GB/T 6538-2010 发动机油表观黏度的测定 冷启动模拟机法 GB/T6538-2010 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS75.100
CCSE34
中华人民共和国国家标准
GB/T6538—2022
代替GB/T6538—2010
发动机油表观黏度的测定
冷启动模拟机法
Determination of apparent viscosity of engine oils--Using the cold-cranking simulator2022-10-12发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-10-12实施
GB/T6538—2022
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T6538-2010《发动机油表观黏度的测定冷启动模拟机法》，本文件与
GB/T6538一2010相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a）本文件的测定范围由“一5℃～一35℃”修改为“一10℃～一35℃\（见第1章，2010年版第1章)；
b）本文件正文只保留了自动仪器的相关内容，将手动仪器相关内容放到附录A中（见第1章、第8章至第11章和附录A，2010年版第1章、第9章至第13章)；c
增加了超声波震荡消除气泡方法的应用(见第5章)；本文件的校准油数量由13个增加到27个（见第6章，2010年版第6章)；e
对自动仪器校准过程中标准物质的选择增加具体的要求（见第6章和第8章）；f
更改了取样要求，删除过滤器除去5μm以上的颗粒物，增加不建议采用过滤的方式去除悬浮物（见第7章，2010年版第8章）；更改了自动法结果的报告方式，结果不需要精确到10mPa·s（见第10章，2010年版第12章)；
精密度部分，针对冷却剂制冷和热电式制冷两种方式分别规定了不同的重复性与再现性要求（见第11章，2010年版第13章）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会（SAC/TC280)提出并归口。本文件起草单位：中国石化润滑油北京有限责任公司。本文件主要起草人：郑光、张敏。本文件所代替文件的历次版本发布情况为：—1986年首次发布为GB/T6538一1986，2000年第一次修订，2010年第二次修订；一本次为第三次修订。
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汽车发动机油的冷启动模拟机(CCS)法表观黏度与低温下发动机的启动性有关。该表观黏度不适合于预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美国协调研究委员会CRCL-49使用一系列参考油试验测得的，该参考油在一17.8℃时的表观黏度介于600mPa·s~8400mPa·s之间，在-28.9时的表观黏度介于2000mPa·s~20000mPa·s之仪器的测量范围取决于设备的型号和配套的软件版本。间。
由于CRCL-49试验远不如冷启动模拟机(CCS)程序精确和标准，所以冷启动模拟机(CCS)表观黏度无需精确地预测一个油品在指定的发动机中的启动性能。然而，冷启动模拟机（CCS)表观黏度与平均的CRCL-49发动机启动性试验结果基本吻合。冷启动模拟机(CCS)表观黏度与发动机启动之间的关系是通过在一1℃～一40℃温度下对17个成品油（SAE黏度等级分别为5W、10W、15W和20W)的研究得出。研究中同时评价了合成型与矿物型的润滑油产品。
轻负荷发动机低温启动性和用冷启动模拟机(CCS)测量得到的表观黏度之间的相关性研究是通过在一5℃～一40℃温度下用10台20世纪90年代生产的发动机对6个成品油（SAE黏度等级分别为oW、5W、10W、15W、20W和25W)的试验得出的。发动机油表观黏度的测定
冷启动模拟机法
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警示一一使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件的使用可能涉及某些有危险的材料、设备和操作，本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围
本文件规定了采用冷启动模拟机(CCS)法测定发动机油表观黏度的方法。本文件适用于测定温度一10℃～-35℃、表观黏度900mPa·s～25000mPa·s的发动机油。2
规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
石油液体手工取样法
GB/T4756
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
Newtonianfluid
牛顿液体
