KR100957597B1 - 사용 중의 윤활유 품질 측정 - Google Patents
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Abstract
윤활유의 비저항(ρ)값은 자동차 엔진과 같은 동작 메카니즘에서 사용중일 때 기설정된 온도(범위)에서 반복해서 결정된다. 동작하는 윤활유의 작동 시간에 대한 이러한 축적된 특성은, 예를 들어, dρ/dt > 0인 제1 부분, dρ/dt = 0인 시간 t1에서의 최대 ρmax, dρ/dt < 0인 제2 부분, dρ/dt = 0인 시간 t2에서의 최소 ρmin, 및 dρ/dt > 0인 제3 부분을 포함한다. 또한, dρ/dt가 시간에 대하여 불연속적인 변화(증가)를 보이는 다른 시간 t3가 존재한다. t1, t2, t3, ρmax, ρmin 및 ρmax/ρmin을 포함하는 t에 대한 ρ의 곡선의 특성은 현재의 동작 윤활유의 잔여 유효 수명을 예측하는데 있어서 유사한 윤활유의 유사한 데이터와 비교될 수 있다.
Description
본 발명은 엔진, 기계, 또는 기타 윤활유가 사용되는 기구에서 사용되는 윤활유의 품질을 측정하는 것에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 운전 환경에서 이러한 윤활 재료의 품질(예를 들어, 잔여 유효 수명)을 예측하는 전기적인 측정의 사용에 관한 것이다.
오일은 자동차, 선박, 및 항공 운송수단용 엔진과 전력 발전 및 기타 내연기관 애플리케이션에서 윤활 유체로서 사용된다. 또한, 오일은 기계에서 활주 접촉면을 매끄럽게 하는데 사용되며, 다양한 설비 애플리케이션에서 열전달 유체로서 사용된다. 이러한 많은 엔진 및 기계 애플리케이션에서 오일은 산화성 환경에서 상온 이상으로 잘 가열되며 화학적으로 오일을 열화시키는 높은 전단 응력(shear stress)를 받는다. 또한, 오일은 연소 또는 기타 외부의 공급원으로부터 오염을 받을 수 있다. 따라서, 특정 윤활 특성을 제공하는 오일의 초기 조성은 점차적으로 변경되고 그 윤활 특성도 열화된다.
윤활유의 한 그룹은 자동차 엔진 및 광범위한 다른 엔진들에서 윤활유로 많은 양이 광범위하게 사용되는 석유 오일을 포함한다. 크루드유에서 정제된 증류제 품으로 생산된 이러한 석유 오일은 일반적으로 250 이하의 분자량을 갖는 낮은 점도에서 대략 1000까지의 분자량을 갖는 매우 점도가 높은 윤활유까지의 범위를 갖는다. 이러한 엔진 윤활유의 물리적 특성과 성능 특성은 파라핀성, 방향족, 및 지방족 고리(나프텐) 화합물의 상대적인 분포에 의존한다. 엔진 애플리케이션에 따라, 이러한 정제된 오일은 산화 방지제, 녹 방지제, 항마모 및 극압제(anti-wear and extreme pressure agents), 마찰 개선제, 용제(detergents), 유동점 강하제(pour-point depressants), 점성도지수 개선제(viscosity-index improvers), 거품 방지제(foam inhibitors) 및 오염물질 분산제(dispersants for contaminants)와 같은 특수한 첨가제를 포함하도록 조성된다. 상업적인 엔진 오일은 이러한 종류의 첨가제의 대부분 또는 모두를 대표하는 것들을 포함하도록 조성된다. 석유 계열 또는 무기 화합물 계열의 윤활유 이외에, 합성 분자 카본-함유 및/또는 실리콘-함유 윤활유가 자동차 애플리케이션이나 기타 기계 또는 기구 윤활유가 필요한 애플리케이션에 대하여 개발되어왔다.
윤활유의 개발은 정교한 기술이지만, 엔진이나 기타 메카니즘에서 사용 중인 윤활유가 언제 그 유효 수명에 도달하였는지에 대한 기술은 그렇게 발전된 것은 아니다. 일반적으로, 일정한 운전 거리, 시간 또는 엔진 작동 상태에 기초한 알고리즘이 오일이 그 유효 수명에 도달하고 있으며 교환되어야 한다는 것을 지시하는 것으로 사용된다. 이러한 지시자들은 보통 엔진이나 기타 메카니즘들에 대한 손상을 예방하기 위하여 오일의 잔여 수명을 저평가하도록 특정된다. 메카니즘에서 윤활유의 잔여 유효 수명을 측정하기 위한 더욱 정밀한 방법에 대한 요구가 있다. 이 러한 방법은 윤활유의 유효 수명이 재료를 너무 빨리 버리지 않으면서 사용되게 할 수 있어야 하며, 너무 오래 유체를 사용하여 주요 기계 또는 엔진에 손해를 주는 것을 방지하여야 한다.
