CN110206612A - 机油在线调和装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种机油在线调和装置及其方法，所述装置包括：在线监测单元，用于实时测量一发动机的油底壳内的机油品质参数；分析单元，用于获取所述在线监测单元测量的机油品质参数值，并对机油品质参数值进行分析，根据分析结果输出一信号；调和单元，用于向所述油底壳内的机油中注入机油添加剂，以调和机油品质；以及控制单元，用于接收分析单元发出的信号，以控制调和单元的运行。本发明将在线监测单元和调和单元形成合而为一的一个相关联的装置，通过在线监测单元实时监测发动机在工作过程中油底壳内机油的品质，同时使用调和单元在发动机工作过程中完成机油添加剂的添加工作，无需停机检查，避免人工操作。

Description

机油在线调和装置及其方法
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种发动机机油在线调和装置及其方法。
背景技术
发动机是汽车的心脏，发动机内有许多相互摩擦运动的金属表面，这些部件运动速度快、环境差，工作温度可达400℃至600℃。使用机油能够有效改善发动机在工作过程中可能出现的各种问题。机油在发动机工作过程中主要有1.润滑减磨，防止零件之间过快的磨损。2.冷却降温，机油能够将热量带回机油箱再散发至空气中帮助水箱冷却发动机。3.清洁清洗，机油能够将发动机上的碳化物，油泥，磨损金属颗粒物通过机油回路带回至机油箱，清洁金属零件表面。4.密封防漏，机油能够保证活塞环和活塞之间的密封，减少气体泄露和其他污染物进入。5.防锈防蚀，机油能够吸附零件表面的空气和水分，酸性气体。6.减震缓冲，机油可以减轻连杆和曲轴上的负荷，起到缓冲的作用。
机油在发动机工作过程中具有重要作用，然而机油在使用一段时间后有可能会出现失效的现象。造成机油失效的原因主要有，发动机内部工作条件恶劣，高温高压的环境，存在各种杂质，以及机油添加剂失效等。机油失效后，对发动机的工作具有重大影响，大量数字表明，发动机故障的原因80％以上和机油失效有关。机油失效会造成大量的财产损失，资源浪费，严重时还可能会造成人员伤亡。
到目前为止，针对机油监测及机油添加剂已经进行了很多的研究，但是目前还尚未有将发动机机油监测及机油添加剂系统合而为一的相关系统。使用机油在线监测系统能够及时得知发动机在工作过程中油底壳中机油的品质，同时使用机油添加剂在线调和系统能够使发动机在工作过程中完成机油添加剂的添加工作。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种机油在线调和装置及其方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为达到上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种机油在线调和装置，所述装置包括：
在线监测单元，用于实时测量一发动机的油底壳内的机油品质参数值；
分析单元，用于获取所述在线监测单元测量的机油品质参数值，并对测量的机油品质参数值进行分析，根据分析结果输出一信号；
调和单元，用于向所述油底壳内的机油中注入机油添加剂，以调和机油品质；以及
控制单元，用于接收所述分析单元发出的信号，以控制所述调和单元的运行。
作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种使用上述机油在线调和装置的机油在线调和方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：在线监测单元实时测量一发动机的油底壳内机油品质参数；
步骤2：分析单元获取所述在线单元测量的机油品质参数值，并对测量的机油品质参数值进行分析，根据分析结果输出信号；
