《润滑系统 能效评定方法》

1润滑系统能效评定方法本文件描述了润滑系统（含润滑泵、冷却器、电加热器等主要元件）的能效评定方法。本文件适用于成套润滑系统及其配套元件的能效评定。其他润滑装置亦可参照使用。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GB18613—2020电动机能效限定值及能效等级GB/T38276润滑系统术语和图形符号3术语和定义GB/T38276界定的术语和定义适用于本文件。4能效评定试验总则4.1试验准备及通用试验条件4.1.1制定试验大纲。4.1.2试验前应检查仪表设备安装的正确性及功能适合性，需周期鉴定的仪表设备应在规定的在4.1.3检查被测试系统阀门及控制系统，消除影响正常测试的因素。4.1.4电源：电压波动±5%，频率波动±1%。4.1.5试验用润滑油黏度等级和固体颗粒污染等级应符合润滑系统设计要求。4.2润滑泵试验条件4.2.1试验时油液温度应为40℃±3℃。4.2.2采用转矩转速传感器检测被测试润滑泵输入端的转矩和转速。转矩转速传感器水平安装，采用刚性联轴器时，泵装置同轴度要求小于0.05mm；采用弹性联轴器安装时，泵装置同轴度要求小于0.1mm。转矩转速传感器的安装示意图见图1。2图1转矩转速传感器的安装示意图4.3油水冷却器试验条件4.3.1冷却器冷介质进口温度应为28℃±2℃。4.3.2冷却器冷介质的流量应为冷却器热介质流量的1.5倍。4.3.3热平衡相对误差应小于5%，热平衡相对误差按式（8）计算。4.4电加热器试验条件4.4.1试验油箱容积为1.2m3，油箱内部装润滑油1m3。4.4.2润滑油液从初始温度10℃±2℃加热至25℃±2℃。4.4.3电加热器的电能损失和总的电能之比应小于5%，按式（15）计算。4.5测量准确度测量用仪器、仪表的允许误差应在表1规定的范围内。表1测量用仪器、仪表的允许误差测量类别单位仪器、仪表允许误差温度℃±1.0%F.S压力MPa±1.6%F.S流量L/min±1.5%F.S3测量类别单位仪器、仪表允许误差转矩±1.0%F.S转速r/min±1.0%F.S注：F.S.为仪器、仪表的满量程值。5润滑系统能效评定方法5.1润滑系统能效评定方法润滑系统的能效评定值由电动机、润滑泵、冷却器、电加热器的能效评定值和润滑系统向主机供送的润滑油符合要求的程度采用加权平均方法计算确定，计算方法见式（1）：—润滑系统能效评定值,%；润滑系统的能效评定各分项的权重系数见表2。表2润滑系统的能效评定各分项的权重系数序号分项名称分项能效评定值分项权重系数1电动机40%2润滑泵30%3冷却器4电加热器5润滑系统向主机供送的润滑油符合要求的程度5%5.2电动机能效评定方法电动机能效评定试验方法应按GB18613-2020第6章执行，电动机能效评定值应符合GB5.3润滑泵能效评定方法润滑泵能效评定润滑泵能效评定方法如下：a）测试润滑泵在设定条件下的容积效率、机械效率，计算润滑泵的总效率。将润滑泵的总效率值作为润滑泵的能效评定值。b）润滑泵能效测试原理图参见附录A，润滑泵能效测试安装示意图参见附录B。4试验方法和计算5.3.2.1把零压差下润滑泵的流量视为理论流量。启动被测试润滑泵，调节润滑泵出口压力，当润滑泵出口压力近似为零时(≤0.05MPa），记录此时泵的流量，将零压差下润滑泵的流量记为。5.3.2.2调节润滑泵出口压力至润滑系统最大工作压力，待工况达到稳定后记录此时泵的流量；将泵的实际流量记为，泵的转速记为，泵的转矩记为。5.3.2.3各参数均执行三次测量取其平均值参与计算的原则。5.3.2.4润滑泵经过容积损失后的实际输出功率与润滑泵的理论输出功率之比，称为容积效率，计算方法见式（2）。―泵的实际流量，单位为升每分钟（L/min）；―零压差下润滑泵的流量，单位为升每分钟（L/min）；―润滑泵的进出口压差，单位为兆帕（MPa）。5.3.2.5润滑泵的实际输入功率，计算方法见式（3）。Pr―润滑泵的实际输入功率，单位为千瓦（kW）；Pr图3一润滑泵的转速，单位为转每分钟（r/min)；5.3.2.6润滑泵的理论输出功率与其实际输入功率之比称为润滑泵的机械效率，计算方法见式―润滑泵的机械效率，%。5.3.2.7润滑泵的实际输出功率与实际输入功率之比叫泵的总效率。泵的总效率为容积效率与机械效率的乘积，计算方法见式（5）。——润滑泵的总效率，%。5.4冷却器能效评定方法冷却器能效评定冷却器能效评定方法如下：5a）润滑系统冷却器通常采用无相变、逆流型的间壁式冷却器。润滑系统冷却器能效评定适用于无相变、逆流型的间壁式冷却器。b）冷却器的能效由其换热效率来评定，将冷却器换热效率值作为冷却器的能效评定值。c）冷却器的能效测试原理图参见附录C，冷却器的能效测试安装示意图参见附录D。