黏度不随剪切速率改变的液体。［来源：GB/T4016—2019,2.05.018]3.2
非牛顿液体
non-Newtonianfluid
黏度随剪切应力或剪切速率的变化而改变的液体。［来源：GB/T4016—2019，2.05.019］3.3
viscosity
施加的剪切应力和剪切速率之间的比率，可用公式(1)表示为：=t/
式中：
n—表观黏度，单位为毫帕秒(mPa·s)；t——单位面积上的应力，单位为毫帕(mPa)；——剪切速率，单位为每秒(s-1）。注；有时称其为动力黏度系数，该系数用来衡量液体流动阻力的大小。.（1)
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表观黏度apparentviscositywww.bzxz.net
用于表征非牛顿液体流动阻力特性的术语。注：由于许多发动机油在低温条件下是非牛顿液体，其表观黏度会随剪切速率而变化。［来源：GB/T4016—2019，2.05.011]3.5
校准油
由calibrationoil
具有已知表观黏度和黏温性的油品，用于确定表观黏度与冷启动模拟机（CCS)转子速度之间的校准关系。
白viscoelasticoil
黏弹性油
在转子运转期间，会沿转子轴向上爬的非牛顿液体。4
4方法概要
一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样，通过调节流过定子的冷却剂的流量来维持试验温度，在靠近定子内壁的位置测定这一温度。校准转子的转速使之作为表观黏度的函数。通过转子速率的校准值和测定值来确定试样的表观黏度。本文件提供了用冷启动模拟机(CCS)测定发动机油表观黏度的手动和自动两种测定方法，正文适用于自动冷启动模拟机(CCS)，附录A适用于手动冷启动模拟机(CCS)，附录B适用于测定高黏弹性油。5仪器
仪器类型
本文件有两类仪器可以使用，5.2和5.3给出自动冷启动模拟机（CCS)的详细规定，A.1给出手动冷启动模拟机(CCS)的具体规定。5.2
自动冷启动模拟机(CCS)
自动冷启动模拟机(CCS)包括以下部分：直流(dc)马达，可以驱动转子(位于定子中)；转速传感器，用于测定转子转速：一直流电流表和精确的电流调节旋钮；定子温度控制系统，能保证温度控制在设定温度的士0.05℃；-循环制冷机，配合温度控制系统使用；试验样品进样器；
一计算机包括计算机接口。
5.3自动进样器
在计算机控制下无需操作者参与，即可以连续多次测定试验样品的设备。校准过的热电偶
置于定子内表面附近，用于指示试验温度。温度传感器与定子内表面应热接触良好；定期清洗定子2
的内表面并替换高含银的导热介质。5.5
制冷系统
采用冷却剂制冷的定子要求如下。5.5.1
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与冷却剂接触的定子，通过制冷机将冷却剂的温度保持在比测试温度低至少10℃的水平。—当制冷温度低于一30℃时，可能需要两级制冷系统。一冷启动模拟机（CCS)与制冷机之间的连接管应尽可能地短（要小于1m）且有良好的隔热措施。
一冷却剂为无水乙醇或无水甲醇。如果冷却剂使用环境的湿度较高，导致无水乙醇或无水甲醇吸水，那么应使用新的无水乙醇或无水甲醇替换，以确保温度在可控范围内。如果无水乙醇或无水甲醇从仪器中泄漏出来，在继续试验前应先处理泄漏问题。5.5.2采用热电式制冷的定子要求如下：为了保持试样测试温度，水或其他适当液体的冷却温度应在5℃左右；一为防止冷却剂结冰阻塞制冷机管路，冷却剂中应含有10%乙二醇或其他符合制造商说明书的溶液。
超声波浴
5.6.1可选设备，工作频率为25Hz～60Hz，典型输出功率不大于100W，尺寸要求能够容纳样品杯，且不带加热功能。可用于试验前对黏性样品进行散热和消泡处理。5.6.2可以使用超出上述工作频率及输出功率的超声波浴，但实验室应进行数据比较，以确保使用这两类超声波浴得到的测试结果一致。6试剂与材料
丙酮：分析纯。
警示——易燃，有害健康。
无水乙醇：分析纯，用作冷却剂。警示—易燃，有害健康。
3无水甲醇：分析纯，用作冷却剂。6.3
警示—易燃，有害健康。
6.4石油醚：分析纯，60℃～90℃。警示—易燃，有害健康。
校准油：表1显示了在每个测试温度下可能使用的校准油组合。在规定温度下，近似的表观黏度值见附录C，准确表观黏度值见具体校准油。3
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测试温度下的校准油组合
-10℃
-15℃
测试温度
-25 ℃
校准油牌号
注1：加方框的字母为首选校准油。注2：从A组中至少选择一种校准油，优先选择首选校准油。一35℃～一25℃，A组表观黏度为800mPa·s～注3：从B组中至少选择三种校准油。-35℃～—20℃，B组表观黏度为1000mPa·s～15000mPa·5;1500mPa·s;20℃~-10℃,A组表观黏度为800mPa·s~1400mPa·s-15℃，B组表观黏度为1000mPa·s～13000mPa·s；-10C，B组表观黏度为1000mPa·s~9000mPa·s.
