【国家标准(GB)】 发动机油表观粘度测定法(冷启动模拟机法)

GB/T6538—2000
本标准等效采用美国材料与试验协会标准ASTM D5293一1998使用冷府动模拟机在一5~-30测定发动机油表观粘度的标准方法》，对GB/T6538—1986（1991)《发动机油表观粘度测定法(冷启动模拟机法)》进行了修订。结合国情，本标推与ASTMD5293—1998的主要差异如F：按照原标准的使用习惯，仍用源标准的名称发动机油表观粘度测定法（冷启动模拟机法）；未全部采用第2章中的引用标准;未采用第 6章中图 1,图 2和图 3。根据ASTMD5293--1998对GB/T6538—1986（1991)主要进行『如下修订：增加了附录A作为标准的附录，提供了有关高粘弹性试样的测试程序；按照ASTMD5293—1998对精密度及结果的报告方式进行广修改；提供了自动仪器的操作步骤；对操作过程中可能接触萄的有毒有害的试剂进行了注释;增加了第5 章\意义和用途;增加了第8章\告诫”。本标推附录A 为标推的附录。
本标准由国家石油和化学工业局提出。本标准由中国石油化工集团公司石油化工科学研究院归口。本标准起草单位：北京燕山石油化工有限公司炼油事业部。本标准主要起章人：郑光、于铁柱，本标准首次发布于 1986 年 6 月，1991 年曾复审确认。中华人民共和国国家标准
发动机油表观粘度测定法
（冷启动模拟机法）
Engine oils Determination of apparent viscusity-Ising thecold-cranking simulator
1.1本标准规定「发动机油表观粘度的实验室测定方法。GB/T 6538—2000
代誉GB/T6538--1986
1.2本标准适用于测定发动机油在剪-切应力约为 50 000~100 000Pa,剪切速率为105.~10s-的条件下，—5--：30℃的表观粘度。测定范围为500~10000mPa·。其结果与发动机油的启动性能有关。本标准提供了用冷启动模拟机测定发动机油表观粘度的手动和自动两种测定方法。1.3
对于其有高粘弹注的试样,可按附录A中给出的专用手动方法测定。本标准中的数值采用国际单位制。本标准并未阐述所的安全问题。用户在使用本标准之前，应建立适当的安全和防护借施并制定相应的制度。
2引用标准
[列标推包含的茶文,通过引用而构成本标准的一部分,除非在标准中势有明确规定,下述引用标准都是现行有效标，
d:B/T4756石油液体手工取样法
3为法摄要
个电子马达驱动一个与定子紧密配合的转子,在转子和定子的空隙间充满试推，通过调节流过定子的冷却剂流量来维持试验温度，并在靠近定予内壁处测定这·溢度。校正转子的转速使之作为粘度的函数。由校正的结果和转子的转速率确定试样的粘度术语
本标准采用下列术语。
41牛恢油或牛顿液Newtanianeil erlluid在何剪切速率下其粘度均为一恒定值的油或被体。4+2非牛顿油或非牛顿液体non-Newtonian oil or fluid粘度值随前切应力或剪切速率的变化而改变的油或液体。4.3粘度viscosiry
在一定的应力下液体流动的内部阻小，以表示为，-/
式中:7——粘度;
国家质量技术监督局20000609批准(1)
2000-11:01实施
——单位面积上的应力；
?·剪切速率。
GB/T6538—2000
注：有时称其为动力粘度系数。该系数用来衡鼠腋体流动阻力的大小。在国际单位制中粘度的单惊是帕斯卡，秒Pa +s);在实际中,更方便通用的是亳帕斯卡·秒(mPa·s),1毫帕斯卡·秒(mPa*s)=1厘泊(cP)。4.4表观粘度apparentviscosity应用本标准方法测定得到的粘度。注：山下许多发动机油在低温条件下是非牛顿液体，其表观粘度会随剪划速案变化。4.5校准油calibration ails
具有已知粘度和粘温函数的油品，而丁确定粘度与冷启动模拟机之间的梭正关系4. 6 试验润 test cil