步骤3：控制单元接收分析单元发送的信号，以控制调和单元向油底壳内的机油中注入机油添加剂。
基于上述技术方案，本发明的机油在线调和装置及其方法具有以下积极效果：
(1)创新性的将在线监测单元和调和单元形成合而为一的一个相关联的装置，通过在线监测单元实时监测发动机在工作过程中油底壳内机油的品质，同时使用调和单元在发动机工作过程中完成机油添加剂的添加工作，无需停机检查，避免人工操作；
(2)在线监测单元主要采用机油品质传感器，分析单元采用采集卡，调和单元采用电磁阀控制油泵的开闭，整体结构简单，操作方便，不仅提高机油使用寿命，延长换油周期，同时提高发动机工作的安全性；
(3)通过在线监测单元能够监测机油中多种影响因素，通过粘度传感器监测机油的粘度，防止粘度发生恶性改变；通过水含量传感器监测机油中的水含量，防止机油中水含量过高；通过磨损粒子传感器监测机油的磨损粒子浓度，避免机油磨损增加；进而提升机油整体品质。
附图说明
图1为本发明实施例的一种机油在线调和装置示意图；
图2为本发明实施例的一种机油在线调和方法流程图。
上述附图中，附图标记含义如下：
1-油底壳；2-粘度传感器；3-水含量传感器；4-磨损粒子传感器；5-采集卡；6-控制单元；7-储料罐；8-油泵；9-喷油器；10-电磁阀；11-输油管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
一种机油在线调和装置，包括：在线监测单元，用于实时测量一发动机的油底壳1内的机油品质参数值；分析单元，用于获取所述在线监测单元测量的机油品质参数值，并对测量的机油品质参数值进行分析，根据分析结果输出一信号；调和单元，用于向所述油底壳1内的机油中注入机油添加剂，以调和机油品质；以及控制单元6，用于接收所述分析单元发出的信号，以控制所述调和单元的运行。
如图1，本发明的一些实施例中，分析单元包括采集卡5，用于对测量的机油品质参数值进行采集和分析；分析单元还用于记录调和单元注入机油添加剂添加次数。由采集卡5对机油品质数据进行处理、保存和分析，并将分析结果传送至控制单元6，由控制单元6控制调和单元的运行。
具体地，采集卡5采用的种类为但不局限于数据采集卡5，具体型号为但不局限于NIUSB-6002。
如图1，本发明的一些实施例中，在线监测单元包括传感器，设置于油底壳1内，用于测量机油品质参数。
具体的，传感器包括粘度传感器2、水含量传感器3和磨损粒子传感器4中的一种或两种以上。
这是因为，发动机中尤其是柴油发动机内碳烟含量较高，碳烟的存在使得机油品质粘度过快增长，磨损增加，影响机油换油周期。发动机本身的高温会加剧机油的氧化和硝化，影响机油品质降低。一般而言，发动机机油的粘度、磨损粒子含量以及水含量对发动机机油品质具有较大的影响，影响换油周期。
本发明的优选实施例中，如图1，同时设置粘度传感器2、水含量传感器3和磨损粒子传感器4，能够同时监测机油中水含量、粘度和磨损粒子的情况，并通过采集卡5及时将机油品质最终信号传输至控制单元6中。
在本发明的一些实施例中，调和单元包括输油，11，输油管11的输出端与油底壳1相连通，用于输送机油添加剂至油底壳1中；输油管11上设置油泵8和喷油器9，油泵8的输出口与喷油器9相连，油泵8用于提供机油添加剂的输送动力，喷油器9将油泵8输出的机油添加剂喷入输油管11，油泵8和喷油器9分别连接电磁阀10，电磁阀10由控制单元6控制启闭。
具体地，输油管11的另一端连接储料罐7，储料罐7中储存机油添加剂；
具体地，机油添加剂包括但不限于粘度指数改进剂，抗泡剂，清净分散剂，抗压抗磨剂等。
在本发明的一些实施例中，如图2，一种使用机油在线调和装置的机油在线调和方法，方法包括如下步骤：
步骤1：在线监测单元实时测量一发动机的油底壳1内机油品质参数；
步骤2：分析单元获取在线单元测量的机油品质参数值，并对测量的机油品质参数值进行分析，根据分析结果输出信号；
