含聚合物油剪切安定性测定仪 工作原理

一、测试目的

二、核心工作原理：超声波聚能器空化剪切原理

1. 能量转换过程

1. 仪器超声波驱动电源将工频交流电转换为高频高压电信号；

2. 超声波换能器把高频电能转化为同频率的机械纵向振动；

3. 聚能式变幅杆（聚能头）放大振动振幅，将高强度高频机械振动传递到润滑油试样中。

2. 液体空化剪切核心机理

• 负压阶段：油液内部瞬间形成大量微小真空空泡；

• 高压阶段：空泡瞬间极速破裂、崩塌，产生局部高压冲击波、微射流；

  大量空泡连续爆裂产生强的水力剪切力，高强度拉扯、断裂润滑油里的高分子聚合物长分子链，精准模拟发动机轴承、齿轮处的强剪切破坏效果。

3. 标准化恒温控制原理

1. 水浴槽精准恒定试验温度，消除温度波动带来的粘度测量误差；

2. 循环冷却水持续带走超声波振动产生的大量热量，防止聚能头过热损坏、避免油样受热氧化、粘度发生热衰减，保证剪切过程仅由机械剪切造成聚合物断裂，排除温度干扰。

三、完整试验流程原理

1. 初始粘度检测

   取待测润滑油，在标准温度下测试初始运动粘度并记录。

2. 恒温预处理

   油样装入玻璃试样缸，设备自动升降将聚能头浸入油液，PID 水浴将试样稳定控制在标准试验温度。

3. 定时超声波剪切

   设定标准剪切时长，高频超声波启动，依靠液体空化效应持续对油内高分子聚合物进行强剪切，模拟实际服役剪切破坏；水冷系统全程带走振动热能，恒温维持试验条件。

4. 剪切后粘度复测

   剪切结束，冷却油样至规定温度，再次测试运动粘度。

5. 剪切安定性计算

6. 粘度下降率=（剪切前粘度-剪切后粘度)/剪切前粘度*100%

   粘度下降率越小，代表润滑油内高分子越不容易被剪断，油品剪切安定性越优异。

四、关键组件工作原理

1. 超声波换能器 + 聚能变幅杆

   电能→高频机械振动，放大振动能量，在油液中产生空化效应，是实现高分子剪切的核心部件。

2. PID 水浴恒温系统

   实时采集水浴温度，闭环调节加热功率，把油样温度稳定在标准值，规避温度对粘度、聚合物分子稳定性的干扰。

3. 循环水冷系统

   持续给超声波换能器、聚能杆降温，抑制温升，既保护精密声学部件，又避免油样热老化，保证试验变量只有机械剪切。

4. 自动升降机构

   精准控制聚能头浸入深度，保证每次试验液体浸没条件一致，确保各组样品剪切强度可重复、数据具备可比性。

五、方法合规原理（SH/T 0505）