验操作条件下，柴油机油中烟炱含量高，其平均磨损值也高，说明烟炱可能加剧缸套－活塞环的磨损；但也存在烟炱含量较低而平均磨损值高的油样，如缸套平均磨损值为４９．６６μｍ的Ｔ９－Ｆ油样，其烟炱含量不高，但平均磨损值较高，说明油样的抗磨性能很差。由此可初步分析出，柴油机油的润滑能力除了要体现在降低缸套－活塞环的正常做功磨损，还要体现在改善发动机的工作条件，降低烟炱含量及烟炱所产生的磨损，最终才能满足性能指标要求。图１ＭａｃｋＴ－９台架试验柴油机油中烟炱质量分数（ｗ）随时间（ｔ）的变化Ｆｉｇ．１Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｏｏｔｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ（ｗ）ｉｎｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｏｉｌｓｗｉｔｈｔｅｓｔｉｎｇｔｉｍｅ（ｔ）ｏｆｔｈｅＭａｃｋＴ－９ｂｅｎｃｈｔｅｓｔ２．２烟炱的形貌及化学组成２．２．１烟炱的扫描电镜（ＳＥＭ）分析选取ＭａｃｋＴ－９台架试验所考察柴油机油样品中抗磨性能表现最好、最差和居中的Ｔ９－Ｂ、Ｔ９－Ｇ及Ｔ９－Ｈ３个系列中取样时间为５００ｈ的油样，进行扫描电镜及能谱分析。图２为Ｔ９－Ｂ、Ｔ９－Ｇ、Ｔ９－Ｈ３个油样中烟炱的扫描电镜照片。从图２可以看出，３种油样中的烟炱均是由小颗粒的初始烟

照片,烟炱,柴油机油,台架试验

２．１ＭａｃｋＴ－９试验中烟炱含量的变化过程图１给出了７种柴油机油样品在ＭａｃｋＴ－９台架试验过程中烟炱含量随时间的变化。可以看出，试验过程中柴油机油中烟炱含量都是在前７５ｈ增加到最大值，在之后的４２５ｈ试验中烟炱含量基本保持平稳。结合表２，由图１还可以看出，在相同的台架试验操作条件下，柴油机油中烟炱含量高，其平均磨损值也高，，说明烟炱可能加剧缸套－活塞环的磨损；但也存在烟炱含量较低而平均磨损值高的油样，如缸套平均磨损值为４９．６６μｍ的Ｔ９－Ｆ油样，其烟炱含量不高，但平均磨损值较高，说明油样的抗磨性能很差。由此可初步分析出，柴油机油的润滑能力除了要体现在降低缸套－活塞环的正常做功磨损，还要体现在改善发动机的工作条件，降低烟炱含量及烟炱所产生的磨损，最终才能满足性能指标要求。图１ＭａｃｋＴ－９台架试验柴油机油中烟炱质量分数（ｗ）随时间（ｔ）的变化Ｆｉｇ．１Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｏｏｔｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ（ｗ）ｉｎｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｏｉｌｓｗｉｔｈｔｅｓｔｉｎｇｔｉｍｅ（ｔ）ｏｆｔｈｅＭａｃｋＴ－９ｂｅｎｃｈｔｅｓｔ２．２烟炱的形貌及化学组成２．２．１烟炱的扫描电镜（ＳＥＭ）分析选取ＭａｃｋＴ－９台架试验所考察柴油机油样品中抗磨性能表现最好、最差和居中的Ｔ９－Ｂ、Ｔ９－Ｇ及Ｔ９－Ｈ３个系列中取样时间为５００ｈ的油样，进行扫描电镜及能谱分析。图２为Ｔ９－Ｂ、Ｔ９－Ｇ、Ｔ９－Ｈ３个油样中烟炱的扫描电镜照片。从图２可以看出，３种油样中的烟炱均是由小颗粒的初始烟

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