注4；从C组中至少选择一种校准油。一35℃～一20℃，C组表观黏度大于13500mPa·S；15℃，C组表观黏度大于11500mPa·s;-10℃，C组表观黏度大于9000mPa·s。7取样
按照GB/T4756方法进行取样，以获得有代表性的、无固体悬浮物和水的样品。当容器中的样品7.1
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温度低于室内的露点温度时，应在打开容器前将样品加热到室温。当样品中含有悬浮物时，应使用离心机除去5μm以上的颗粒物，取上清液测试，不建议采用过滤的方式去除悬浮物。试验前，不应摇动样品，否则样品容易夹带空气，并导致错误的表观黏度结果。7.2对于某些类型样品，例如在样品中容易夹带空气或气泡的黏性润滑油，可使用不打开加热功能的超声波浴（见5.6)，一般超声5min可以有效消泡。8校准
8.1电流检查周期
在启用一台新的仪器或更换黏度池的驱动部件（马达、皮带、转速传感器等）时，均应测定马达电流。最初，应每个月重新检查马达电流（见8.3)，直到马达电流的变化量在连续的几个月里小于0.005A，此后每三个月检查一次。附录D给出了校准过程流程图。8.2温度校验
使用温度校验插头(TVP)确认仪器能够准确计算温度。8.2.2
从仪器的后面板拔掉温度传感器插头，插上温度校验插头的高温插头。从电脑软件中选择温度校验功能，输人对应的温度校验插头的电阻值，并记录显示的温度差值。8.2.3
用第二个插头重复以上操作。
记录的温度差值应小于0.06℃，否则联系仪器厂家维修。8.3电流的校准和核查
8.3.1在电脑软件上选择设定马达电流选项，在一20的温度下运行表观黏度约3500mPa·s的校准油，CL250符合本文件要求。此程序会冷却试样到一20℃并恒温。如果是重新校准，按照8.3.2操作。如果是核查马达电流，按照8.3.3操作。8.3.2马达启动20s后，监控马达转速，并通过调节电流调节旋钮设定转速到0.240kr/min士0.001kr/min(在电脑显示屏的\SPEED\中显示），此项操作应在马达启动后50s～75s内完成。如果超时，按照8.3.1重复操作。
8.3.3如果是核查马达的电流，记录马达启动后55s～60s的转速。如果转速在0.240kr/min士0.005kr/min范围内，记录转速和电流，然后继续试验。也可以调整转速到0.240kr/min，并记录新的电流值，调整电流后，可重新校准，也可以不校准。如果连续两次电流核查，都调整了电流，且调整方向相同，应重新校准。若未校准电流，则执行第9章，否则按8.4执行。8.3.4如果核查发现马达转速超出0.240kr/min士0.005kr/min，调整转速到0.240kr/min，并记录电流值，按照8.4校准。
8.4校准步骤
8.4.1在每个测试温度下，按照8.4.2的选择标准和第9章的步骤操作，使用表1中列出的该温度下的校准油校准仪器。
8.4.2校准油应符合以下要求：从表1的A中至少选择一种校准油，从B中至少选择三种校准油，从C中至少选择一种校准油。从B中挑选校准油时，所选校准油的黏度应均匀地分布在该系列的黏度范围。所选择的校准油数量要保证提供10组以上的数据，每组数据中包含公式（2)中所需的温度、转速和表观黏度的数值。为获得10组数据，可以对一种校准油测试两次，但这样做可能降低校准的稳健性。5
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如果需要对一种校准油测试两次，不建议连续测试同一个校准油。例如，一35℃的校准油测试顺序为CL090、CL120、CL150、CL170、CL190、CL240，然后重复测试CL090、CL120、CL150、CL170、CL190.CL240.
8.5校准方程
每个温度下计算机回归测量数据的方程如公式（2)所示：B。
3。+B+BXn
式中；
表观黏度，单位为毫帕秒（mPa·s)；B。,B,,B回归系数；
8.6校准要求
转速，单位为干转每分（kr/min）。软件自动计算的回归系数不小于0.99。8.6.1
·（2）
8.6.2校准数据与校准油被认证的表观黏度值的偏差不超过1.6%，最好是所有的偏差都小于1%。8.6.3如果每个测试温度下有3对以上的数据因为超差而舍弃，则重新校准。如果重新校准是在4个工作日内使用一整套校准油完成，则计算回归系数可包括所有校准油的测试数据。如果只是重新测试之前被舍弃了数据的校准油，那么重新测试时，应加上两个之前保留数据的校准油。8.6.4在测试温度下，应尽量在最短的时间内收集完校准数据。当在某一温度下开始和完成校准的时间间隔超过4个工作日，操作者应重新测试最早测定的一或两个校准油，并将数据纳人校准分析中。这是为了保证仪器操作条件与开始校准时一致。如果操作者定期向已确认的有效校准数据中，添加校准数据，4个工作日的期限不再适用。8.6.5在删除离群数据后，每个温度下的校准数据，至少包含10个数据点，且表观黏度值均匀分布在所用的表观黏度范围中。