试验方法和计算5.4.2.1润滑油放热热量和冷却水吸热热量的计算：a）润滑油放热热量按式（6）计算。—润滑油放热热量，单位为瓦(W)；—润滑油的质量流量，单位为千克每秒（kg/s）；—润滑油的定压比热容，单位为焦每千克摄氏度［J/(kg·℃)—润滑油进油温度，单位为摄氏度(℃);—润滑油出油温度，单位为摄氏度(℃);—润滑油的热容量，单位为瓦每摄氏度(W/℃)。b）冷却水吸热热量按式（7）计算。—冷却水吸热热量，单位为瓦(W)；—冷却水的质量流量，单位为千克每秒（kg/s）；—冷却水的定压比热容，单位为焦每千克摄氏度［J/(kg·℃)—冷却水进水温度，单位为摄氏度(℃);—冷却水出水温度，单位为摄氏度(℃);—冷却水的热容量，单位为瓦每摄氏度(W/℃)。5.4.2.2热平衡相对误差按式（8）计算。—热平衡相对误差(%)。5.4.2.3冷却器换热效率的计算：a）冷却器换热效率为实际传热热量与理论上最大的传热热量之比，计算方法见（9）。—冷却器换热效率，%；—冷却器实际传热热量，单位为瓦(W)；—冷却器理论上最大的传热热量，单位为瓦(W)；—最小热容量（、俩值对比取小值），单位为瓦每摄氏度(W/℃)。当时，按式（10）计算：6—为小值时的冷却器换热效率，%。当时，按式（11）计算：—为小值时的冷却器换热效率，%。b）冷却器理论上最大的传热热量只能在传热面积无限大的逆流式换热器内实现。此时，热流体理论上可冷却到,(如图2所示），即热流体所能达到的最大程度的冷却；或冷流体理论上可加热到，即冷流体所能达到的最大程度的加热。因此温差为热流体或冷流体的最大温差。若，则，若，则。图4图2逆流型的间壁式冷却器中的最大温差5.4.2.4由4.3.2及润滑油的定压比热容小于冷却水的定压比热容得知。故润滑系统冷却器换热效率按式（12）进行计算：5.5电加热器能效评定方法电加热器能效评定电加热器能效评定方法如下：a）电加热器能效由电加热器的发热效率来评定，将电加热器的发热效率值作为电加热器的能效评b）电加热器能效测试安装示意图参见附录E。试验方法和计算测量电加热器加热润滑油的温升值：电加热器加热润滑油的温升值通过不同方向安装的三只测温元件测量，三只测温元件距离电加热器的距离均为100mm，取三处测量的平均值。测量加热时间应符合4.4.2的要求，测量电加热器加热润滑油液至25℃时的加热时间。计算电加热器的功率方法如下：7a)采用万用表测量电加热器的电阻。b)采用万用表测量电加热器工作时的电压。c)计算电加热器的功率，见式（13）。—电加热器的功率，单位为千瓦（kW)；—电加热器工作时的电压，单位为伏（V)；—电加热器的电阻，单位为欧(Ω)。d）计算油箱的散热功率应按式（14）：—油箱的散热功率，单位为千瓦（kW)；—散热系数，见表2，单位为瓦每平方米摄氏度［W/(m2·℃)—油箱散热面积，单位为平方米（m2)；—润滑油的温升，单位为摄氏度(℃)。表2油箱的散热系数散热条件散热系数/［W/(m2·℃)］整体式油箱或挤在一起的油箱11～28正常空气中的钢制油箱28～57周围通风良好的油箱57～74周围强制通风的油箱142～341e）计算电加热器的电能损失和总的电能之比，见式（15）：—电加热器的电能损失和总的电能之比，%；—加热时间，单位为秒（s）；f)计算电加热器发热效率，见式（16）：—电加热器的发热效率，%；—润滑油的定压比热容，单位为焦每千克摄氏度［J/(kg·℃)—润滑油的密度，单位为千克每立方米（kg/m3)；—油箱内油液体积，单位为立方米（m3)；—加热时油的温升，单位为摄氏度(℃);—电加热器的功率，单位为千瓦（kW)。（资料性）润滑泵能效测试原理图润滑泵能效测试原理图如图A.1所示。84─转矩转速传感器；注1：润滑系统能效测试装置由循环系统和测试系统两部分组成。注2：润滑泵能效测试（润滑泵总效率）回路：循环系统油箱→2球阀→3被试润滑泵→6单向阀→9节流阀→10流量变送器→回油箱。图A.1润滑泵能效测试原理图图（资料性）润滑泵能效测试安装示意图润滑泵能效测试安装示意图如图B.1所示。9图B.1润滑泵能效测试安装示意图（资料性）冷却器能效测试原理图冷却器能效测试原理图如图C.1所示。1─电控柜；2─球阀；3─润滑泵；4─转矩转速传感器；5─电动机；6─单向阀；7─节流8─温度计；9─压力表；10─被测试冷却器；11─节流阀；12─流量变送器；13─水箱；14─电加热器；15─水泵1；16─电动机；17─节流阀；18─流量变送器；19─水泵2；20─电22─球阀；23─冷却器；24─球阀；25─球阀。注1：润滑系统能效测试装置由循环系统和测试系统两部分组成。注2：冷却器能效测试回路：——热介质（润滑油）回路：循环系统油箱→2球阀→3润滑泵→6单向阀→10被测试冷却器→11——冷介质（冷却水）回路：13