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柴油機中柴油混入機油測量裝置及測量方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410149088.3

申請日:

2014.04.14

公開號:

CN103954742A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01N 33/30申請日:20140414|||公開
IPC分類號: G01N33/30 主分類號: G01N33/30
申請人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院
發明人: 王憲成; 和穆; 張晶; 姜力; 付禮程; 張志遠
地址: 100072 北京市豐臺區杜家坎21號
優先權:
專利代理機構: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201 代理人: 張大威
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410149088.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2015.11.25|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種柴油機中柴油混入機油測量裝置及測量方法。測量方法包括:步驟1:進行柴油混入機油配比試驗,其中測量機油動力黏度和機油溫度;步驟2:基于柴油混入機油配比試驗結果,建立柴油混入機油的比例與機油動力黏度和機油溫度之間的關系表達式;步驟3:檢測車載的柴油機的機油動力黏度和機油溫度;步驟4:基于關系表達式和檢測的機油動力黏度和機油溫度計算柴油混入機油的比例,并將計算的比例與預定的比例閾值進行比較,以判斷柴油混入機油的比例是否超過比例閾值的上限。根據本發明的柴油機中柴油混入機油測量方法,可以準確測量柴油機中柴油混入機油比例,有利用于滿足車輛車載監測的需要。

權利要求書

權利要求書
1.  一種柴油機中柴油混入機油測量方法,其特征在于,包括:
步驟1:進行柴油混入機油配比試驗,其中測量機油動力黏度和機油溫度;
步驟2:基于柴油混入機油配比試驗結果,建立柴油混入機油的比例與機油動力黏度和機油溫度之間的關系表達式;
步驟3:檢測車載的柴油機的機油動力黏度和機油溫度;
步驟4:基于所述關系表達式和檢測的機油動力黏度和機油溫度計算柴油混入機油的比例,并將計算的比例與預定的比例閾值進行比較,以判斷柴油混入機油的比例是否超過所述比例閾值的上限。

2.  如權利要求1所述的方法,其特征在于,在步驟2中:柴油混入機油的比例與機油動力黏度和機油溫度之間的關系表達式中的機油動力粘度為動力黏度相對于機油初始黏度的變化幅度U,
U=Δμμ0=μ-μ0μ0]]>
式中:μ0為機油初始黏度,μ為同一溫度下測量得到的機油黏度值。

3.  如權利要求1或2所述的方法,其特征在于,當柴油混入機油的比例超過所述比例閾值的上限時發出報警。

4.  一種柴油機中柴油混入機油測量裝置,其特征在于,包括:
機油品質測量傳感器(10),所述機油品質測量傳感器(10)用于監測柴油機的機油黏度;
傳感器器固定裝置(20),所述傳感器器固定裝置(20)與所述機油品質測量傳感器(10)相連,并將所述機油品質測量傳感器(10)固定在機油箱內;
嵌入式主板(40),用于數據處理和計算;
CAN轉換R232串口(30),所述CAN轉換R232串口(30)與所述機油品質測量傳感器(10)相連,用于將機油品質測量傳感器(10)的信號轉換成所述嵌入式主板(40)可接受信號;
存儲卡(50),所述存儲卡(50)與所述嵌入式主板相連,用于數據存儲;和
液晶顯示器(60),所述液晶顯示器(60)與所述嵌入式主板(40)相連,用于數據顯示。

5.  根據權利要求4所述的柴油機中柴油混入機油測量裝置,其特征在于,所述傳感器固定裝置(20)包括:
上蓋(21),所述上蓋(21)與機油箱密封連接;
連接桿(22),所述連接桿(22)的上端與所述上蓋連接,所述連接桿內設有數據線;
上筒(23)和下筒(24),所述上筒(23)和所述下筒(24)扣合,以將所述機油品質測量傳感器(10)固定且密封在所述上筒(23)和所述下筒(24)內,所述上筒(23)的上端與所述連接桿(22)的下端連接;和
下蓋(25),所述下蓋(25)與所述下筒(24)的下端連接,用于保護所述機油品質測量傳感器(10)。