본 발명의 실시는 가솔린 내연 기관과 같은 자동차용 엔진의 동작과 연계하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 가상적으로 임의의 엔진 또는 메카니즘에서 동작하는 높은 비저항을 갖는 윤활유의 잔여 유효 수명(remaining useful life)을 평가하는데 사용될 수 있다.
대표적인 자동차 엔진에 있어서, 석유 오일(무기 화합물 계열의)이 크랭크케이스의 기름통으로부터 펌핑되고 분사되며 엔진의 회전 및 왕복 부재 주위를 순환한다. 오일은, 예를 들어, 대략 50℃에서 대략 150℃의 범위에 있는 온도까지 엔진에 의해 가열되고 산화하는 공기에 노출된다. 때때로, 엔진이 동작하는 동안, 순환하는 오일을 대표하는 적은 일부가 오일 경로, 오일 팬, 또는 엔진 상에 있거나 가까이 있는 임의의 기타 적절한 위치에 편리하게 배치된 적합한 소형 임피던스 센서를 통해 우회한다. 센서는 현재 시점에서의 유체의 비저항을 결정하기 위하여 하나 이상의 비교적 얇은 막의 스트림으로 오일이 센서를 통과하여 흐를 수 있도록 배치되고 구축된다. 작동하는 오일의 비저항(ρ) 값의 기록(내력)은 엔진이 동작하는 동안 획득될 수 있다. 유전율(ε) 값은 이와 동시에 쉽게 획득될 수 있으며, 또한 잔여 오일 수명을 예측하는데 사용될 수 있다.
오일의 특성과 관련된 데이터가 필요한 경우, 센서는 적합한 AC 주파수 생성기에 의해 전력을 공급받는다. 센서에 대한 입력 전압은 테스트 대상 유체의 내부에서 시변 전기장을 생성한다. 출력 전류와, 출력 전류 및 인가된 전압 사이의 위상각이 감지되고 이 데이터는 입력 전압의 값과 함께 자동차 애플리케이션에서 엔진 제어 모듈이 될 수 있는 지역 마이크로프로세서로 향하게 된다. 그 다음, 전압, 전류 및 위상각 신호는 센서-오일 결합의 임피던스 크기, 저항 및 리액턴스를 계산하는데 사용될 수 있으며, 이 값들은 차례로 센서를 통과하는 오일의 전기 비저항 및 선택적, 부가적인 유전율을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 오일의 특성 데이터(비저항 ρ과 유전율 ε)은 이어지는 처리 및 분석을 위하여 차량에 탑재된(또는 엔진이나 기계에 탑재된) 마이크로프로세서에 저장된다. 또한, 오일 온도는 전기 특성 데이터가 획득될 때 기록된다.
오일의 비저항(ρ)은 인가된 전기장의 영향을 받는 매체를 통해 이동하는 전하 캐리어(자유 이온)가 받는 항력과 이에 따른 매체의 점도(η)에 비례하며, 자유 전하 캐리어(이온)의 수밀도 Ni 또는 ρ ~ η/Ni에 반비례한다. 따라서, 자유 전하 캐리어의 수가 일정한(즉, 자유 이온을 방출하는 화학 반응이 없는) 환경 하에서, 비저항은 유체 점도에 대한 측정을 나타낸다. 유전율은 인가된 전기장의 영향 하에 있는 윤활유에서의 분자 쌍극자의 재배향에 대한 측정이다. 미시적인 구성 성분의 쌍극자 모멘트(d)가, 예를 들어, 화학 반응(산소나 질소 원자, 또는 산소나 질소 원자를 포함하는 화학 물질을 오일의 분자 성분에 포함시키는)이나 물, 에탄올, 글리콜과 같은 극성 액체를 오일에 첨가하는 것을 통해 변경할 때, 오일의 유전율은 변화한다. 또한, 인가된 전기장을 겪는 것 외에, 유체 내부의 쌍극자는 열 운동을 겪는다. 전기장이 전기장에 평형하고 반대 방향으로 쌍극자를 정렬하는 경향이 있는 반면, 열운동은 분자 충돌을 통해 이 정렬을 파괴하고 쌍극자의 방향을 램덤화한다. 또한, 점성력은 전기장 내에서의 쌍극자의 회전을 느리게 하는 경향이 있으며, 또한 배열에 대한 열운동 효과의 랜덤화를 느리게 하여, 유전율도 매체의 점도에 종속한다. 따라서, 매체 내에 있는 쌍극자의 수밀도가 Nd인 비례 ε~ηNd를 갖는다. 비저항 및 유전율에 대한 윤활 점도와 관련된 이전의 비례는 데이터 해석의 귀납적 목적을 위해 얻어지며, 유체의 전기 비저항 및 유전율에 대한 정확한 관계의 변화는 더 높은 수준으로 복잡한 통계적인 장치 사용을 필요로 한다.
