應用介紹

測試柴油的潤滑性：不同加油站的燃油價格如何？

介紹

柴油作為內燃機的燃料，還應潤滑燃油泵中的齒輪箱等運動部件。高頻往復式試驗臺（HFRR）是由Infineum和倫敦帝國理工學院開發的一種磨損試驗方法，用于測定與潤滑性有關的柴油質量。HFRR的設計、試驗方法和結果在ASTM D6079和ISO 12156等標準中有很好的描述。HFRR是一種強有力的潤滑工具，它已成為污染控制的關鍵因素。

HFRR試驗方法得到了控制柴油質量及其污染物排放的多個監管機構的認可。歐盟（EU）的EN 590規定了在歐盟銷售的柴油物理性能的限制。例如，柴油中的硫含量有限制，其目的是在不影響其潤滑性能的情況下完全脫硫柴油（見圖1）。這將使內燃機工作更清潔，減少氮氧化物/一氧化碳/碳氫化合物和顆粒物（PM）。

注：硫與鋼反應形成硫化鐵層，起潤滑作用。脫硫不利于柴油的潤滑性。因此，在低硫柴油中加入可替代的潤滑分子，很少有能形成潤滑硼酸和生物柴油的硼基化合物。

本研究的目的是評估格羅寧根（荷蘭）不同加油站柴油的潤滑性。這些加油站是隨機選擇的，我們使用Ducom HFRR來驗證它們是否符合EN 590。

 圖1。EN 590規定了2014年、2016年和2018年的硫含量（ppm）和平均磨痕直徑（um）（歐盟排放VI）。

材料和方法

柴油：柴油樣品是從荷蘭格羅寧根市的不同加油站采購的（見表1）。在第二個過渡期，根據荷蘭的冷濾器堵塞點（CFPP）規范（3月1日至4月14日）采集柴油樣品。

表1。來自荷蘭格羅寧根道達爾、殼牌、塔姆石油、埃索、Avia、AmiGo、Fieten Oilie和Tango（Q8）加油站的柴油?！按a”一節專門針對本研究。

HFRR潤滑性：本研究采用了Ducom儀器（荷蘭）制造的柴油潤滑HFRR高頻往復試驗機 4.2（見圖2）。Ducom HFRR是一種圓盤式摩擦計，具有線性往復發動機（或振動器）、摩擦壓電傳感器和溫度控制單元，符合ASTM D6079（見表2）。根據ASTM D6079標準確定了球平均磨損痕直徑（MWSD），并作為比較不同柴油潤滑性能的關鍵指標。作為我們的標準協議，在測試柴油之前，使用參考液A和參考液B驗證了Ducom HFRR。在所有情況下，平均磨損疤痕直徑值均在ASTM D6079規定的低和高驗收限內（見補充材料中的圖S1和S2）。

所有試驗均按三倍進行，以驗證重復性和統計分析。

圖2。本研究中使用的Ducom高頻往復式鉆機（HFRR 4.2）說明。

表2。柴油潤滑性試驗參數符合ASTM D6079，使用Ducom HFRR。

Mooha:HFRR嵌入Mooha等自動化軟件，通過移動或桌面平臺，幫助我們持續監控數據質量和儀器健康狀況。本研究中的所有數據集都被捕獲、標記并安全地存儲在云中（或我們的組織服務器中），無需操作員的任何干預。幾秒鐘后，所有來自HFRR的大數據的統計分析報告出來了。Mooha也是一個自動化的實驗室信息系統，它幫助我們進行數據跟蹤、測試比較、統計圖表和報告生成，用于本研究。

Mooha是Ducom Digital開發的產品。

圖3。Mooha儀表板界面，用于（A）實驗室的性能分析和（B）實驗室中執行的所有測試的數據集歷史記錄?？梢酝ㄟ^搜索儀器序列號、操作員ID或測試描述來可視化數據。此外，還提供了更多選項：用戶管理、設備管理、分析和排名、AI排名、事件日志和存檔。

結果

滾珠平均磨痕直徑（MWSD）：如圖4所示，本研究報告的所有平均磨痕直徑（MWSD）均在荷蘭供應柴油的最高MWSD限值范圍內，G1加油站的柴油顯示出最高的MWSD值（即210+9μm），與其他柴油相比，標準偏差顯著更高。柴油機G10的MWSD值最低（183+5μm），其次是柴油機G3和G4（分別為187+1和188+1）。請參考圖S3查看球上的磨痕圖像。

圖4。使用Ducom HFRR測試的所有柴油的球平均磨痕直徑（MWSD）值。所有柴油都符合EN 590/EU VI驗收限值，即MWSD<234μm。

摩擦系數：如圖5所示，柴油的平均摩擦系數總體上沒有顯著差異，柴油G1和G5的摩擦系數最高和最低（分別為0.176+0.004和0.167+0.004）。摩擦和磨損沒有任何關系，如圖6所示。

圖5。所有試驗柴油的摩擦系數演變。標準偏差表示每種柴油機類型進行三次試驗。

  圖6。不同柴油的摩擦與磨損。加油站的排名是基于摩擦和磨損值。較低的摩擦和磨損被認為是最好的燃料/加油站，如G 10。

結論

該隨機抽樣研究表明，所有加油站均符合EN590規定的柴油潤滑性限值。然而，加油站之間的柴油潤滑性存在差異。使用Ducom HFRR非常成功地發現了不同加油站之間柴油潤滑性的細微差異。

補充材料

圖S1。參比流體A的HFRR研究（A）在Ducom高頻往復試驗臺試驗過程中參比流體A摩擦系數的變化。在每五次柴油試驗后，使用參考液A驗證HFRR的準確性和校準。（B） 試驗球的平均磨痕直徑值均符合ASTM D6079規定的驗收限值（284至438μm）。（C） 球的光學顯微鏡圖像。

圖S2。（A） 參考液B在Ducom高頻往復試驗臺試驗過程中記錄的摩擦系數的變化。在柴油每五次試驗后，使用參考液B驗證HFRR的準確性和校準。（B） 測試球的平均磨損疤痕直徑值均符合ASTM D6079（632至738μm）規定的驗收限值。（C） 球的光學顯微鏡圖像。

圖S3。在不同柴油燃料中測試的球的光學顯微鏡觀察。圖像是每種類型的一個代表性測試。

圖S4。試驗柴油的平均摩擦系數。通過三次試驗確定標準偏差。

表S1。在不同柴油中測試的鋼球上測得的平均磨痕直徑的平均值。