基于多参数融合的润滑油监测方法

发布时间：2020-04-02 02:08

【摘要】：车用润滑油质量对汽车尤其商用车的正常行驶具有重要意义,汽车润滑油变质会对汽车机械部件产生危害。而现有汽车润滑油更换方法有很多不足,汽车大多按照里程数或者时间来更换机油,此方法不能精确的判断润滑油是否应该更换。与此同时,一些商用车开始研发长寿命润滑油,使得按照里程数或者时间来更换机油的方法更加不准,对精确监测润滑油劣化情况的需求也变得更强。本文在现有传感器的基础上,通过模拟实验研究了润滑油劣化指标与润滑油介电常数、粘度的关系,并研究了湿敏电阻输出电压与润滑油含水量的关系,建立了相关模型,最终通过台架实验数据对模型进行了验证。本文给出了通过介电常数和粘度、发动机运行时间来求得润滑油各项劣化指标的多项式模型,达到精确预测润滑油劣化情况的目标。本文首先进行了实验方案设计与实验台搭建。本文选取了介电常数传感器、粘度传感器和湿敏电阻三款传感器对润滑油进行实验研究。在传感器选型完成之后,进行了实验台的搭建,并设计了实验方案。实验方案包括模拟润滑油劣化油样的配制、油样的测量方案:模拟润滑油劣化油样的配制,主要需要确定药品种类、药品前处理方案及时间、油样配制的搅拌时间、油样配比等;油样测量方案主要包括油样测量温度点、以及如何测得温度有效数据。其次,本文研究了单因素包括含水量、铁屑含量、柴油含量、炭黑含量(用以模拟发动机烟炱)和润滑油氧化度这几项劣化指标与润滑油介电常数和粘度的关系,并建立数学模型。除此之外,还研究了使用湿敏电阻测量润滑油含水量,并建立了湿敏电阻输出电压与润滑油含水量之间的关系。第三,本文通过实验研究了炭黑含量、柴油含量二因素对润滑油新油介电常数和粘度的影响,以及氧化度、柴油含量、炭黑含量三因素对润滑油介电常数和粘度影响。并对数据进行了分析,建立了二因素和三因素对润滑油介电常数和粘度影响的数学模型。最后,基于以上实验建立的数学模型,对发动机台架获得的润滑油劣化情况的数据进行了分析,对模拟油样多因素实验建立的数学模型进行了验证与修正;通过台架实验数据对介电常数、粘度与润滑油劣化指标(烟炱含量、氧化度、柴油含量、酸碱值)间的数学模型进行求解;最终通过对数据的进一步分析,建立通过介电常数和粘度等参数,求解润滑油各项劣化指标的多项式模型。
【图文】：

电感式,磨粒

图 1-1 电感式磨粒传感器原理图国先进材料技术研究所研制了嵌入式 X 荧光光谱仪（XRF），X 射线源中，由探测器读取油路的 X 射线能谱，其截面尺寸均在 8cm 以下，重00g，主要采用 15-30mCi 作为射线源[33]。这种嵌入式的 X 荧光光谱仪测 12 种元素[37]。Elnasharty和AKKassem等研究了润滑油的激光诱导光谱中氰化物（CC）分子光谱发射谱的演化，，作为其消耗的函数。这些分子谱带的强度是发动机油降解特定里程的指标。此外，计算相应里程的 CN 和 C 积分衰减百分比，以将其与机油的消耗程度相关联。CN 和 C 积分强度的这衰减已经被发现随着里程增加而逐渐增加，伴随着发动机油的消耗增Fernandez-Lozano 和 FCedrón 等，通过使用光谱法与多元回归技术（普多元回归，主成分分析，偏最小二乘法和支持向量回归（SVR））结合究了从油标准测量的 42 个光谱的数据集，以评估铜进入油中的浓度，估机器的磨损。发现 SVR 的使用非常有利于获得回归模型[40]。

内容,润滑油,劣化,介电常数

为了精确地监测润滑油的劣化情况，可以尝试介电常数和粘度两种传感器结合的方式，通过研究润滑油各项劣化指标与介电常数和粘度的关系，实现使用介电常数和粘度传感器精确监测润滑油各项劣化指标的目标。该方案不仅成本较低，对润滑油各项劣化指标的监测也更加精确。1.3 本文主要研究内容本课题主要研究内容是基于多参数融合的润滑油监测方法，目标是通过实验找到介电常数、粘度与润滑油劣化指标之间的关系，并建立润滑油的介电常数、粘度与润滑油各项劣化指标关系的数学模型。本文首先进行了模拟油样的单因素实验，研究了润滑油劣化指标单因素对润滑油介电常数和粘度的影响。然后进行了多因素实验，研究了润滑油劣化指标对润滑油介电常数和粘度的复合影响。最终通过对发动机台架实验的数据分析建模，建立了通过润滑油介电常数、粘度、发动机运行时间来求润滑油各项劣化指标的多项式模型。本文主要研究内容如下图 1-2 所示。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE626.3

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