엔진 작동 시간의 함수로서의 오일의 비저항에서의 변경은 오일에서의 물리적 화학적 변경을 반영하며, 그 시간 의존성은 오일의 품질을 나타내는 표시이다. 이 표시의 다양한 특징이 기능 감퇴 시간을 예측하는데 뿐만 아니라 윤활유의 품질을 결정하는데 사용된다. 바람직하게는, 이 방법은 윤활 시스템의 임의의 적합한 위치에 장착된 소형 임피던스 응답 센서 및 독립형 장치로서 구현될 수 있거나, 또는 엔진이나 다른 윤활 대상 장치 상에서 이미 존재하는 컴퓨터에 포함되는 제어/해석 알고리즘를 사용하여 실시된다. 본 발명은 자동차뿐만 아니라 기타 엔진에 의해 동력을 공급받는 장치(예를 들어, 배, 기차, 발전기 등)에 적합하며, 오일과 유사한 물질(예를 들어, 열 전달 유체로 사용되는 오일)을 다루는 임의의 시스템에서 잠재적인 애플리캐이션을 갖는다.
엔진 오일은 차량 엔진 동작 빈도 및 강도에 따라, 예를 들어, 수 개월 또는 수 년의 기간 동안 사용되도록 의도된다. 따라서, 오일 비저항 데이터는, 예를 들어, 이 오일 특성의 내력을 기록하기 위하여 엔진 작동의 매 몇시간 후마다 간헐적으로 축적된다. 바람직하게는, 이 오일의 특성 테이터는 실질적로 동일한 온도(또는 좁은 온도 범위 내)에서 획득되며, 날씨나 기후 조건에 관계없이 얻을 수 있는 정상적인 오일 사용 상태의 범위에서 선택된다.
그래프로 볼 때, 시간 단위의 누적된 테스트 시간(t)(x 축)에 대한 메가옴 센티미터(㏁·cm) 단위의 오일 비저항(ρ)으로서, 마이크로프로세서에 저장된 축적된 비저항 데이터는 엔진이나 기계에서 동작 중인 오일의 잔여 유효 수명을 예측하는데 유용한 특성을 갖는 곡선을 나타낸다. 예를 들어, 일반적인 승용차 모터 오일의 경우에, 새 오일의 초기값으로부터 최대값(dρ/dt = 0 일 때)까지 비저항값은 누적된 작동 시간 동안 꾸준히 증가한다(dρ/dt > 0). 이것은 영역 I로 간주될 수 있다. 추가되는 시간에 대하여, 오일의 비저항값은 최소값(다시 dρ/dt가 0이 되는 t2에서)까지 꾸준히 감소한다(이제 dρ/dt < 0)(영역II). 그 후, 추가되는 동작 시간에 대하여 오일의 유효 수명이 고갈될 때까지 비저항값은 계속 꾸준히 증가한다(영역 III). 유효 윤활 수명의 종료는 시간 t3에서 비저항값의 매우 빠른 증가에 의해 알 수 있다. 이 "니(knee)"는 비저항의 시간 도함수의 값에서의 매우 가파른 증가에 의해 식별될 수 있다: (dρ/dt)t< t3 << (dρ/dt)t> t3
따라서, 연속적인 선형 곡선으로 도시된 시간에 대한 축적된 ρ의 데이터는 기울기(dρ/dt)의 3번의 연속적인 변화를 나타낸다. 또한, 곡선은 기울기(dρ/dt)에서의 갑작스런 증가에 의해 특성을 나타내는 "니(knee)" 뿐만 아니라 오일을 사용하는 동안 특정 시간에서의 2개의 지역 극값(dρ/dt = 0일 때의 최대 및 최소)을 갖는다는 것을 나타낸다. 최대 및 최소의 ρ 값의 시간, 니(knee)의 관찰 시간, 및 비(ρmax/ρmin)를 포함하는 ρ값 자체는 오일 품질의 지시자 및 엔진 내부의 오일에 대한 기능 감퇴 시간의 예측자 모두로서 사용가능하다.
