測(cè)試柴油的潤(rùn)滑性：不同加油站的燃油價(jià)格如何？

介紹

柴油作為內(nèi)燃機(jī)的燃料，還應(yīng)潤(rùn)滑燃油泵中的齒輪箱等運(yùn)動(dòng)部件。高頻往復(fù)式試驗(yàn)臺(tái)（HFRR）是由Infineum和倫敦帝國(guó)理工學(xué)院開(kāi)發(fā)的一種磨損試驗(yàn)方法，用于測(cè)定與潤(rùn)滑性有關(guān)的柴油質(zhì)量。HFRR的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)方法和結(jié)果在ASTM D6079和ISO 12156等標(biāo)準(zhǔn)中有很好的描述。HFRR是一種強(qiáng)有力的潤(rùn)滑工具，它已成為污染控制的關(guān)鍵因素。

HFRR試驗(yàn)方法得到了控制柴油質(zhì)量及其污染物排放的多個(gè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。歐盟（EU）的EN 590規(guī)定了在歐盟銷(xiāo)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(rùn)滑性能的情況下完全脫硫柴油（見(jiàn)圖1）。這將使內(nèi)燃機(jī)工作更清潔，減少氮氧化物/一氧化碳/碳?xì)浠衔锖皖w粒物（PM）。

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

本研究的目的是評(píng)估格羅寧根（荷蘭）不同加油站柴油的潤(rùn)滑性。這些加油站是隨機(jī)選擇的，我們使用Ducom HFRR來(lái)驗(yàn)證它們是否符合EN 590。

 圖1。EN 590規(guī)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(gòu)的（見(jiàn)表1）。在第二個(gè)過(guò)渡期，根據(jù)荷蘭的冷濾器堵塞點(diǎn)（CFPP）規(guī)范（3月1日至4月14日）采集柴油樣品。

表1。來(lái)自荷蘭格羅寧根道達(dá)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(jié)專(zhuān)門(mén)針對(duì)本研究。

HFRR潤(rùn)滑性：本研究采用了Ducom儀器（荷蘭）制造的柴油潤(rùn)滑HFRR高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī) 4.2（見(jiàn)圖2）。Ducom HFRR是一種圓盤(pán)式摩擦計(jì)，具有線性往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)（或振動(dòng)器）、摩擦壓電傳感器和溫度控制單元，符合ASTM D6079（見(jiàn)表2）。根據(jù)ASTM D6079標(biāo)準(zhǔn)確定了球平均磨損痕直徑（MWSD），并作為比較不同柴油潤(rùn)滑性能的關(guān)鍵指標(biāo)。作為我們的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，在測(cè)試柴油之前，使用參考液A和參考液B驗(yàn)證了Ducom HFRR。在所有情況下，平均磨損疤痕直徑值均在ASTM D6079規(guī)定的低和高驗(yàn)收限內(nèi)（見(jiàn)補(bǔ)充材料中的圖S1和S2）。

所有試驗(yàn)均按三倍進(jìn)行，以驗(yàn)證重復(fù)性和統(tǒng)計(jì)分析。

圖2。本研究中使用的Ducom高頻往復(fù)式鉆機(jī)（HFRR 4.2）說(shuō)明。

表2。柴油潤(rùn)滑性試驗(yàn)參數(shù)符合ASTM D6079，使用Ducom HFRR。

Mooha:HFRR嵌入Mooha等自動(dòng)化軟件，通過(guò)移動(dòng)或桌面平臺(tái)，幫助我們持續(xù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量和儀器健康狀況。本研究中的所有數(shù)據(jù)集都被捕獲、標(biāo)記并安全地存儲(chǔ)在云中（或我們的組織服務(wù)器中），無(wú)需操作員的任何干預(yù)。幾秒鐘后，所有來(lái)自HFRR的大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告出來(lái)了。Mooha也是一個(gè)自動(dòng)化的實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)，它幫助我們進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤、測(cè)試比較、統(tǒng)計(jì)圖表和報(bào)告生成，用于本研究。

Mooha是Ducom Digital開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。

圖3。Mooha儀表板界面，用于（A）實(shí)驗(yàn)室的性能分析和（B）實(shí)驗(yàn)室中執(zhí)行的所有測(cè)試的數(shù)據(jù)集歷史記錄?？梢酝ㄟ^(guò)搜索儀器序列號(hào)、操作員ID或測(cè)試描述來(lái)可視化數(shù)據(jù)。此外，還提供了更多選項(xiàng)：用戶(hù)管理、設(shè)備管理、分析和排名、AI排名、事件日志和存檔。

結(jié)果

滾珠平均磨痕直徑（MWSD）：如圖4所示，本研究報(bào)告的所有平均磨痕直徑（MWSD）均在荷蘭供應(yīng)柴油的最高M(jìn)WSD限值范圍內(nèi)，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(biāo)準(zhǔn)偏差顯著更高。柴油機(jī)G10的MWSD值最低（183+5μm），其次是柴油機(jī)G3和G4（分別為187+1和188+1）。請(qǐng)參考圖S3查看球上的磨痕圖像。

圖4。使用Ducom HFRR測(cè)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(yàn)收限值，即MWSD<234μm。

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

圖5。所有試驗(yàn)柴油的摩擦系數(shù)演變。標(biāo)準(zhǔn)偏差表示每種柴油機(jī)類(lèi)型進(jìn)行三次試驗(yàn)。

  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(rèn)為是最好的燃料/加油站，如G 10。

結(jié)論

該隨機(jī)抽樣研究表明，所有加油站均符合EN590規(guī)定的柴油潤(rùn)滑性限值。然而，加油站之間的柴油潤(rùn)滑性存在差異。使用Ducom HFRR非常成功地發(fā)現(xiàn)了不同加油站之間柴油潤(rùn)滑性的細(xì)微差異。

補(bǔ)充材料

圖S1。參比流體A的HFRR研究（A）在Ducom高頻往復(fù)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程中參比流體A摩擦系數(shù)的變化。在每五次柴油試驗(yàn)后，使用參考液A驗(yàn)證HFRR的準(zhǔn)確性和校準(zhǔn)。（B） 試驗(yàn)球的平均磨痕直徑值均符合ASTM D6079規(guī)定的驗(yàn)收限值（284至438μm）。（C） 球的光學(xué)顯微鏡圖像。

圖S2。（A） 參考液B在Ducom高頻往復(fù)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程中記錄的摩擦系數(shù)的變化。在柴油每五次試驗(yàn)后，使用參考液B驗(yàn)證HFRR的準(zhǔn)確性和校準(zhǔn)。（B） 測(cè)試球的平均磨損疤痕直徑值均符合ASTM D6079（632至738μm）規(guī)定的驗(yàn)收限值。（C） 球的光學(xué)顯微鏡圖像。

圖S3。在不同柴油燃料中測(cè)試的球的光學(xué)顯微鏡觀察。圖像是每種類(lèi)型的一個(gè)代表性測(cè)試。

圖S4。試驗(yàn)柴油的平均摩擦系數(shù)。通過(guò)三次試驗(yàn)確定標(biāo)準(zhǔn)偏差。

表S1。在不同柴油中測(cè)試的鋼球上測(cè)得的平均磨痕直徑的平均值。