使用本方法谢定其表观粘度的任何油，4.7粘弹性油viscoelastic oil
在转子转动时，会沿转子轴爬升的非牛帧油或非牛顿液。5意义和用途
5.1汽车发动机油的冷启动模拟机(CCS)表观粘度与低下发动机的启动性能有关。CCS表观黏度不适合于颈测发动机油泵和润滑油分配系统中润滑油的低温流动性。发动机启动性的数据是通过断调研究委员会(CRC)L-49试验使用系列参考油测得的,该参考油在一17.8C下的粘度介于600mPa·s和8400mPa+s之间，在一28.9时的粘度在2000mPa+s树20000mPa.s之间。这种发动机启动性试验结果-与CCS表观粘度之润更为详细的关系在1967年版的ASTMD2602试验方法的附录X1和附录X2及CRC报告409中以见到，因为CRC1~49试验远不如CCS程精确和标准，所以CCS表观粘度无需精确地预测一个油品在特定的发动机中的肩动性能。然而,CCS表观粘度与乎均的L-49发动机启动性试验结果基本吻合，5.2CCS表观粘度与发动机启动性之问的关系是递过在一1C到一40℃温度下对17个商品油的研究得出的，（这些油的SAE粘度等级分别灯5，10样，15样和20）.研究中同时评了含成型与矿物型的润滑油产品。参见ASTMSTP621。6仪器1
6.1此试验方法有两类仪器闻供使用：手动冷启动模拟机（参见6.2)和自动冷启动模拟机(参见6.36.4）
6.2手动CCS：包插个驱动定于中转于的点流(d-c)电子马达：一个转子转速传感器或测定转子速度的转速计：一个流安培计和微电流控制调节器；一个定了温度控制系统和个与温度控制系统配合使用的冷却剂循环器，
6.3自动CCS：包括6.2中描述的CCS，以及计算机计算机接和进样系。由于采用新试样顶替源有试样的方法,故末采旧甲醇(或乙醇)循环器。6.4全自动的CCS:包括6.3市描述的 CS,并带有在计算机控制下无须操作者参与就可以连续测定多达30个试群的白动试样台。
6.5校正过的热电偶：置于定子内壁附近.用十测试验温度。6.6制冷系统：为冷却剂提供冷量，使其温度低于试验温度至少10℃，最好使用机械制冷，但干冰制冷系统也可以取得满意的效果，CCS与制冷机之间的选接管要尽可能的短·且要有良好的隔热措施。采用说明：
门本标准米全部采用ASTM门5293—1998第6章中图1.图2，图3GB/T 6538--- 2000
6.6.1温度探头与定了上的热偶插孔之间要有良好的传热性；定期清洗热偶捕孔并更换--小滴舍银的导热介质戒水银。出于毒生的原因，一-些试验窄不允许使用水银：那么就只有使用含银的导热介质。冷却剂的温度应控制在至少抵于试验温度10℃。6-6.1.1在粘度池中放个低粘度的试样并开底模拟机马达，然后调节安装在冷却系统上的阅门米确定使用干冰制冷系统的最佳温度控制效果。6.7冷却剂：无水中醇(或乙孵)。果在高湿度条件下使用面使甲醇(或乙醇)含水，就要用无水的甲醇(或乙醇)来替换，以确保温度控制的叫靠，其是用十冰冷却肘。6.品可选用的甲醇(或乙醇)循环器:快用该配件(仅对于动CCS 葡害)给定子提供热的甲醇(或乙醇）有利于试举的替换和溶剂的挥发，试剂与材料
两桐：分析
让：丙酮为易燃试剂，用中成注意安全7.2无水甲醇：分析纯。用做冷却剂，无水甲醇（或乙醇）如果巾于在高湿度条件下使用面含水时，就要用新的无水甲醇(或乙醇)来替换，以确保竭度控制的可靠，计：甲醇为易燃试剂，其蒸气有害，使用中应注意安全和防护。7.3无水乙醇：分析纯。用做冷却剂，无水乙醇如果于在高湿度条件下使用而含水时，就腰用新的无水乙醇(或甲醇)来替换，以确保温度控制的可靠。注：乙醇为另燃试剂,使用中应注意安全和防护。7.4石润醚：分析纯，60--90℃。注：石油醚为易裁试剂，使用中应注意安全。7.5校推油：具有已知粘度和粘温性能的低倾点牛颜油汕。在规定温度下的近似的粘度值刻于表1中，准确粘度值见具体校准油。
在6.6.1中提水锻的选择使用,作为--种危险的化学品,在使用中应注意对其案性的防范。表1校准油
校粪油