본 발명의 다른 목적 및 이점들은 아래의 바람직한 실시예에 대한 실시예로부터 자명하다.
도 1은 정상 상태에서 작동된 스파크 점화 엔진에서의 대표적인 엔진 오일에 대한 시험 시간(t)에 대한 전기 비저항(ρ)의 그래프이다;
도 2는 정상 상태에서 작동된 엔진에서의 도 1의 엔진 오일에 대한 시간에 대한 점도(η)의 그래프이다;
도 3은 표준 무기 화합물 계열의 엔진 오일(S, 속이 빈 원 모양 데이터 지점)과 고급 합성 엔진 오일(A, 속이 빈 삼각형 모양 데이터 지점)의 시간 단위의 시험 시간에서의 점도(cSt)에 대한 전기 비저항(㏁·cm)의 비의 그래프이다;
도 4는 종래의 무기 화합물 계열의 엔진 오일(0, 상부 곡선), 표준 무기 화합물 계열의 엔진 오일(S, 중간 곡선) 및 고급 합성 엔진 오일(A, 하부 곡선)의 엔진 작동 시간(시간)에 대한 전기적 비저항(㏁·cm)의 그래프이다;
도 5는 예를 들어 본 발명을 실시하는데 있어서 엔진이 작동하는 동안 엔진 오일의 전기적 특성을 측정하기 위한 유통 임피던스 센서(flow-through impedance sensor)의 측면 단면도이다;
도 6은 엔진이 동작하는 동안 윤활유의 전기적 특성을 측정하기 위한 임피던스 센서와 관련된 전기 설비 작동에 대한 기능 블록도이다; 그리고,
도 7은 엔진이 동작하는 동안 윤활유의 전기적 특성을 감시하기 위한 장치도이다.
[바람직한 실시예에 대한 설명]
본 발명은 엔진 윤활유의 품질과 유효 수명을 측정하는 방법이다. 상기 방법은 엔진 또는 기타 작동 기구에 사용되는 오일의 전기적 특성을 감시하기 위한 적합한 윤활유 유통 전기 임피던스 센서를 사용한다. 그리고, 상기 방법의 실시는 적합한 전기 장치에 의해 지원된다.
방법.
엔진 오일이 많은 분자 화합물의 혼합물을 포함하는 복합 유체이며 하나의 인자 또는 다른 인자는 엔진 오일의 동작 수명으로부터의 제한된 기간 동안 오일 사용에 따라 균형이 변화하면서 다른 모든 것들을 지배하기 때문에, 엔진 오일의 유전율 및 전기 전도도의 시간 의존성에 관한 사전 예측은 어렵다. 그러나, 몇 가지 일반적인 경향은 아직 결정되지 않은 다른 인자들의 지배적인 영향을 제외하고 는 오일의 일반적인 사용 조건을 바탕으로 그리고 유효 수명 동안 오일의 점도의 알려진 성질로부터 예측될 수 있다. 오일의 점도는 층밀림 얇아지기(shear thinning) 때문에 감소할 수 있는 수명의 초기에서의 짧은 주기의 시간(10 내지 15 시간 까지)을 제외하고는 엔진에서의 유효 수명의 대부분 동안 꾸준히 증가한다. 점도의 증가는 시간 의존성 기울기 (dρ/dt)에서의 변환점을 지나 오일의 유효 수명의 종료 시점에서 가속한다. 따라서, 일반적으로 비저항 및 유전율 모두에 대해 시간에 대하여 증가하는 경향의 예측이 존재한다. 모든 탄화 수소 화합물과 같이, 엔진 오일은 2 내지 3의 범위의 전기 유전율을 갖는 비극성 유전 액체이다. 연소 과정이 엔진 오일의 분자 성분 산화 및 질화를 야기하고 물을 엔진 오일로 유입시킬 수 있기 때문에, 오일의 유전율에서의 증가는 오일의 수명 전체를 통해 예측된다. 특정한 사용 조건이 오일의 전하 운반체(양자)를 도입을 통해 비저항을 낮추는 물을 연소 과정에서 축적하게 하지 않는다면, 오일에 대한 비저항값은 매우 높은(㏁·cm에서 GΩ·cm의 범위) 것으로 예상된다. 물에 대하여 ε = 0이기 때문에, 비록 적은 양이라도 엔진 오일에 물이 있으면 유전율에 상당한 증가를 가져온다. 또한, 자가 이온화된 물이 자유 전하 운반체(양자)를 오일에 방출하기 때문에, 엔진 오일에 상당한 양의 물은 측정된 비저항값을 낮출 추 있다. 3가지 사실의 결과 때문에, 엔진 작동에 따른 오일의 노화와 관련된 것 이외의 효과에 기인하는 진단시 오류의 가능성을 최소화하기 위해서는 측정 조건(측정 온도 및 엔진 작동 사이클에서의 정확한 측정 순간, 즉, 시동, 정상 상태 작동, 가속이나 감속 또는 중지와 같은 전이)은 반드시 분별력 있게 선택되어야만 한다.
