润滑油运动粘度测定影响因素分析_李咏

内径 / mm
粘度计 常数 / C
结果误差 /（ ） ） － 0. 01 － 0. 03 0. 00 + 0. 02 － 0. 02 + 0. 06 + 0. 56 + 0. 87 + 1. 35 + 1. 81 + 2. 01
0. 4 0. 001 5 ～ 0. 003 3 000 ～ 4 000 0. 6 0. 8 1. 0 1. 2 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0 3. 5 4. 0 0. 009 ～ 0. 015 0. 02 ～ 0. 04 0. 05 ～ 0. 08 0. 10 ～ 0. 15 0. 25 ～ 0. 50 0. 80 ～ 1. 2 1. 9 ～ 3. 5 4. 0 ～ 5. 0 7. 0 ～ 10. 0 10. 0 ～ 13 500 ～ 900 200 ～ 400 110 ～ 170 50 ～ 80 20 ～ 30 8 ～ 12 2 ～3 1. 7 ～ 2. 2 0. 80 ～ 1. 2 0. 6 ～ 0. 8
运动粘度是润滑油重要的质量指标 ，运动粘度 是一种条件粘度，是在一恒定温度下，测定一定体 积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管粘 度计的时间。因此在试验过程中应严格遵照方法标 准中所规定的仪器、 试剂和试验条件来进行试验， 避免由于仪器选择不当或操作错误造成结果不准确 或超差。 运动粘度测定影响因素通常由恒温浴温度控 制、粘度计粘度系数选择、润滑油流过粘度计的时 间、粘度计洁净程度、粘度计安装垂直状态、试样 清洁度以及安装时试样是否有气泡等组成 。正确分 析影响因素是试验结果准确性的关键 。
流动时间 / s 375. 32 375. 35 375. 43
注： 粘度计编号 115 ，粘度计常数 0. 023 ； 无气泡时粘
2 度值 8. 632 mm / s。
2. 4
水分对试验结果的影响 若润滑油中含有水分，会影响运动粘度试验结
8. 5 23 mm2 / s， 与使用 0. 8 mm 口径粘度计的结果 基本一致，准确性较高，但用时较长，尤其是使用
Analysis the Factors Affecting the Determination of Kinematic Viscosity of Lubricating Oil
LI Yong，YANG Xiaofei，WANG Jian，ZHAO Yunqiang，LIU Yongping
（ Chengdu Holy Group Co. Ltd. . Chengdu 611936 ，China）
果。表 4 是模拟试验的数据，结果表明，在 100 ℃ 测定时，水分产生汽化，影响了试油在毛细管中正 常流动，造成了试验结果偏高或偏低。
· 18·
表4 水分含量 /（ ） 0. 1 1. 0 2. 0 有水分时对试验结果的影响 粘度 / （ mm2 ·s － 1 ） 3. 651 3. 453 3. 635
Abstract： This paper analyses effects of many factors on the determination of kinematic viscosity of lubricant. These factors are test temperature，viscometer viscosity coefficient，lubricating oil flowing through the viscometer time，cleanliness viscometer，viscometer installation status，sample cleanliness，as well as whether there are air bubbles during installation samples，etc. Test results show that only the right method to conduct tests，accurate analysis of the effects of various factors in order to ensure the accuracy of test results. Key words： kinematic viscosity； factors； analysis
第8 卷 第4 期 2010 年 8 月
Baidu Nhomakorabea
实验科学与技术 Experiment Science and Technology
Vol. 8 No. 4 Aug. 2010
润滑油运动粘度测定影响因素分析
李 咏，杨晓飞，王 坚，赵云强，刘勇平
（ 航利集团，成都 611937 ）
摘要： 分析了试验温度、粘度计粘度系数、润滑油流过粘度计的时间 、粘度计洁净程度、 粘度计安装状态、 试样清洁度以 及安装时试样是否有气泡等因素对润滑油运动粘度测定的影响 。试验结果表明，只有正确按试验方法进行试验，准确分析 各种影响因素，才能保证试验结果的准确性 。 关 词： 运动粘度； 影响因素； 分析 中图分类号： TE626. 34 文献标志码： B 键 文章编号： 1672 － 4550 （ 2010 ） 04 － 0016 － 04
2 和 0. 4 mm 时， 测 定 结 果 分 别 为 8. 526 mm / s 和
2. 3
气泡对试验结果的影响
吸入毛细管的润滑油不允许有气泡存在 。试油 中存有气泡会影响装油体积，而且进入毛细管后能 形成气塞，增大流体流动阻力， 使流动时间增长， 测定结果偏高。具体数据见表 3 。
表3 气泡数量 /个 1 2 3 有气泡时粘度的变化 粘度 / （ mm2 ·s － 1 ） 8. 632 8. 633 8. 635 结果误差 /（ ） 0. 00 0. 01 0. 03
2. 5