1)H,体精确数值从校准油供应商处得到。2）用于校正检查的校准油
B告减
近似\的粘度,mPa·
-15℃
20'℃
8.1在水银、甲醇、乙醇、丙润和石洲醚的使用中应注意防范年和晟燃性。8.2如果甲醇（或乙醇）从仪器中泄瀚出来，在继续试验前应对泄进行修理。25 ℃
:com-30t
9取样
GE/T 6538 --2000
9.1按照GB/T4756方法进行取样，以获得有代表性的无悬浮固体物质和水的试样。当在低于室内的露点温度庆容器中取样时，允许在打开容器之前将试样加热到室温，如果试样中有悬浮的固体物质则使用过滤器或离心机以除去大于5μm的固体颗粒。如搬动试样将会导致空气的夹带而产生错误的粘度结果。
10仪器校正
10.1手动CCS的校正
10.1.1在启用一台新的仪器或更换-~些粘度池的驱动部件(马达，皮带、转速片等)时，均要求测定驱动电流。最初，要每个月复检查驱动电流（在10.1.2中具体讲述），直到驱动电流的改变量在连续的几个月里小于 0.020 A,此后的每三个月检查一次，10.1.2测定驱动电流：将转速计的捕头接在与之相吻合的\CAL\（校正)门上，按照第11章所讲述的那样在一20欠的温度下运行3500mPa，s的粘度标准样。当马达转动时，通过调节电流调节器，使度表上的读数达到0.240土0.010。在尔后任何度下的所有的校正和试验都要保持这一电流常数。当为了保持0.240士0.(10的读数面必须改变电流值时，仪器要按照10.1.3中描述的那样重新校正。101.3校正步骤：在每一个温度下按11竞的内容懂用表1规定的校维进行校正。10.1.3.1当通常测定的试样的粘度值集中于一个很窄的粘度范围时，可以最少使用三个包括被测试祥粘度范围的校准油。
10.1.4：校正曲线的准备：在双对数坐标纸或专用的线性图形纸上绘制转速读数与其函数校准油粘度的光滑曲线。尽可能使凶建立的各点达到最佳的拟合。绘制得不好的曲线将会导致人量的错误。图1为一条典型的曲线。也可以使用10.1.4.1中的方程作为绘图法的一个替代方法。10.1.4.1作为替代片法的力程计算表达式：在·二个有限的粘度范丽之内的校正数据能够很好地遵从如下方程www.bzxz.net
9=b,/N +b + bN
武中：——粘度，
品,b1.b2—一至少用兰个校准标样测得的常数；N——观察到的速度计读数。
10.1.4.2当有三组以上的数据可供使用时，将这些数据代回到下面的方程计算常数句，和b的值：N=+bN+N
中中中国国电心心
++++++*+( 3 )
10.1.5当用一个参考油检查时，如果与由校正曲线计算的数值相差大于士5%，要重新检查温度探头的校正并重新运行校谁油。
注：在每个温度下都座有独立的曲线和方程。然而，如果在两个或更多个温度下较正的数据适合于一条曲线或方程而没有偏差，该曲线或方程就可用于这些温度。OL
10.2自动CCS的校正
GB/T 6538 2000
转速计读数
图1典型的棱止曲线
0.60.70.8
10.2-1在启用一台新的仪器或更换一些粘度池的驱动部件(马达,皮带等)时,均要求测定驱动电流。最初，要每个月重复检查驱动电流（在10.1.2中具体讲述），直到驱动电筑的改变量在连续的几个月里小于0.020A，此后的每三个月检查一次。0.2.2驱动电流的测定：在一20C条件下接照11章中的步骤运行在一20时粘度为3500mPa%的校准油，当打π马达时，用电流调节器将转了的转速调节到0.240士0.010（在1算机显示器上以速度示出来)。在尔后任何温度下的所有的校正和试验都要保持这~-电流常数。当使用3500 mPas的粘度校准油在一20℃条件下为厂保持0.240士0.010的读数而必须改变电流值时，要按照10.2.B中播述的那样重新校正仪器。
10.2.3校正步骤:按照第12 章的步骤,症每一个温度下,使用表 1中相应温度下的校准油进行校正，10.2.3.1当通常测定的试样的粘避值集中于个很窄的粘度范围时，可以最少使用三个包括被测试样粘度范涵的校准油。