步骤3：控制单元6接收分析单元发送的信号，以控制调和单元向油底壳1内的机油中注入机油添加剂。
在本发明的一些实施例中，如图2，步骤2具体包括：分析单元对测量的机油品质参数值与预设的机油品质参数值进行比较，判断测量的机油品质参数值与预设的机油品质参数值之差是否符合预设条件，若是则发出信号至控制单元6；否则不发出信号至控制单元6。
在本发明的一些实施例中，如图2，步骤2中，机油品质参数包括粘度、水含量和磨损粒子中的一种或两种以上；优选的，若至少一种测量的机油品质参数值与预设的机油品质参数值之差超过相对应的阈值，则符合预设条件。
具体地，当出现机油品质恶化的情况，即水含量，粘度以及磨损粒子数量任一参数值与相对应的预设的机油品质参数值出现大幅度变化的情况。即测量的机油品质参数值与预设的机油品质参数值之差符合预设条件，其预设条件为超过相应的阈值，即表明机油品质出现恶化。其测量的机油品质参数值与预设的机油品质参数值之差的具体阈值根据实际情况设定。对于水含量和粘度而言，不同型号的机油以及发动机工作条件有不同的参考值，该值需具体根据实际情况设置。此外，水含量异常通常是指机油中水含量增加(超过正常范围的20％)。就粘度而言，机油粘度正常数值是，存在一定范围的，当机油粘度超出正常范围，则认为是粘度异常。机油中磨损粒子数量是对于磨损粒子直径而言的，正常情况下应不大于10μm，当磨损粒子直径在15-35μm范围内，则认为发动机机油恶化。
具体地，若出现机油品质恶化的现象，则分析单元将信号传输至控制单元6，控制单元6控制油泵8的电磁阀10，电磁阀10开启，储料罐7中的机油添加剂通过输油11，由油泵8提供动力输送到喷油器9，喷射到喷油器9和油底壳1之间相连的输油管11，进而注入到油底壳1内；若机油品质正常，分析单元不进行传输，控制单元6则不工作，监测单元继续监测机油品质。
在本发明的优选实施例中，如图2，步骤3后还包括步骤4，通过分析单元记录调和单元注入机油添加剂的次数，判断注入次数是否小于或等于5次，若是则重复步骤1-3的操作；否则发出另一信号至控制单元6，控制单元6接收另一信号后，停止发动机的运行。即，控制单元6控制的是调和单元的电磁阀10，分析单元检测并统计喷油次数，次数超过5次后，控制单元6发出警报，由工作人员停止发动机的运行，更换机油。
具体地，机油添加剂的注入方式为喷射，单次喷射量为100-400ml。
以下通过具体实施例来对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
机油型号：SAE15W-40；发动机工作条件：1600RPM、300Nm；
预设机油水含量：≤0.03％；预设机油粘度：12.5-16.3mm2/s；预设机油磨损粒子直径10μm；
测量机油水含量：0.1％；测量机油粘度：14.8mm2/s；测量机油磨损粒子直径10μm；
分析单元获取在线监测单元测量的机油品质参数值，并对机油品质参数值进行分析，判断机油品质，并将信号传输给控制单元6；
控制单元6控制调和单元的电磁阀10开启，通过喷油器9向油底壳1中喷射300ml的机油添加剂，经过5min时间的缓冲后，传感器再次测量，
测量机油水含量：0.025％；测量机油粘度：12.9mm2/s；测量机油磨损粒子直径9.8μm；
重复上述在线监测单元的测量、分析单元获取数据、传输给控制单元6，控制单元6接收信号，三者均不符合预没条件，恢复到机油品质正常情况，分析单元不向控制单元6传输信号，控制单元6不工作，在线监测单元继续监测机油品质。
实施例2
机油型号：SAE15W-40；发动机工作条件：1600RPM、300Nm；
预设机油水含量：≤0.03％；预设机油粘度：12.5-16.3mm2/s；预设机油磨损粒子直径10μm；
测量机油水含量：0.2％；测量机油粘度：14.8mm2/s；测量机油磨损粒子直径10μm；
分析单元获取在线监测单元测量的机油品质参数值，并对机油品质参数值进行分析，判断机油品质，并将信号传输给控制单元6；
