1.试验原理

四球法磨损试验用于评估润滑材料在滑动、转动应用下的磨损特性。其工作原理为是三个直径为12.7mm的钢球被夹紧在一个油盒中，并被试油覆盖，另一个同一直径的钢球置于三球顶部，受力作用，成为“三点接触”。当试油达到一定温度后，顶球在一定转速下旋转一定时间，转速和负荷可在试验期间设定。试油摩擦磨损性能通过下面三个球的摩擦系数与磨斑直径的平均值来评价。

汽油的润滑性较差，而甲醇汽油由于含有一定体积比的甲醇，润滑性变得更差。因此，四球机用于甲醇汽油润滑性评定时，应该对四球机的负荷施加系统进行适当改造。根据实际情况适当的减小加载负荷，大量试验验证，负荷应为5～20N。四球机模拟试验方法用于甲醇汽油润滑性的评定，有良好的区分性和重复性，能有效地区分精制程度不同的燃料及不同比例的甲醇汽油。四球机法用于甲醇汽油润滑性的评定，与高频往复试验机法有良好的相关性。四球机是常用润滑性能评定设备，极为普及。四球机通过适当改造，用于甲醇汽油润滑性能的评定，廉价、简便、有效，具有广阔的推广应用前景，是当前生产企业、研究院所检测燃料润滑性、筛选添加剂配方的有效手段。

2.设备与材料

四球试验机：试验摩擦部分构造如图11-22所示。

显微镜：可以测量三个固定钢球上产生的磨斑，准确度为0.01mm。

时钟：或时间控制器。

钢球：四球机专用试验钢球，材料为优质铬合金轴承钢GCr15，直径12.7mm，硬度64～66HRC。

石油醚：分析纯。

洗涤汽油：符合SH0114—1992要求。

试验润滑油时的条件如下表11-3。当试验甲醇汽油时，温度控制在30℃，负荷为5～10N，时间不超过10min。(www.daowen.com)

图11-22 四球试验机部位构造图

表11-3 精密度的试验条件

3.试验步骤

用洗涤汽油仔细清洗四个试验球、上球卡具、油杯以及与试油接触各个部位，试件可以先用新的工业滤纸或未使用过的脱脂棉球擦拭。清洗后的试件应无油渍，钢球无锈斑，光洁如镜，最后用石油醚清洗两次。然后吹干或自然干燥。洗好的钢球不得用手触摸，每粒钢球只能进行一次试验。将一个清洁钢球安装在主轴下端，将清洁的三个钢球装在油杯中，并夹紧。将甲醇汽油试样倒入油杯，并使试样超过顶球和三个固定底球的四个接触点。将油杯放在油杯座上，慢慢施加试验负荷，要避免振动和冲击。

加热试油并调节到设定温度，在试验温度下，开动电动机驱动主轴旋转。试验时间达到后，停止加热和关掉电动机，除去负荷取出油杯，倒去试油。

用显微镜测量油杯中三个下球上的磨斑直径。测量精度为0.01mm。每个球上的磨斑测量两次，一次沿着油杯中心的射线方向，另一次与第一次垂直。以毫米为单位报告三个钢球六次测量的磨斑直径算术平均值。测量时的观察线应垂直磨斑表面。如果磨斑是一个椭圆，则在磨痕方向作一次测量，另一次测量与磨痕方向垂直。

如果一个下球的两次测量平均值与所有的六次测量平均值偏差大于0.04mm，则应该检查上球与油杯的轴心对中情况。四球机也可用于材料摩擦系数的测定。