应用介绍

测试柴油的润滑性：不同加油站的燃油价格如何？

介绍

柴油作为内燃机的燃料，还应润滑燃油泵中的齿轮箱等运动部件。高频往复式试验台（HFRR）是由Infineum和伦敦帝国理工学院开发的一种磨损试验方法，用于测定与润滑性有关的柴油质量。HFRR的设计、试验方法和结果在ASTM D6079和ISO 12156等标准中有很好的描述。HFRR是一种强有力的润滑工具，它已成为污染控制的关键因素。

HFRR试验方法得到了控制柴油质量及其污染物排放的多个监管机构的认可。欧盟（EU）的EN 590规定了在欧盟销售的柴油物理性能的限制。例如，柴油中的硫含量有限制，其目的是在不影响其润滑性能的情况下完全脱硫柴油（见图1）。这将使内燃机工作更清洁，减少氮氧化物/一氧化碳/碳氢化合物和颗粒物（PM）。

注：硫与钢反应形成硫化铁层，起润滑作用。脱硫不利于柴油的润滑性。因此，在低硫柴油中加入可替代的润滑分子，很少有能形成润滑硼酸和生物柴油的硼基化合物。

本研究的目的是评估格罗宁根（荷兰）不同加油站柴油的润滑性。这些加油站是随机选择的，我们使用Ducom HFRR来验证它们是否符合EN 590。

 图1。EN 590规定了2014年、2016年和2018年的硫含量（ppm）和平均磨痕直径（um）（欧盟排放VI）。

材料和方法

柴油：柴油样品是从荷兰格罗宁根市的不同加油站采购的（见表1）。在第二个过渡期，根据荷兰的冷滤器堵塞点（CFPP）规范（3月1日至4月14日）采集柴油样品。

表1。来自荷兰格罗宁根道达尔、壳牌、塔姆石油、埃索、Avia、AmiGo、Fieten Oilie和Tango（Q8）加油站的柴油。“代码”一节专门针对本研究。

HFRR润滑性：本研究采用了Ducom仪器（荷兰）制造的柴油润滑HFRR高频往复试验机 4.2（见图2）。Ducom HFRR是一种圆盘式摩擦计，具有线性往复发动机（或振动器）、摩擦压电传感器和温度控制单元，符合ASTM D6079（见表2）。根据ASTM D6079标准确定了球平均磨损痕直径（MWSD），并作为比较不同柴油润滑性能的关键指标。作为我们的标准协议，在测试柴油之前，使用参考液A和参考液B验证了Ducom HFRR。在所有情况下，平均磨损疤痕直径值均在ASTM D6079规定的低和高验收限内（见补充材料中的图S1和S2）。

所有试验均按三倍进行，以验证重复性和统计分析。

图2。本研究中使用的Ducom高频往复式钻机（HFRR 4.2）说明。

表2。柴油润滑性试验参数符合ASTM D6079，使用Ducom HFRR。

Mooha:HFRR嵌入Mooha等自动化软件，通过移动或桌面平台，帮助我们持续监控数据质量和仪器健康状况。本研究中的所有数据集都被捕获、标记并安全地存储在云中（或我们的组织服务器中），无需操作员的任何干预。几秒钟后，所有来自HFRR的大数据的统计分析报告出来了。Mooha也是一个自动化的实验室信息系统，它帮助我们进行数据跟踪、测试比较、统计图表和报告生成，用于本研究。

Mooha是Ducom Digital开发的产品。

图3。Mooha仪表板界面，用于（A）实验室的性能分析和（B）实验室中执行的所有测试的数据集历史记录。可以通过搜索仪器序列号、操作员ID或测试描述来可视化数据。此外，还提供了更多选项：用户管理、设备管理、分析和排名、AI排名、事件日志和存档。

结果

滚珠平均磨痕直径（MWSD）：如图4所示，本研究报告的所有平均磨痕直径（MWSD）均在荷兰供应柴油的最高MWSD限值范围内，G1加油站的柴油显示出最高的MWSD值（即210+9µm），与其他柴油相比，标准偏差显著更高。柴油机G10的MWSD值最低（183+5µm），其次是柴油机G3和G4（分别为187+1和188+1）。请参考图S3查看球上的磨痕图像。

图4。使用Ducom HFRR测试的所有柴油的球平均磨痕直径（MWSD）值。所有柴油都符合EN 590/EU VI验收限值，即MWSD<234µm。

摩擦系数：如图5所示，柴油的平均摩擦系数总体上没有显著差异，柴油G1和G5的摩擦系数最高和最低（分别为0.176+0.004和0.167+0.004）。摩擦和磨损没有任何关系，如图6所示。

图5。所有试验柴油的摩擦系数演变。标准偏差表示每种柴油机类型进行三次试验。

  图6。不同柴油的摩擦与磨损。加油站的排名是基于摩擦和磨损值。较低的摩擦和磨损被认为是最好的燃料/加油站，如G 10。

结论

该随机抽样研究表明，所有加油站均符合EN590规定的柴油润滑性限值。然而，加油站之间的柴油润滑性存在差异。使用Ducom HFRR非常成功地发现了不同加油站之间柴油润滑性的细微差异。

补充材料

图S1。参比流体A的HFRR研究（A）在Ducom高频往复试验台试验过程中参比流体A摩擦系数的变化。在每五次柴油试验后，使用参考液A验证HFRR的准确性和校准。（B） 试验球的平均磨痕直径值均符合ASTM D6079规定的验收限值（284至438µm）。（C） 球的光学显微镜图像。

图S2。（A） 参考液B在Ducom高频往复试验台试验过程中记录的摩擦系数的变化。在柴油每五次试验后，使用参考液B验证HFRR的准确性和校准。（B） 测试球的平均磨损疤痕直径值均符合ASTM D6079（632至738µm）规定的验收限值。（C） 球的光学显微镜图像。

图S3。在不同柴油燃料中测试的球的光学显微镜观察。图像是每种类型的一个代表性测试。

图S4。试验柴油的平均摩擦系数。通过三次试验确定标准偏差。

表S1。在不同柴油中测试的钢球上测得的平均磨痕直径的平均值。