一種精確測量機油含氣量裝置的研制

文/劉世鋒（華菱星馬汽車〈集團〉股份有限公司）

一、技術背景

機油中含有空氣等雜質影響機油的質量，會在機油的使用過程中產生危害[1,2]。機油中的空氣會使機油迅速氧化變質生成酸性物質，腐蝕金屬接觸面，也會使油液中的添加劑沉淀失效、使潤滑油膜厚度減小、機械接觸面磨損加劇，所以需要控制機油中的含氣量。然而現有技術并不能對工作環境中機油中的含氣量進行有效準確地測量，常常導致對機油含氣量掌握不清。

現有技術是通過測量機油體積來計算機油的含氣量，這是一種間接的方法，計算出的含氣量結果正確與否難以確定；現有技術的測量方案裝置較復雜，一般是把振動棒放入機油中測量，會造成機油體積出現較大誤差；現有技術無法獲取氣體釋放后機油的溫度，機油的溫度是通過其他方式另外進行測量的，這就造成數據的不一致，計算結果不太可信。因此，如何準確測量工作環境中機油中的含氣量，是目前亟需解決的問題。

二、技術方案

為了解決上述問題，筆者設計了一種精確測量機油含氣量裝置，該裝置能夠測量工作環境中既有的含氣量，并能夠保證測量的準確程度。

這種精確測量機油含氣量的裝置包括用于從機油冷卻器的主油道中獲取機油并盛放機油的封閉的器皿，器皿上有計量機油體積的刻度；控制與主油道通斷的電磁閥；用于將器皿抽真空的真空泵，真空泵通過閥體連接器皿的通氣口；用于多次測量器皿內機油溫度的測溫裝置；用于測量主油道內的機油壓力的壓力計，壓力計設于主油道內；用于多次測量器皿內壓力的壓力測試裝置，壓力測試裝置設于器皿內。測量裝置示意圖見圖1。

圖1 測量裝置示意圖

在發動機缸體上選定主油道作為采油點，器皿放置在振動臺上；關閉電磁閥1和電磁閥2，開啟電磁閥3和真空泵，把器皿抽真空，然后關閉電磁閥3和真空泵；啟動發動機，發動機運行在額定轉速、30%負荷時油溫最大，這種狀態穩定運行15min后，可以進行采油；同時打開電磁閥1和電磁閥2，放油達到器皿容量的2/3左右時，關閉電磁閥1和電磁閥2；放油結束15s后，記錄機油的溫度T1和體積V1；第一次記錄結束后啟動振動臺并放置3h，待機油中的氣體釋放，記錄機油的溫度T2和V2，同時記錄釋放出的氣體的溫度T3、體積V3和壓力P3；對以上記錄的數據進行處理，根據經驗公式計算機油含氣量。

需要說明的是，上述過程中以采油過程最為關鍵，在采油管路上安裝電磁閥1和電磁閥2就是為了保證放出的機油是發動機正常工作狀態下油路中的機油，溫度和壓力不會有變化。安裝電磁閥1是為了防止機油預先流入放油管中，安裝電磁閥2是為了保證機油釋放出的空氣不會進入放油管中。采油過程中電磁閥1和電磁閥2要同時打開和關閉。

在設置過程中注意，需要保證電磁閥1、電磁閥2、電磁閥3安裝時盡量分別靠近主油道、器皿進油口和器皿。另外為了減小耐溫耐壓軟管對結果的影響，耐溫耐壓軟管的內徑應盡可能小，所選耐溫耐壓軟管的內徑為4mm。

三、結論

與現有技術單一地通過測量機油體積來計算機油的含氣量相比，本文研制的測溫裝置能夠直接測得機油的溫度，可以通過機油溫度與機油體積結合的方式計算得到既有含氣量。由于通過結合機油溫度變化和體積變化得到機油含氣量，計算結果更加穩定可靠。