엔진이 정상 상태에 있는 동안 오일의 전기 비저항 및 점도의 시간 의존성에 대한 예시들은 도 1 및 2에 각각 도시된다. 그래프로 볼 때, 시간 단위의 누적된 테스트 시간(t)(x 축)에 대한 메가옴 센티미터(㏁·cm) 단위의 오일 비저항(ρ)으로서, 마이크로프로세서에 저장된 축적된 비저항 데이터는 엔진이나 기계에서 동작 중인 오일의 잔여 유효 수명을 예측하는데 유용한 특성을 갖는 곡선을 나타낸다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 비저항의 시간 의존성에서는 4가지의 구분되는 영역이 존재한다. 영역 I에서는(dρ/dt > 0), 비저항값은 누적 동작 시간에 대하여 새 오일에 대한 초기값으로부터 시간 t1 또는 tMax에서의 최대값 ρmax(dρ/dt = 0 일때)까지 꾸준히 증가한다. 영역 II에서, 오일의 비저항값은 추가되는 동작 시간(이제 dρ/dt < 0이 된다)에 대해 시간 t2 또는 tmin에서 최소값 ρmin에 도달할 때(다시 dρ/dt가 0이 된다)까지 꾸준히 감소한다. 그 후, 영역 III에서, 추가되는 동작 시간에 대하여 오일의 유효 수명이 고갈될 때까지 계속 꾸준히 증가한다. 이것은 영역 IV의 시작을 알리는 시간 t3 (tknee)에서의 비저항의 시간 의존성에서의 "니(knee)"에 의해 신호를 받는다. 이 "니(knee)"는 비저항의 시간 도함수의 값에서의 갑작스런 증가(소정의 경우에는 거의 불연속적인 "점프(jump)")에 의해 식별될 수 있다: (dρ/dt)t< t3 << (dρ/dt)t> t3
따라서, 연속적인 선형 곡선으로 도시된 시간에 대한 축적된 ρ의 데이터는 기울기(dρ/dt)의 부호에서의 3번의 연속적인 변화를 나타낸다. 또한, 곡선은 기울기(dρ/dt)에서의 갑작스런 증가에 의해 특성을 나타내는 니(knee) 뿐만 아니라 오일을 사용하는 동안 특정 시간에서의 2개의 지역 극값((dρ/dt = 0일 때의 최대 및 최소)을 갖는다.
대조적으로, 점도는 도 2에 도시된 바와 같이 전기 비저항에 대한 시간 의존성에서의 영역 I, II 및 III에 대응하는 시간 간격 사이를 구별하는 특징 없이 동일한 시간 간격에 대하여 단조로운 변화만을 보여준다. 그러나, 비저항의 시간 의존성에서의 극적인 변화에 대한 것과 동일한 순간인 tknee에서 점도의 시간 의존성에 있어서의 "니(knee)"가 존재한다. 도 2의 영역 I은 오일 사용 또는 테스트 시간이 tknee 에 도달할 때까지 꾸준히 증가하는 오일의 점도를 보여준다. tknee 보다 더 큰 시간(도 2의 영역 II)에서 발생하는 점도에서의 가파른 증가는 오일의 유효 수명의 한계를 알려준다. 오일 분석 데이터(및 특히 점도)는 도 1의 영역 I, II, III에 대응하는 엔진 동작 시간 동안 극적인 변화를 보여주지 않는다. 그러나, 점도는 부적절한 윤활에 기인하는 임박한 엔진 고장을 알려주는 영역 IV(도 2 참조)에서의 극적인 증가를 보여준다.