10.2.4校正方程接照10.1.4.1中描述的那样，计算机程序将每一个校正温度下粘度范用内至少三组以上的数据(粘度和速度)进行回归。10.2.5当运行一个校准油进行检查时，如果与储存的校正方程计算的数值相差人于土5%，要重新检查温度探头的校正或重新运行校准汕。11手动CCS操作步骤
GB/T6538:2000
11.1建立校旺曲线或方程（参见第10章），在进行·系列的测定之前，应使用少量校准油对仅器逃行全面的检查，并对每一个需要的温度进行校正，当运行作为校止检查（见表1角注2)的试样时的驱动电流与在10.1.2中确定的电流差大于0.005A时.需对原先按10.1.2非骤确定的电流值进行重新的设定；在运行15之后观繁并极对电流值。当测宽的粘度校准池数值与标称俏之差大于主5%时，需车新运行一次以确认观察的正确性。确认后，按10.1.2步骤重新校止：注，建议每篇6个并使用参考盲样对仪器性能进行全面的检查，11.2用一只滴管将试样注人注油管，一定要确保试样充满转子和定子的间隙并将转子以上部分完全充满。用手转动转子确保试样流过时完全浸过了转子和定子的表面。将壮样臂完全注满，并在臂子的一买捕个橡胶塞。对于粘弹性的试样来说，当送启动的见112.2！，为了阻上试样将像矮塞从管子中挤出而便度池剪切区的试样排空，必须压紧此橡胶塞，凭附录A为高粘弹理试样提供的专用步骤。注：有些试样在室温条件打有足够大的粘度，以致于无法流入转子与定子之间的坏形面。允许将别些在室漏条件下运动粘度超过100mm/s（cSt的试伴热层（不要超过50）再法入到粘度池，11.2.1打开温度和冷却剂流动控制并关将定子冷却，确保最佳的温度控制-见6.6.1和6.6.1.1，记录冷都剂流出的时简（使用移表或其他以秒为单位的计时器）。控制任30一605内达到20的试验温度，一30℃的试验湿度应在60-~90$内达到。如果没有达到这些要求，应更换甲醇(或艺醇)（见6.7)或调节甲醇（或乙醇）的冷却温度。温度指示表和仪器对冷却劑流动的循环控制表明温度已经到达。调节用于温度指示的示零投表的设置钮，使夜表的读数略在零点的逆一点，这择，在试验温度启动马达吋，无需做太多的调节。
11.2.1.1如果达到设定度的时间过慢满足不了姐上的要求，要更换冷却甲醇（或乙醇)(见6.7)或降低玲却甲醇(或乙醇)的温度(见 6.6)。11.2.1.2如果达到设定温度的时间快于上面所要求的时间，应升高冷却冲醇（或乙醇)的遍度以获得更满意的控温效果。
11.2.2在冷却剂流动18s后启动马达。11.2.3将转速计插头接在标有\CAL\字样的接插口上在马达打开后立即记录转速计的读数：如果转速计的读数升商然后又很快降低到比最商读数小至少5别的置，说明在剪切区域可能有残存的溶剂。在温度控制不好（温度计显示表明）时也会发生数字速度计非正常的变化或模拟仪表表针的偏移。最通常的情况是热电偶与定了的测温孔之间的接触不好。此时应终止运行，抽去试样并按11.3的步骤清洗.用新试样按11.2的步骤重新运行。11.2.4在马达启动后60s土5s记录转速，在没有使用数字仪丧的情况下，模拟仪表的读数估至最小分度的十分之一。关闭马达和拎却剂控制开关。11.3按如下步骤清洗冷启动模拟机。11.3.1消洗时开启热甲醇（或乙醇)循环器加热定子（35~~45）.保特热甲醇（或乙醇)的流动直到11.3.2完成。见11.3.3替代月法。11.3.2先用石油醛然后用内酮清洗转子/定子块（溶剂易燃应小心使用），用真空泵干燥粘度测定池。在干燥的最后阶段，用手转动转子儿阖以确渠转于和定于的问隙是清洁十燥的，11.3.3可以象11.2中的那样，使用30mL以.点的下种试样冲洗粘度池中原有的试样并将其充满，作」3.和.3.2用溶剂清洗的一个替代方法，11.4为了防止仪器因偶然开启而造成损坏，完成全部的试验之后应在仪器中保留最后的试样。该试样也可以作为在仪器停用一段时间后第一个运行的试样。这样可使仪器市电子元件和马送达到预热。在没做新的试样之前，不记录此试伴的转速计数据。-com12自动CCS操作步骤