控制单元6控制调和单元的电磁阀10开启，通过喷油器9向油底壳1中喷射300ml的机油添加剂，经过5min缓冲后，传感器再次测量。
重复上述在线监测单元的测量、分析单元获取数据、传输给控制单元6，控制单元6接收信号，并控制调和单元向油底壳1注入机油添加剂的步骤，经过5次添加后；
测量机油水含量：0.1％；测量机油粘度：12.9mm2/s；测量机油磨损粒子直径9.8μm；
机油的水含量、粘度或者磨损粒子直径中的一者或者多者得不到明显改善，更换机油。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机油在线调和装置，其特征在于，所述装置包括：
在线监测单元，用于实时测量一发动机的油底壳内的机油品质参数值；
分析单元，用于获取所述在线监测单元测量的机油品质参数值，并对测量的机油品质参数值进行分析，根据分析结果输出一信号；
调和单元，用于向所述油底壳内的机油中注入机油添加剂，以调和机油品质；以及
控制单元，用于接收所述分析单元发出的信号，以控制所述调和单元的运行。
2.根据权利要求1所述的机油在线调和装置，其特征在于，所述在线监测单元包括传感器，设置于油底壳内，用于测量所述机油品质参数。
3.根据权利要求2所述的一种机油在线调和装置，其特征在于，所述传感器包括粘度传感器、水含量传感器和磨损粒子传感器中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的机油在线调和装置，其特征在于，所述分析单元包括采集卡，用于对测量的机油品质参数值进行采集和分析；所述分析单元还用于记录调和单元注入机油添加剂添加次数。
5.根据权利要求1所述的机油在线调和装置，其特征在于，所述调和单元包括：
储料罐，用于储存机油添加剂；
输油管，所述输油管的两端分别与油底壳、储料罐相连通，用于输送机油添加剂至油底壳中；
油泵，设置于所述输油管上，用于提供机油添加剂的输送动力；
喷油器，设置于所述输油管上，连接至所述油泵的输出口，以将油泵输出的机油添加剂喷入输油管；以及
电磁阀，连接至油泵和喷油器，所述电磁阀由控制单元控制启闭。
6.一种使用如权利要求1至5任一项所述的机油在线调和装置的机油在线调和方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：在线监测单元实时测量一发动机的油底壳内机油品质参数；
步骤2：分析单元获取所述在线单元测量的机油品质参数值，并对测量的机油品质参数值进行分析，根据分析结果输出信号；
步骤3：控制单元接收分析单元发送的信号，以控制调和单元向油底壳内的机油中注入机油添加剂。
7.根据权利要求6所述的机油在线调和方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
所述分析单元对测量的机油品质参数值与预设的机油品质参数值进行比较，判断测量的机油品质参数值与预设的机油品质参数值之差是否符合预设条件，若是则发出信号至控制单元；否则不发出信号至控制单元。
8.根据权利要求7所述的机油在线调和方法，其特征在于，步骤2中，所述机油品质参数包括粘度、水含量和磨损粒子中的一种或两种以上；优选的，若至少一种测量的机油品质参数值与预设的机油品质参数值之差超过相对应的阈值，则符合预设条件。
9.根据权利要求6所述的机油在线调和方法，其特征在于，步骤3后还包括步骤4，通过分析单元记录调和单元注入机油添加剂的次数，判断注入次数是否小于或等于5次，若是则重复步骤1-3的操作；否则发出另一信号至控制单元，所述控制单元接收所述另一信号后，停止发动机的运行。
10.根据权利要求6所述的机油在线调和方法，其特征在于，所述机油添加剂的注入方式为喷射，单次喷射量为100-400ml。
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