오일 분석에 대한 일부(그러나 모두가 아닌) 종래의 방법은 엔진 오일의 유효 수명의 한계를 검출할 수 있지만, 비저항값(ρ) 자체뿐만 아니라 비저항값(ρ)의 시간 의존성에서의 최대 및 최소에 대응하는 시간의 순간은 오일의 품질에 대한 지시자 및 엔진 내부의 오일의 기능 감퇴에 대한 예보자 모두로서 사용가능하다. 또한, 전기 비저항의 시간 의존성의 t3에서의 "니(knee)"는 그 발생 순간이 엔진 오일 점도에서의 극적인 증가의 시작을 나타내는 순간과 일치하기 때문에 엔진 오일 에 대한 엔진 수명 한계 지시자로서 기능한다. 전기 비저항의 시간 의존성에서의 영역 I 및 II(도 1 참조)은 현저하게 다른 시간 스케일 상에서 발생하는 2개의(아마도 관련된) 화학적 과정의 존재를 나타낸다. 영역 I에서의 전기 비저항의 시간 의존성은 전하 캐리어를 고갈시키는 빠른 화학적 과정(본 예시에서 1 내지 20 시간의 범위를 갖는 특성 시간 스케일을 가짐)에 의해 지배되고, 영역 II에서의 시간 의존성은 자유 전하 캐리어를 오일에 방출하는 느린 화학적 과정(본 예시에서 40 내지 150 시간의 범위를 갖는 특성 시간 스케일을 가짐)에 의해 지배된다. 영역 III 및 IV에서 발생하는 비저항의 증가는 변화하는 품질을 갖는 2가지 오일에 대한 전기 비저항과 점도 사이의 비를 도시한 도 3에서 도시된 바와 같이 순전히 점도에서의 증가 때문이라는 것에 유의하여야 한다. 상기 비는 영역 III 및 IV에 대응하는 시간에서는 거의 일정하며, 이는 시간 t2에서 도달하는 전기 비저항이 최소값이 되는 시간까지 자유 이온을 오일로 방출하는 모든 화학적 과정이 인지할 수 있는 정도까지 중지한 것을 나타낸다.
상기 발견은 내연기관용 윤활유의 유효 수명을 결정하는 본 방법에 대한 기초를 의미하며, 아래에서 설명되는 알고리즘에 이른다.
(1) 공지의 온도에서 데케이드(decade) 단계로 분리된 하나 이상의 주파수에서의 센서 임피던스 Z (f; t,T)= Z' (f; t,T)+ iZ" (f; t,T)를 시간에 대한 함수로 측정.
(2) 오일의 비저항(ρ)을 결정하고 이것의 시간에 대한 이력을 구축.
(3) 도함수 dρ/dt로부터 오일의 유효 시간을 예측:
I. 측정된 시간 t'에서 
및 
이면, tM = t'이고; 오일의 기능 감퇴 시간에 대한 제1 예측을 얻기 위하여 tM을 사용.
II. 측정된 시간 t''에서 
및 
이면, tm = t''이고; 오일의 기능 감퇴 시간에 대한 개선된 예측을 얻기 위하여 tM 및 tm을 사용 사용. 부가적으로 또는 이에 대신하여, 값 ρmax, ρmin 및/또는 비 ρmax/ρmin는 기능 감퇴 시간을 예측하기 위하여 이전 데이터와 비교될 수도 있다.
이와 달리, 
와 
의 부등식을 사용하는 대신에 최대 및 최소를 구분하기 위하여 시간에 대한 2차 도함수인 d2ρ/dt2 를 계산하는 것을 선택할 수 있다. 최대와 최소를 구별하기 위한 3번째 방법은 최대와 최소의 부근에서 각각 얻을 수 있는 간단한 순서 관계인 ρ(t') < ρ(t ≠ t') 및 ρ(t") > ρ( t ≠ t")를 사용하는 것이다.
(4) 예측된 기능 감퇴 시간이 도달하기 전에 오일 교환 지시자를 트리거링.