12. 1按 10.2的步骤建立校正方程。GB/T 65382000
12.2将试样装在60mL的玻璃瓶十，把玻壤瓶放在适当的位置，在计算机上标示试样编号。12.2.1对于全自动的CCS,将玻璃瓶放在试样架上，在计算机程序中标注每一个试样在试样架上的位置和试验温度。建议把校正试或二级标准样敬在试验架:并标注，做为校正检查样用。12.2.2当运行校正试样或：二级标准样其结果超出预期值的土5%时，此结果应值得怀疑。12r3 一计算机程序运行后,新的试样将自动冲洗择粘度池中原有的试样而不使用溶剂。溢度和(CS 马达的运行将由计算机来控制。转子速度的测定和试样粘度的计算可从计算机屏幕上看到。123.1无需对粘度池进行加热和溶剂清洗即可进下一试样。13报告
13.1手动cCS报告
13.1.1从10.1.4的曲线或10.1.4.1的式(2)中以毫帕斯卡秒（mPas)为单位计算试样的表规粘度。准确到 10 mPa·s
13. 2自动 CCS 报告
在计算机根示器上显示山计算的粘度。准确到 10 mPa 5。74精密度与偏差
按下述规定判断试验结果的可靠性（95%置信水平。14.1精密度，该试验方法的精密度是通过多个不同试验室的统计结果测定的。所使用的试伴的温度泄围为-5～—30℃,粘度范用为1560--10200mPas。14.1.重复性：由同一试验者使用同一台仪器对同一试样所获得的两个结果之案不应超过平均值的5.4%
2再现性，由不同试验者在不尚试验室对同一试样所得两个单一和独立的结果之差拆应超过平14.1.2
均值能8.9%，
14.2偏差：由丁低温下发动机油表观粘度仪被定义在这个试验方法中，故测定发动机油低温表观粘度的程序没有偏差。
14.3白动仪器的精密斑：没有发自动的和全自动的CCS与手动的2型CCS存在偏差，且其有和手动仪器一样好的稍度，
关链字
151表观粘度；冷启动：启动；发动机油；石油和石油产品，粘度，GB/T6538--2000
附录A
（标的附录）
使用乎动CCS仪器测定高粘弹性试样的专用步骤A1在低温条件下冷启动模拟机.上的试样能表现出不尚的特性，进而要求在试验步骤上作相应的变化。在转手启动后，一些高粘弹性的试样会沿着转子轴的方向盘旋。如果试样从剪切这爬升，转子的速则会明显地增加。通常使用在注样管（参见11.2)上加橡胶塞的办法就能保证第11章中试验步骤顺利进行：然面，具有很高粘弹性的试样一定要使川专旧的试验步骤。A2～A7的试验步骤既可收用于粘弹性试样也可以用于非粘弹性试样，在很短的时间里A5比11.2的操作步骤要繁琐，出于校正曲线会有轻微的差别,敏必须以相同的步骤运行按准油。A2用一只滴管向注样管加入试样.使其充满转子和定子的间隙，让液面漫过转子约1mm。当试样从转子的两边溢出时，用手转动转子以确保试样完全浸透了转子和定子的表面。A3将温度和冷却剂控制开关打开,将定了冷却,试验温度在-20C以上时控制在 30～60 s达到试验温度；试验温度在一30℃以上时控制在60～90s达到。确认好选择的试验温度，开动模拟器均达运行个低粘真的试样择来设是冷胡剂循环器的摄度设定值：提供给粘度池的冷却的温度低于试验温度药10C。温度探头与定子上的测温孔之间必须有良好的传热性。测温孔必须定期清理（见6.6.1）。A4将调岑旋钮设在略低下试验温度的位置，这样当转子在试验温度下启动时不必过多地调节温度。A5当试验温度到达时、启动计时器（以温度指示仪表和冷却剂循环器的动作为根据），在计时器启动108土2以后，直接向粘度池巾加人补充样.以使粘度池完全充满。A6在计时器启动后的30 s士2 s启动马达。A7从马达启动后的105十2s记录转速计的读数，准确到0.001个单位。关闭马达和冷却剂循环控制开关。
48按11.3到11.3.3的步骤清洗冷启动模拟机，测定高粘弹件发动机油表观粘度的精确度没有确定·预计比14.[和14.2中所确定的要低49
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