利用温度扫描技术研究油基础油的低温性能

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摘要：文章通过对比不同类型油基础油的动力黏度-温度变化曲线，比较了不同类型油基础油的低温性能。同时通过考察不同类型基础油在加入降凝剂前后动力黏度-温度曲线的变化，考察了不同类型基础油对降凝剂的感受性差异。

关键词：温度扫描；低温性能；动力黏度；凝胶指数

0 引言

汽车发动机在低温起动时会产生大量的磨损，低温性能良好的内燃机油可以将这种磨损降低到最小，为此，国内外行业协会和研究机构制定了包括倾点（PP）、低温起动性能（CCS）、低温泵送性能（MRV）、扫描布氏黏度（SBV）在内的多种试验方法来对内燃机油的低温性能进行测试。

从测试条件来看，倾点采用的是一种快速降温的方式[1]，这与油品在实际使用过程中随着温度的逐步降低形成大量蜡结晶相反，同时较低的剪切速率也反映不出油品的实际应用工况。在CCS 的检测过程中，由于采用快速降温以及高剪切速率（104 ～105 s-1 ）[2]，因此该指标主要反映了低温下油品在发动机活塞环和气缸套部位的流变行为，但是其不足之处是排除了蜡结晶的影响。MRV和SBV与油中的蜡结晶及凝胶密切相关，两种试验方法的降温速率都很慢[3][4]，可以形成充分的蜡结晶。从两种测试方法对应的具体工况来看，MRV测定的是发动机在起动瞬间，油品从油泵入口处进入油泵时的情形[5]，而SBV 测定的是发动机在冷起动过程中，油底壳中油流动进入筛网的情形[5]，另外，在降温速率上，MRV 仅仅是在-20 ℃之前采用较慢的降温速率（0.33℃/h） ，在此后的降温速率为2.5℃/ h ， 因此，使用MRV 来检测油品低温性能时，只有在-20℃之前才有可能观察到油品出现凝胶现象。而SBV一直采用1℃/ h 的降温速率， 因此其测试条件非常接近于油品的使用工况，这种测试方式不但可以得到样品在特定温度时的动力黏度以及达到特定动力黏度时的温度，并且通过计算得到油品的凝胶指数[4，6，7]，同时由于采用在线连续监测方式，还可以得到油品在一定温度范围内动力黏度随温度的变化曲线，通过比较不同类型、不同处理方式以及添加不同添加剂油品的动力黏度随温度变化曲线的改变趋势，可以对不同油品的低温流动性能、对添加剂的感受性等性能进行直观的对比，对充分认识油品的低温性能，合理调配油品的使用起到指导性作用

2.4.3. 滤出物与滤余油的低温性能

从图4可以看出，滤出物在相对较高温度时，黏度迅速上升，失去流动性，并且其变化趋势与精制类基础油的变化趋势非常类似，表现为拐点式的上升，而滤余油黏度的变化趋势与原样品的变化趋势类似，但低温性能已经得到大幅改善，获得较好的黏温性能。由此说明，克炼 HVIH 150BS基础油中出现的絮状物不但影响了基础油的外观，并且对其低温性能的影响也是明显的。

3 结论

利用温度扫描布氏黏度计能够对油品黏度（动力黏度）随温度的变化过程进行测量，可以直观地反映了当温度发生变化时油品的黏度变化情况，通过分析油品的动力黏度-温度变化曲线，可以进一步了解油品的组成、对添加剂的感受性等性能，可以对油品的使用起到指导性作用，是一种理想的研究油低温性能的手段。

参考文献：

[1] GB/T 3535-2006 石油倾点测定法[S].

[2] GB/T 6538-2010 发动机油表观黏度测定法（冷起动模拟机法）[S].

[3] GB/T 9171-1988（2004）发动机油边界泵送温度测定法[S].

[4] SH/T 0732-2004 油低温低剪切速率下黏度与温度关系测定法（温度扫描法）[S].

[5] 余磊，陈海波，马淑芬，等.内燃机油低温性能测试方法及影响因素综述[J].车用发动机，2009，5（184）：7-11.

[6] 潘强余，等.汽车油低温成胶理论及动力学[J].石油化工，1995，5（24）：399-404.

[7] 王延臻，劳永新，靳尉仁，等.胶凝指数法研究油的低温泵送性[J].石油学报（石油加工），1999，6（15）：47-51.

[8] 王清华，冯新泸，杨官汉，等.内燃机油基础油的结构族组成与低温性能的关系[J].石油炼制与化工，1999，9（30）：62-63.