說明書

說明書柴油機中柴油混入機油測量裝置及測量方法
技術領域
本發明涉及柴油機領域,具體而言,特別涉及一種柴油機中柴油混入機油測量裝置及測量方法。
背景技術
在柴油機工作過程中,如果有柴油混入到機油,會造成機油黏度下降。若繼續使用會加劇發動機磨損,縮短其使用壽命,影響柴油機的正常工作。目前,柴油混入機油判斷主要采用觀察機油黏度、油位高度變化等方法,該方法只能定性分析,無法實現精確判斷;而傳統的柴油混入機油比例的測量主要使用離線式的油液分析儀,該方法費用高,耗時長,無法實現車載監測。
發明內容
本發明旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述技術問題之一。為此,本發明的一個目的在于提出一種可以準確測量柴油機中柴油混入機油比例的柴油機中柴油混入機油測量方法。
本發明的另一目的在于提出一種柴油機中柴油混入機油測量裝置。
根據本發明實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法,包括:步驟1:進行柴油混入機油配比試驗,其中測量機油動力黏度和機油溫度;步驟2:基于柴油混入機油配比試驗結果,建立柴油混入機油的比例與機油動力黏度和機油溫度之間的關系表達式;步驟3:檢測車載的柴油機的機油動力黏度和機油溫度;步驟4:基于所述關系表達式和檢測的機油動力黏度和機油溫度計算柴油混入機油的比例,并將計算的比例與預定的比例閾值進行比較,以判斷柴油混入機油的比例是否超過所述比例閾值的上限。
根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法,充分考慮柴油混入機油后對機油動力黏度的影響以及其它因素混入機油對動力黏度的影響,可以準確測量柴油機中柴油混入機油比例,有利用于滿足車輛車載監測的需要。并且根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法,能夠實現機油品質異常車載監測,準確確定機油更換時機,為柴油機潤滑系統技術狀況判斷提供了準確手段,節省了維修資源,提高了車輛完好率。
另外,根據本發明上述實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法還可以具有如下附加的技術特征:
根據本發明的一個實施例,在步驟2中:柴油混入機油的比例與機油動力黏度和機油溫度之間的關系表達式中的機油動力粘度為動力黏度相對于機油初始黏度的變化幅度U,
U=Δμμ0=μ-μ0μ0]]>
式中:μ0為機油初始黏度,μ為同一溫度下測量得到的機油黏度值。
根據本發明的一個實施例,當柴油混入機油的比例超過所述比例閾值的上限時發出報警。
根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量裝置,包括:機油品質測量傳感器,所述機油品質測量傳感器用于監測柴油機的機油黏度;傳感器器固定裝置,所述傳感器器固定裝置與所述機油品質測量傳感器相連,并將所述機油品質測量傳感器固定在機油箱內;嵌入式主板,用于數據處理和計算;CAN轉換R232串口,所述CAN轉換R232串口與所述機油品質測量傳感器相連,用于將機油品質測量傳感器的信號轉換成所述嵌入式主板可接受信號;存儲卡,所述存儲卡與所述嵌入式主板相連,用于數據存儲;和液晶顯示器,所述液晶顯示器與所述嵌入式主板相連,用于數據顯示。
根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量裝置,充分考慮柴油混入機油后對機油動力黏度的影響以及其它因素混入機油對動力黏度的影響,可以準確測量柴油機中柴油混入機油比例,有利用于滿足車輛車載監測的需要。并且根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法,能夠實現機油品質異常車載監測,準確確定機油更換時機,為柴油機潤滑系統技術狀況判斷提供了準確手段,節省了維修資源,提高了車輛完好率。
另外,根據本發明上述實施例的柴油機中柴油混入機油測量裝置還可以具有如下附加的技術特征:
根據本發明的一個實施例,所述傳感器固定裝置包括:上蓋,所述上蓋與機油箱密封連接;連接桿,所述連接桿的上端與所述上蓋連接,所述連接桿內設有數據線;上筒和下筒,所述上筒和所述下筒扣合,以將所述機油品質測量傳感器固定且密封在所述上筒和所述下筒內,所述上筒的上端與所述連接桿的下端連接;和下蓋,所述下蓋與所述下筒的下端連接,用于保護所述機油品質測量傳感器。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
圖1是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法示意圖;
圖2是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法的柴油混入配比試驗中機油動力粘度變化示意圖;