自动冷启动模拟机(CCS)操作步骤9.1将至少55mL的试样加人到60mL的样品杯中。对于高黏弹性油，可按照附录B操作。当使用微量样品适配器时，操作步骤按附录E规定。注：当使用自动进样器时，确保样品杯的尺寸与样品托盘匹配，样品进样管不会接触到样品杯的底部，防止将沉淀物质吸入仅器中。
9.2输人试样的编号和试验温度。9.3对于配有自动进样器的仪器，重复步骤9.1和9.2，直至所有样品杯都在样品托盘上，所有试样的信息都被输入到计算机的测试表中。建议在每组试样中增加一个质控样品。9.4按照仪器软件的指示开始测试试样。试验过程中，仪器将试样的温度冷却到接近测试温度，并恒温180s。紧接着启动马达，并记录转速，但只有55s～60s的平均转速被用于计算表观黏度。注：新试样将会自动顶替前一个试样，不需要溶剂清洗。温度的控制和马达的运行都由计算机控制。马达转速的测定以及试样表观黏度的计算由计算机执行并显示。5如果质控样品的测试结果与预期值之差超出了本文件的再现性范围，则该组样品测试结果可疑。9.5
如果连续两组结果都可疑，则使用校准油CL250在一20℃重新检查转子转速。如果转子转速超出0.240kr/min士0.005kr/min，查找并解决产生偏差的原因，并且重新校准。6
结果报告
报告在计算机显示器上显示的表观黏度和温度。精密度和偏差
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本文件精密度由测定温度-20℃～-35℃、表观黏度2700mPa·s~15000mPa·s的样品统计获得。按照11.2和11.3的规定判断试验结果的可靠性（95%置信水平）。注；本文件的精密度是由配有4.X或更高版本软件的CCS-4/5型仪器（冷却剂制冷）和配有ViscProCCS软件的CCS-2050/2100型仪器（热电式制冷），通过统计计算得到的。测试样品的温度范围为一20℃～一35℃、表观黏度范围为2700mPa·s~15000mPa·s11.2
重复性(r)
同一操作者在同一实验室，使用同一仪器，按照相同的方法，对同一试样进行测定得到的两个连续试验结果之差不应超过表2中规定的重复性限值。11.3
再现性(R)
不同操作者在不同的实验室，使用不同仪器，按照相同的方法，对同一试样分别进行测定得到的两个单一、独立的试验结果之差不应超过表2中规定的再现性限值。表2
制冷方式
冷却剂制冷
热电式制冷
精密度
重复性(r)
再现性(R)
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A.1仪器
附录A
(规范性）
手动冷启动模拟机（CCS）操作步骤A.1.1手动冷启动模拟机(CCS)包括以下部分：—直流(dc)马达，可以驱动转子(位于定子中)；转速传感器，用于测定转子转速；一直流电流表和精确的电流调节旋钮；一定子温度控制系统，能保证温度控制在设定温度的士0.05℃；循环制冷机，配合温度控制系统使用。A.1.2热电偶：应校准，置于定子内表面附近，用于指示试验温度。A.1.3制冷系统：控制冷却剂温度，使其温度比试验温度至少低10℃。最好使用机械制冷，采用干冰制冷系统也可以取得满意的效果。冷启动模拟机(CCS)与制冷机之间的连接管应尽可能地短且有良好的隔热措施。制冷系统使用的冷却剂为无水甲醇或无水乙醇。A.1.4温度传感器：与定子内表面应热接触良好，定期清洗定子的内表面并替换高含银的导热介质。调节冷却剂的温度使黏度池的温度比试验温度至少低10℃。A,1.5甲醇或乙醇循环器：可选设备，仅适用于手动冷启动模拟机(CCS)。该设备为定子提供热甲醇或乙醇，以便于替换样品、燕发清洗剂。A.2
2试剂与材料
见第6章。
A,3手动冷启动模拟机(CCS)的校准A.3.1电流检查周期
在启用一台新的仪器或更换一些黏度池的驱动部件（马达、皮带、转速传感器等）时，均要求测定马达电流。最初，要每个月重复检查马达电流（见A,3.2），直到马达电流的改变量在连续的几个月里小于0.020A，此后每三个月检查一次。A.3.2测定马达电流
将转速传感器的插头接在与之相吻合的“CAL”插口上，按照第11章所述在一20℃的温度下运行3500mPa·s的表观黏度标准样。当驱动马达转动时，通过调节电流微调旋钮，在转速表上获得一个0.240kr/min士0.001kr/min的读数。在此后任何温度下所有的校准和试验都应保持这一电流常数。在一20的温度下，运行3500mPa·s的校准样时，为保持0.240kr/min士0.001kr/min的读数而需改变电流值时，仪器应按A.3.3重新校准。A.3.3校准步骤
A.3.3.1在测试温度下，按照A.4的步骤，用表1中所列出的校准油进行校准。当被测试样的表观黏度范围很窄时，至少应使用三个校准油，其表观黏度范围应包括被测试样。o
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