(5) 오일이 교환되지 않고 비저항의 시간 도함수가 소정의 시간 t'''에서 갑작스런 증가인 (dρ/dt)t< t''' << (dρ/dt)t> t''' 를 겪게 되면, 차량 또는 기계의 운전자에게 경고를 발함.
본 방법의 성능은 다른 품질의 3가지 엔진 오일에 대한 전기 비저항과 점도를 각각 표시하는 도 4에 도시된다. 이 오일들 각각은 상업적인 것이며, 산화 방지제, 녹 방지제, 항마모 및 극압제, 마찰 개선제, 용제, 유동점 강하제, 점도지수 개선제, 거품 방지제 및 오염물질 분산제를 포함하는 특정되지 않은 첨가제를 포함하도록 조성된다.
도 4는 시간 단위의 테스트 시간에 대한 종전 세대의 무기 화합물 계열의 엔진 오일(O, 두꺼운 점선), 표준 오일(S, 일점 쇄선) 및 고급 오일(A, 실선)의 비저항 데이터의 그래프이다. 현재 차량용으로 사용되지 않는 무기 화합물 계열의 오일(O)은 더 넓은 범위의 오일 조성물에 대하여 본 발명의 방법을 평가하기 위하여 테스트되었다. 표준 오일(S)은 신품 자동차 엔진에 사용되는 것과 같은 GF-3 무기 화합물 계열의 엔진 오일이다. 고급 오일(A)은 엔진 충전을 위한 일부 자동차 소 유자에 의해 사용될 수 있는 고급 조성을 갖는 완전한 합성 GF-3 오일이다. 오일 샘플은 테스트 엔진이 3000rpm에서 103 Nm의 일정한 부하 하에서 동작하는 각각 고온 고부하 엔진 검력기 테스트에 사용되었다. 임피던스 데이터가 취해지는 시간에서 센서에서의 오일의 온도는 130℃이었다.
엔진을 통해 오일 펌프에 의해 순환대는 오일의 일부는 후술할 도 5의 단면도에서 도시된 임피던스 센서를 통해 우회하였다. 선택된 시간과 선택된 공지의 센서 온도에서의 교류 신류를 임피던스 센서에 제공하기 위하여 전자 장치가 사용되었다. 임피던스 시스템 전자 장치의 특성과 기능은 도 6과 7에 도시되고 요약된다. 이 장치 및 관련된 마이크로프로세서는 흐르는 오일이 충전된 센서의 임피던스를 감지하고 테스트의 처음 20시간 동안 15분의 규칙적인 간격으로 그리고 각 테스트의 나머지에 대하여 30분 간격으로 비저항(ρ)을 ㏁·cm 단위로 판단했다.
도 4에 도시된 데이터는 실제 엔진이 동작하는 동안의 오일 샘플의 비저항 내력(ρ(t))을 나타낸다. 오일(O)의 초기 비저항값은 680 ㏁·cm이고, 오일(S)의 비저항값은 231 ㏁·cm이며, 오일(A)의 비저항값은 77 ㏁·cm이었다. 검력기 테스트 시간이 진행함에 따라, 각 오일 샘플은 전하 캐리어 밀도(N)에서의 감소를 겪었으며, 이들의 해당 비저항값(ρ)은 빠르게 증가했다. 비교적 짧은 시간 후에, 각 오일에 대한 비저항값은 최대값에 도달했다: 오일(O)에 대하여 1.5 테스트 시간에서 780 ㏁·cm, 오일(S)에 대하여 6 테스트 시간에서 360 ㏁·cm, 오일(A)에 대하여 12 테스트 시간에서 149 ㏁·cm. 따라서, 이 샘플들에 대한 시간에 대한 1차 도함수(dρ/dt)는 처음에 0보다 더 컷다. 각 경우에서, 그 다음 비저항은 기울기값이 0, 즉, dρ/dt = 0이 될 때 t=tMax 에서 최대에 도달한다. 최대 비저항값에 도달하기 위한 각 오일의 시간은 각각 tMax,O = 1.5 시간, tMax,S = 6 시간, 및 tMax,A = 12 시간이었다.
ρ의 지역적인 최대값에 도달한 후, 기울기가 다시 0이 되는, 즉, dρ/dt = 0이 되는, 각 오일 샘플에 특정된 t = tmin 의 시간에서 ρ의 지역적인 최소값이 검출될 때까지, 이어지는 비저항값은 추가되는 테스트 시간에 대하여 단조롭게 감소했다. 오일(O)에 대한 ρ의 값은 tmin = 102 시간에서 148 ㏁·cm이며, 오일(S)에 대한 ρ의 값은 tmin = 75 시간에서 200 ㏁·cm이며, 오일(A)에 대한 ρ의 값은 tmin = 148 시간에서 86 ㏁·cm이었다.
