способ определения качества минеральных моторных масел и причин, вызывающих его изменения
| Классы МПК: | G01N27/02 измерением полного сопротивления материалов G01R27/26 для измерения индуктивности и(или) емкости; для измерения добротности, например резонансным способом; для измерения коэффициента потерь; для измерения диэлектрических постоянных |
| Автор(ы): | Бабенко В.А. (RU), Васильева Л.К. (RU), Иванова З.Д. (RU), Иголкин Б.И. (RU), Карташов Ю.И. (RU), Кирьянов В.И. (RU), Розум Владимир Петрович (BY), Усиков А.С. (RU), Усиков С.В. (RU) |
| Патентообладатель(и): | Акционерное общество закрытого типа "Производственно- коммерческий центр "Меридиан" (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2002-01-18 публикация патента:
27.06.2003 |
Изобретение относится к области диагностики изменения исходного состояния жидкого вещества и определения причин, вызывающих эти изменения. Сущность изобретения: измеряют при данной температуре (от 10 до 90oС) значения электропроводности и диэлектрической проницаемости образцового и исследуемого масел. Масло пригодно к эксплуатации, если оно удовлетворяет условию 1<n еское; где n и nкритич еское - отношения электропроводностей образцового и исследуемого масел и образцового и непригодного к эксплуатации масла. Если n 
nкритич еское, масло в объекте целесообразно заменить. Причины изменения качества масла устанавливаются по отношению диэлектрических проницаемостей образцового и исследуемого масел. Технический результат способа состоит в том, чтобы надежно, оперативно, без затрат различных ресурсов определить степень пригодности масел к эксплуатации. Кроме того, анализ может проводиться непосредственно на объектах эксплуатации.
nкритич еское, масло в объекте целесообразно заменить. Причины изменения качества масла устанавливаются по отношению диэлектрических проницаемостей образцового и исследуемого масел. Технический результат способа состоит в том, чтобы надежно, оперативно, без затрат различных ресурсов определить степень пригодности масел к эксплуатации. Кроме того, анализ может проводиться непосредственно на объектах эксплуатации.
Формула изобретения
Способ определения качества минеральных моторных масел и причин, вызывающих его изменения, отличающийся тем, что при данной температуре в диапазоне от 10 до 90oС определяют отношения электропроводностей и диэлектрических проницаемостей образцового и исследуемого масел, качество масла определяют по формуле1<n
где n - отношение электропроводностей образцового и исследуемого масел;
nкрит ическое - отношение электропроводностей образцового и непригодного к эксплуатации масла, а причины изменения качества масла устанавливают по формулам
n
<1 - в масло попала вода;n
>1 - в масло попал бензин,где n
- отношение диэлектрических проницаемостей образцового и исследуемого масел.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области диагностики изменения исходного состояния жидкого вещества и определения причин, вызывающих эти изменения. Оно может быть использовано для решения широкого круга задач анализа качества горюче-смазочных материалов на автотранспорте, локомотивах, морских и речных судах, в авиации, турбогенераторах, трансформаторах и распределителях энергии, в трансмиссионных системах, в нефтепереработке, при эксплуатации в различного вида моторах, гидравлических системах, при производстве и регенерации масел. В настоящее время при эксплуатации масел не существует практически доступных, быстрых, достоверных и эффективных способов определения качества масла перед его заменой. Критерием (аналогом) для замены масла является средний срок его службы в километрах пробега или часах работы автомобилей, продолжительности эксплуатации в различных двигателях или установках и т.п., устанавливаемый в результате проведения научно-исследовательских работ и обобщения опыта эксплуатации [1]. При производстве масел для оценки их качества проводят анализ с помощью многочисленных трудоемких, требующих много времени химических методов [1]. Анализы проводятся систематически с большими материальными и интеллектуальными затратами. Низкая оперативность оценки качества негативно отражается в процессе эксплуатации масел, может привести к непредвиденным расходам, загрязнению окружающей среды токсичными продуктами сгорания. Оперативное определение качества масла с помощью предлагаемого способа согласует интервалы его замены, которые необходимы для реальных условий эксплуатации, расширяя тем самым допустимые эксплуатационные интервалы и увеличивая жизнь двигателя. Полезность и эффективность изобретения выходит за пределы простого информирования о необходимости менять масло. В некоторых случаях, например в авиационной технике, где безопасность является главной заботой, или на больших судах, локомотивах и турбоагрегатах, где стоимость ремонта значительна, изобретение может обеспечить раннее обнаружение аварийной ситуации. Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет по обобщенным избирательным параметрам n и nе надежно, быстро, без затрат реактивов, не прибегая к трудоемким, многофакторным и многооперационным химическим анализам, определить степень пригодности масел к эксплуатации, а также в том, что их анализ может быть проведен непосредственно на многочисленных, очень различных объектах, в диагностических инспекционных службах, следящих за состоянием масел на этих объектах. Сущность настоящего изобретения заключается в следующем. Измеряют при данной температуре в диапазоне от 10 до 90oС значения электропроводности и диэлектрической проницаемости образцового масла и исследуемого масла, бывшего в употреблении, вычисляют отношения этих значений, а качество масла определяют по формуле:1<n