机械杂质对试验结果的影响 若润滑油中含有机械杂质，势必会粘附于毛细 管内壁，造成润滑油在毛细管中流动时间增长 ，使 测定结果偏高。 表 5 是模拟试验数据， 结果表明， 机械杂质的存在影响了试油的正常流动 ，堵塞毛细 管，造成了试验结果偏高。
s； b、m—经验常数，b 为正值，m 为负值，随油品 性质不同而变化； 0. 65—适用于我国石油产品的常 数（ 国外，常采用 0. 8） ； T—油品绝对温度，k。 当已知两个温度下的油品粘度，分别带入公式 （ 1 ） 中，即可计算得到常数 b 和 m， 从而便可计算 该油品任意温度下的粘度。由公式关系可知，粘度 值随温度值的升高而下降。 表 1 为 8 号航空润滑油 50 ℃ 运动粘度测定时 温度变化对测定结果的影响。试验结果表明当试验 温度发生变化时测定结果也随之发生变化 ，温度的 变化值越大其测量误差也越大。 2. 2 粘度计常数选择对试验结果的影响 。 根据 GB / T265 规定， 测定润滑油的运动粘度
表2 毛细管内径变化时粘度值的变化 流动时间 t /s 粘度 / （ mm ·s
2 －1
9. 031 8. 907 8. 823 8. 746 8. 632 8. 548 8. 439 8. 322 8. 232
少于 200 s。若选内径为 0. 4 mm 的毛细管粘度计， 在其流动时间要求不少于 350 s。 这样保证润滑油 在毛细管中流动处于层流状态，符合泊塞尔方程的 适用条件。润滑油通过毛细管时间过短，会使试验 结果误差偏大； 通过时间过长，则不宜保持温度恒 定，也使试验结果出现偏差。一般情况，润滑油在 毛细管中流 动 时 间 控 制 在 200 ～ 500 s 比 较 适 中， 这样可保证润滑油在毛细管内流动为层流状态 。 粘度计常数的选择可参考公式（ 2 ） ： C = Vt / t （ 2）

0° 2° 6° 8° 8. 632 0 8. 632 0 8. 632 0 8. 572 8. 533 8. 500 8. 440
注： 粘度计编号 35 ，粘度计常数 0. 016 ； 无水分时粘
2 度值 3. 632 mm / s。
－ 0. 70 － 1. 15 － 1. 53 － 2. 22 8. 712 0. 92 8. 756 1. 44 8. 732 8. 815 8. 903
第8 卷
第4 期 表1
李 温度对运动粘度的影响
咏，等： 润滑油运动粘度测定影响因素分析
· 17·
温度 / ℃ 48. 0 48. 5 49. 0 49. 5 50. 0 50. 5 51. 0 51. 5 52. 0
2 －1 粘度 / （ mm ·s ）
相对误差 / （ + 4. 60 + 3. 10 + 2. 20 + 1. 30 0. 00 － 0. 97 － 2. 20 － 3. 60 － 4. 60
2
2. 1
各种影响因素分析
恒温浴温度控制对试验结果的影响
润滑油的运动粘度随温度的变化而变化 ，随着 试验温度升高粘度减少， 随试验温度降低而增大。
收稿日期： 2010 － 03 － 07 作者简介： 李 咏（ 1967 － ） ，女，工程师，主要从事非金 属材料、油料等的分析研究工作 。
时，应根据试样的性质和试验的温度选择适当的粘 度计。要求试样在粘度计毛细管中的流动时间应不
8. 526 8. 523 8. 528 8. 530 8. 526 8. 534 8. 576 8. 603 8. 642 8. 682 8. 698
式中： C —预选用粘度计常数； V t —试样的估计粘 度； t—试样在毛细管中流动时间。 为检查不同常数粘度计对测定结果造成的影 响，试验中采用了不同常数粘度计对同一油样进行 了测定和验证。 试验样品采用 8 号航空润滑油， 测定温度为 50 ℃ 。按油品 50 ℃ 时运动粘度不小于 8. 3 mm2 / s 的规格要求， 选用粘度计常数应小于 0. 041 5 ， 孔 径在 0. 6 mm ～ 0. 8 mm 之间。为了分析和检验不同 口径与常数的粘度计对测定结果造成的影响 ，在实 际试验中选用了 0. 4 mm、0. 6 mm、0. 8 mm、1. 0 mm、1. 5 mm、 2. 0 mm、 2. 5 mm、 3. 0 mm、 3. 5 mm、4 mm 等 11 组不同口径粘度计。 为减少粘度 常数间的系统误差，提高准确性，每组粘度计采用 2 ～ 4 支粘度计。其测定结果和误差数值见表 2 。 试 验结果表明，粘度计口径在 0. 8 mm 时， 流动时间 在 200 ～ 400 s 之间， 符合试验方法要求， 并用时 2 较短，粘度测定结果为 8. 528 mm / s， 此时可作为 运动粘度的准确测定结果。 粘度计口径在 0. 6 mm
）
口径 0. 4 mm 粘度计时其流动时间长达 4 000 s。粘 度计口径在 1. 0 mm 时，其流动时间大约在 20 ～ 80 s，测定结果数值略高于准确值， 而粘度计口径在 2. 0 mm 以上时， 流动间缩短几秒， 甚至不足 1 秒 钟，测定结果随流动时间的缩短迅速增大 ，最高达 8. 698 mm2 / s，远远偏离准确值。 当使用粘度计内经偏大时， 样品流动时间过 短，测定结果偏大，造成了润滑油在毛细管中高速 流动，液体内部产生紊流，从而增大了液体内部流 动的摩擦阻力，使试验结果偏大。同时会增加计时 的相对误差。
1
引
言
故在测定油品粘度时必须严格按规定保持温度恒 定，哪怕是极小的温度波动（ 超过 ± 0. 1 ℃ ） ，都会 使粘度测定结果产生较大的误差 。 油品粘度与温度间关系可用沃尔特 （ Wallter ） 双对数公式描述： Lglg （ v t + 0. 65 ） = b + mlgT （ 1）
2 式中，vt —油品在绝对温度 T 时的运动粘度，mm /
实验科学与技术
2010 年 8 月
流动时间 / s 228. 19 215. 81 227. 19
结果误差 /（ ） 0. 530 － 4. 930 0. 083
侧面倾斜时，也会使液柱高度下降。由于液柱高度 和压差发生变化，从而改变了流动时间，使测定结 果发生偏差。
表6 倾斜方向 朝向 宽管 朝向 侧面 朝向 主管 结果 误差（ ） 粘度计发生倾斜时测定结果的变化 倾斜角度 4°