潤滑發(fā)動機(jī)可以讓發(fā)動機(jī)有效地工作,并經(jīng)歷最小的磨損,從而優(yōu)化燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動機(jī)的使用壽命,進(jìn)而降低運行成本。維護(hù)發(fā)動機(jī)的潤滑油,是確保車輛在其整個生命周期內(nèi)持續(xù)、平穩(wěn)運行的重要一環(huán)。潤滑油一旦降解,就必須進(jìn)行更換。在使用過程中,潤滑油會經(jīng)歷氧化、熱分解和機(jī)械磨損的過程,發(fā)生降解。
這些過程導(dǎo)致了殘留物的形成,這些殘留物會改變潤滑油的黏度,從而導(dǎo)致潤滑油過濾器和其他發(fā)動機(jī)部件堵塞。這會損害機(jī)油的潤滑功能,從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)面臨過度磨損和使用壽命縮短的風(fēng)險。
盡管機(jī)油的特殊配方和化學(xué)添加劑有助于減少氧化降解,但隨著時間的推移,機(jī)油的潤滑性能將不可避免地降低。因此,知道機(jī)油的保護(hù)性能何時無法為發(fā)動機(jī)提供保護(hù),才是重點所在。無法提供保護(hù)時,就需要更換機(jī)油。用過的機(jī)油是一種危險廢棄物,必須進(jìn)行相應(yīng)的處置。
了解潤滑油的狀況,對于提供換油間隔指導(dǎo)而言非常重要,這可以最大限度地保護(hù)發(fā)動機(jī),并盡可能地減少產(chǎn)生的廢棄物。本應(yīng)用文檔探討了一種新技術(shù),可更準(zhǔn)確地評估何時需要更換機(jī)油。
潤滑油的降解主要是隨著自由基的氧化過程進(jìn)行的。因此,自由基的形成速度和水平提供了一個有益指標(biāo),該指標(biāo)表明了特定的機(jī)油在實際駕駛條件下的性能。所以,現(xiàn)在,我們的工作是在典型的駕駛條件下、在機(jī)油的使用壽命期間,研究如何使用電子自旋共振波譜儀(ESR,又稱EPR)測量自由基的形成。
ESR技術(shù)是能夠直接測量材料中自由基形成的方法。本文建議確定機(jī)油的自由基ESR信號與其駕駛時間是否存在關(guān)聯(lián)。由于自由基是機(jī)油中氧化降解的初始產(chǎn)物,因此,能夠監(jiān)測其濃度,將有助于確定特定的機(jī)油類型或配方在當(dāng)前的性能狀況。
在車輛每行駛1000公里后,使用一臺ESR波譜儀分析從同一臺發(fā)動機(jī)的量油尺上取出的潤滑油樣品中的自由基。圖1顯示的是測得的經(jīng)過典型使用后的X-5W40W機(jī)油的典型ESR譜。最下方是新潤滑油的波譜;最上方的是使用了10100 km時的波譜。

圖1:使用里程(單位:km)不斷增加時,X-5W40機(jī)油的ESR譜
ESR信號與行駛距離成正比。通過對三種不同類型的機(jī)油的ESR譜的中心峰強(qiáng)度進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)自由基的濃度與機(jī)油的降解狀況幾乎呈線性關(guān)系(以車輛行駛的公里數(shù)表示)見圖2。

圖2:ESR信號強(qiáng)度與機(jī)油使用里程(單位:km)的關(guān)系
結(jié)論如下:由于機(jī)油的降解與行駛里程有關(guān),ESR為評估機(jī)油降解提供了一種寶貴的新方法。該方法可以提供一種工具,來優(yōu)化對發(fā)動機(jī)的保護(hù),同時還可以在其實際保護(hù)性能失效之前,盡可能地減少對機(jī)油進(jìn)行不必要的處理。

布魯克的電子順磁共振(EPR)產(chǎn)品組合,從易于操作且具有高通量樣品自動化功能的臺式系統(tǒng),到落地式高分辨率成像系統(tǒng),不一而足。布魯克EPR解決方案組合包含按鈕操作的質(zhì)控工具,可直接監(jiān)測和跟蹤材料變化。
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參考文獻(xiàn):
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Zzeyani S, et al. Spectroscopic analysis of synthetic lubricating oil. Tribology International 2017; 114:27
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