где n - отношение электропроводностей образцового и исследуемого масла;
nкритич еское - отношение электропроводностей образцового и непригодного (ограниченно пригодного) к эксплуатации масла. Причины изменения качества масла избирательно устанавливаются по формулам для n
- отношения диэлектрических проницаемостей образцового и исследуемого масел:n
<1, если в масло попала вода;n
>1, если в масло попал бензин;n
=1
0,05 соответствует состоянию, обусловленному допустимыми для эксплуатации выгоранием присадок и незначительными загрязнениями в отличие от перечисленных выше причин (наличия воды и бензина). Если nnкритич еское, масло в объекте целесообразно заменить. Изобретение реализуется следующим образом. Устанавливают (определяют) в пределах температур от 10 до 90oС nкритич еское - критерий предельного применения (ограниченно пригодного) масла, являющегося отношением электропроводностей образцового масла, соответствующего исходным стандартным характеристикам, и масла, бывшего в употреблении и уже непригодного к эксплуатации:
где G и G* - соответственно активные электропроводности образцового и отработанного масел. См;
- соответственно удельные электропроводности образцового и отработанного масел, См/м. Измеряют электропроводность исследуемого масла и при данной температуре t определяют n как отношение образцовой электропроводности к данной измеренной величине. Масло пригодно к эксплуатации, если выполняется условие:1<n
nкритич еское масло целесообразно заменить, так как при его дальнейшей эксплуатации возможно возникновение аварийных ситуаций, надвигаются экологические и другие проблемы. Отметим важный факт. При изменении величины электропроводности может иметь место различие во взаимодействии жидкого вещества с датчиком. Тогда для определения изменения качества следует вместо отношения G/G* пользоваться формулой, приведенной в работе [2]:
где К - геометрическая постоянная датчика, 1/м;
К* - приведенная постоянная датчика, 1/м. При условии К= К* этого различия во взаимодействии не наблюдается. Для используемого в нашем случае емкостного датчика, обладающего двумя потенциальными электродами, снабженными экраном с нулевым потенциалом, подключение которого производится по трехзажимной схеме, во всем измеряемом диапазоне взаимодействие "масло - датчик" сохраняется одинаковым, т.е. К=К*. Одновременно устанавливают (определяют) при данной температуре критерий причинности n
, являющийся отношением диэлектрических проницаемостей образцового и анализируемого масел. Если n<1 - в масле присутствует вода;если n
>1 - в масле присутствует бензин. Примеры конкретного выполнения. Анализу подвергались масла марок:M8B производства России;
SAEW5 - 30 - производства США. 1. Измерения электропроводности и диэлектрической проницаемости проводятся с помощью измерителя иммитансов Е7-14 в комплекте с присоединенным к нему емкостным датчиком ДП [3]. Присоединяют датчик к прибору Е7-14 и определяют его электрическую емкость с воздухом:
Со=8,98 пФ. Пример 1. Анализ масла марки М8В
2. Заполняют датчик поочередно образцовым, а затем непригодным к эксплуатации маслом и при данной температуре 20oС определяют с помощью прибора активные проводимости G - для образцового и G* - для отработанного масла, а также электрические емкости С - для образцового и С* - для отработанного масел:
G=12,03
10-9 См; С=21,38 пФ;G*=4,29
10-9 См; С*=22,53 пФ. 3. Определяют при 20oС предельный критерий пригодности масла к эксплуатации:nкритич еское=G/G*= 2,80. 4. Заполняют датчик исследуемым маслом и при 20oС с помощью прибора определяют активную проводимость
Gм=7,7
10-9 Сми электрическую емкость
См=22,49пФ. 5. Определяют при 20oС величину критерия качества для анализируемого масла n=1,56. Получилось, что n<n
= 0,95 - масло не содержит воды и бензина. Пример 2. Анализ масла марки SAEW5-30С помощью измерителя иммитансов Е7-14 в комплекте с датчиком ДП, как и в примере 1, п.1, измеряют Со=8,98 пФ. 1. Заполняют датчик поочередно образцовым, а затем маслом после пробега 11000 км и при температуре 20oС определяют с помощью прибора соответствующие активные проводимости G - для образцового и G* - для масла после пробега 11000 км, а также электрические емкости С - для образцового и С* - для масла после пробега 11000 км:
G=30,02
10-9 См; С=21,08 пФ;G*=17,14
10-9 См; C*=21,87 пФ. 3. Определяют при 20oС в данном случае предельный критерий пригодности масла к эксплуатации:nкритич еское=G/G*=1,75. 4. Заполняют датчик исследуемым маслом и при 20oС с помощью прибора определяют активную проводимость
Gм=7,37
10-9 Сми электрическую емкость
См=22,36 пФ. 5. Определяют при 20oС величину критерия качества для анализируемого масла n=4,07. Получилось, что n=4,07>nкритич еское. Следовательно, масло непригодно к эксплуатации. Определяют критерий причинности n
= 0,94<1,0 - в масло попала вода. Литература1. Колесник П. А. Материаловедение на автомобильном транспорте. - М.: "Транспорт", 1980. 2. Усиков С. В. , Бабкин П.А., Иванова З.Д., Феофилатьева Р.Н. Способ определения удельной электропроводности жидкости /А.с. 1423950, 1988 г./. 3. Белоусов О. А., Ефремов Б.М., Леонов В.М., Литко А.А., Лукина Т.А., Овинников В. К. , Солодова М.П., Усиков С.В. Трехэлектродный датчик /А.с. 578603, 1977. Бюлл. 40/.
Класс G01N27/02 измерением полного сопротивления материалов
Класс G01R27/26 для измерения индуктивности и(или) емкости; для измерения добротности, например резонансным способом; для измерения коэффициента потерь; для измерения диэлектрических постоянных
диэлектриков - патент 2501028