圖3是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法的冷卻水混入配比試驗中機油動力粘度變化示意圖;
圖4是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法的煙炱混入配比試驗中機油動力粘度變化示意圖;
圖5是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法的機油黏溫特性擬合曲線示意圖;
圖6是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法的不同柴油體積分數的機油動力黏度隨溫度變化曲線示意圖;
圖7是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法的不同柴油體積分數的機油U值隨溫度變化曲線示意圖;
圖8是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量裝置的結構示意圖;
圖9是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量裝置的機油品質測量傳感器結構示意圖;
圖10是根據本發明的一個實施例的柴油機中柴油混入機油測量裝置的機油品質測量傳感器立體分解示意圖。
附圖標記:
10-機油品質測量傳感器;20-傳感器器固定裝置;21-上蓋;22-連接桿;23-上筒;24-下筒;25-下蓋;30-CAN轉換R232串口;40-嵌入式主板;50-存儲卡;60-液晶顯示。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。
此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中,“多個”的含義是兩個或兩個以上,除非另有明確具體的限定。
在本發明中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中,除非另有明確的規定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸,也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如圖1-7所示,根據本發明實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法,包括:步驟1:進行柴油混入機油配比試驗,其中測量機油動力黏度和機油溫度;步驟2:基于柴油混入機油配比試驗結果,建立柴油混入機油的比例與機油動力黏度和機油溫度之間的關系表達式;步驟3:檢測車載的柴油機的機油動力黏度和機油溫度;步驟4:基于所述關系表達式和檢測的機油動力黏度和機油溫度計算柴油混入機油的比例,并將計算的比例與預定的比例閾值進行比較,以判斷柴油混入機油的比例是否超過所述比例閾值的上限。
根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法,充分考慮柴油混入機油后對機油動力黏度的影響以及其它因素混入機油對動力黏度的影響,可以準確測量柴油機中柴油混入機油比例,有利用于滿足車輛車載監測的需要。并且根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法,能夠實現機油品質異常車載監測,準確確定機油更換時機,為柴油機潤滑系統技術狀況判斷提供了準確手段,節省了維修資源,提高了車輛完好率。
根據本發明的一個實施例,在步驟2中:柴油混入機油的比例與機油動力黏度和機油溫度之間的關系表達式中的機油動力粘度為動力黏度相對于機油初始黏度的變化幅度U,
U=Δμμ0=μ-μ0μ0]]>
式中:μ0為機油初始黏度,μ為同一溫度下測量得到的機油黏度值。
根據本發明的一個實施例,當柴油混入機油的比例超過所述比例閾值的上限時發出報警。
本發明實施例提供了一種柴油機中柴油混入機油測量方法,如圖1所示,具體包括下列步驟:
步驟一:進行柴油混入機油配比試驗;在配比試驗中,測量機油動力黏度、機油溫度。
根據機油使用標準,當機油標準運動黏度(100℃時的運動黏度)變化量大于新機油標準運動黏度的25%時應當更換機油,根據經驗值計算出此時混入柴油為10%左右。因此設計4組混合油液樣本,油液體積均為1600mL。按照等差原則,1~4號油液樣本中柴油體積分數分別為0%、5%、8%、11%。試驗時將混合油液加熱到110℃后自然冷卻到50℃,冷卻過程中利用傳感器測量其油液參數。試驗用機油為CD10W/40新機油,柴油為-10#柴油(在20℃時動力黏度為2.94mPa·s,介電常數為2.1,密度為0.84g·cm-3)。
表1定量試驗方案

具體試驗結果如圖2所示。圖中,隨著柴油混入比例的升高,機油動力黏度呈現不斷下降的趨勢。
步驟二:基于柴油混入機油配比試驗,建立柴油混入機油比例與機油動力黏度、機油溫度關系表達式;具體步驟包括:
步驟1:根據柴油混入配比試驗數據,利用指數函數擬合出含不同柴油體積分數的機油動力黏度μ與溫度t的函數關系即黏溫特性曲線,如圖5所示。擬合曲線相關系數都非常接近于1。各條黏溫特性曲線方程如下式(1)~(4)所示,相關系數分別為0.9989、0.9994、0.9997、0.9994。柴油體積分數依次為0%、5%、8%、11%。
μ=352.4exp(-0.06963t)+52.77exp(-0.01429t)          (1)
μ=312.1exp(-0.06734t)+39.09exp(-0.01321t)          (2)
μ=120.6exp(-0.03814t)+11.46exp(-0.00485t)          (3)
μ=152.6exp(-0.05581t)+29.08exp(-0.01254t)          (4)
步驟2:利用插值計算,求出同一溫度下,柴油體積分數從0%~11%的機油黏度值,柴油體積分數升高一個百分點計算一個黏度值,得到黏溫曲線如圖6所示。從上至下,柴油體積分數分別為0%,1%,2%,…,11%。
步驟3:由于不同型號不同批次的新機油黏溫特性存在差異,因此,圖6中的樣本曲線只能客觀反映本次試驗用機油的動力黏度變化情況。為了能夠判斷不同機油的動力黏度受柴油影響的情況,消除初始黏度不同帶來的影響,選取動力黏度相對于初始黏度的變化幅度作為衡量標準,記為U
U=Δμμ0=μ-μ0μ0---(5)]]>
式中:μ0為新機油黏度值,μ為同一溫度下被測機油黏度值。
根據上式所規定的方法計算,得到含不同柴油體積分數的機油U值隨溫度變化曲線,如圖7所示(從上到下柴油體積分數依次為11%到1%)。定義溫度、U值為輸入變量,柴油體積分數為輸出變量。
步驟4、本發明利用但不限于徑向基函數(Radial Basis Function,RBF)進行柴油混入機油比例計算,根據RBF神經網絡結構,選擇不同柴油體積分數下的溫度、黏度變化幅度作為輸入變量,柴油體積分數作為輸出變量。神經網絡模型中的傳遞函數使用高斯函數,輸出層使用線性函數。模型設置為
[net,tr]=newrd(P,T,5×10-7,1,1000,10)          (6)
式中:P為構建網絡所需要的輸入向量;T為樣本輸出向量;net為生成的徑向基網絡;tr為生成的訓練記錄。
步驟三、本發明實施例提供了一種柴油機中柴油混入機油車載監測裝置,如圖8所示,本發明實施例提供車載監測裝置包括:機油品質測量傳感器10,用于車載監測機油黏度;傳感器器固定裝置20,用于機油箱內機油品質測量傳感器的固定;CAN轉換R232串口30,用于將機油品質測量傳感器信號轉換成主板可接受信號;嵌入式主板40,用于數據處理和計算;存儲卡50,用于數據存儲及液晶顯示60,用數據顯示。具體所述傳感器固定裝置20包括:上蓋21,用于與機油箱密封連接;連接桿22,用于上蓋21與上筒23連接,并有數據線從桿內通過;上筒23與下筒24,用于傳感器的固定與密封;下蓋25,用于傳感器探頭保護。
如圖8-10所示,根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量裝置,包括:機油品質測量傳感器10、傳感器器固定裝置20、嵌入式主板40、CAN轉換R232串口30、存儲卡50和液晶顯示器60。
具體而言,機油品質測量傳感器10用于監測柴油機的機油黏度;傳感器器固定裝置20與機油品質測量傳感器10相連,并將機油品質測量傳感器10固定在機油箱(未示出)內。嵌入式主板40用于數據處理和計算。CAN轉換R232串口30與機油品質測量傳感器10相連,用于將機油品質測量傳感器10的信號轉換成嵌入式主板40可接受信號。存儲卡50與嵌入式主板40相連,用于數據存儲。液晶顯示器60與嵌入式主板40相連,用于數據顯示。
根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量裝置,充分考慮柴油混入機油后對機油動力黏度的影響以及其它因素混入機油對動力黏度的影響,可以準確測量柴油機中柴油混入機油比例,有利用于滿足車輛車載監測的需要。并且根據本發明的實施例的柴油機中柴油混入機油測量方法,能夠實現機油品質異常車載監測,準確確定機油更換時機,為柴油機潤滑系統技術狀況判斷提供了準確手段,節省了維修資源,提高了車輛完好率。
根據本發明的一個實施例,傳感器固定裝置20包括:上蓋21、連接桿22、上筒23、下筒24和下蓋25。
具體而言,上蓋21與機油箱密封連接。連接桿22的上端與上蓋21連接,連接桿22內設有數據線。上筒23和下筒24扣合,以將機油品質測量傳感器10固定且密封在上筒23和下筒24內,上筒23的上端與連接桿22的下端連接。下蓋25與下筒24的下端連接,用于保護機油品質測量傳感器10。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外,本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。
盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本發明的限制,本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。

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