도 4에 반영된 테스트는 오일(S) 또는 오일(A) 중 하나가 점도에서의 과도한 증가에 의해 알 수 있는 기능 감퇴를 겪기 전에 중지했다. 오일(O)은 "위험 시점" 이후의 시간 구간에 대하여 테스트되었다. 그러나, 놀랍게도 유사한 특성의 그래프가 잔여 유효 수명 또는 기능 감퇴 시간을 예측하는데 유용한 해당 오일의 표지를 나타낸다.
오일 수명 예측에 대한 기준 데이터를 제공하기 위하여, 오일 샘플이 상세한 dρ/dt 내력을 얻기 위하여 기능 감퇴까지 테스트될 수 있다. 이러한 내력은 현재 동작하고 있는 오일 샘플에 대한 dρ/dt 데이터를 검출하고 기록하는 마이크로프로세서의 메모리에 저장될 수 있다. 각 오일 샘플(동일하거나 기능적으로 필적하는 조성)은 상이한 부하와 환경 조건을 겪는 동안, dρ/dt 데이터는 유사하고 잔여 유효 윤활 수명에 대한 신뢰성있는 예측에 대하여 비교될 수 있다. 이러한 방법으로, 윤활유는 제한된 가용성을 갖는 재료를 이르게 그리고 낭비되게 버리는 일 없이 전체 성능까지 사용할 수 있다.
임피던스 센서.
도 5는 본 발명의 실시에 있어서 바람직한 임피던스 센서의 단면도를 도시한다. 도 5에 도시된 센서는, 예를 들어, 오일 경로 또는 작동하는 자동차 엔진의 오일 팬(pan)에 배치될 수 있다. 엔진이 작동하는 동안, 윤활유는 엔진의 가동 부분 주위 및 그 위로 오일 팬 내에서 그 기름통(sump)로부터 계속해서 펌핑된다. 일반적으로 순환하는 오일의 온도는 측정되어 엔진(또는 변속기)의 동작을 제어하는데 채용된 엔진 제어 모듈(또는 동력 전달 제어 모듈, powertrain control module, PCM)로 보고된다. 본 발명에 따르면, 오일은 도 5에 도시된 임피던스 센서(10)와 같은 적합한 센서를 통해 흐르게 된다.
오일 경로에 배치될 때, 센서(10)는 상부의 셀 하우징(12) 및 하부의 셀 마운팅 플랜지(14)를 포함하는 금속 인클로져(enclosure)를 필요로 한다. 센서를 통한 오일의 통과를 가능하게 하는 것 외에, 하우징 부재(12, 14)는 점화 스파크에 의해 발생할 수 있는 전기적인 간섭에 대한 센서의 전기적인 차폐도 제공한다. 셀 하우징(12)은 오일 흐름구(16)를 갖는다. 차량 엔진 애플리케이션용으로, 이러한 하우징 부재들은 적합하게 주조되거나 성형될 수 있는 알루미늄 합금과 같은 합금 으로 이루어질 수 있다. 센서가 오일 팬 내에 배치된다면, 팬 자체가 적절한 전기적 차폐를 제공할 수 있기 때문에 특별한 인클로져가 필요하지 않다.
셀 하우징(12) 내에서 몇 개의 적층된 원형 플레이트는, 원주 방향으로 그리고 수직으로 이격된 6 세트의 금속 콘택 튜브(18, 19)(18 및 19 각각의 한 세트는 도 5에 도시됨)가 플레이트에 수직으로 배치되고 플레이트를 지지하여 인터리브된(interleaved) 커패시터를 형성한다. 금속 콘택 튜브(18, 19) 세트는 매 2개의 플레이트 사이의 전기적인 접촉을 제공한다. 플레이트는 대략 1 밀리미터로 떨어져 균일하게 이격된다. 제1 연결 플레이트(20)는 5개의 교대하는 콘택 튜브(18)의 3 세트(한 세트는 도 5에 도시됨)를 통해 교대하는 5개의 내부 커패시터 플레이트(22)의 제1 세트에 연결된다. 제1 연결 플레이트(20)에 중첩하고 이에 이격되어 있는 제2 연결 플레이트(24)는 4개의 교대하는 콘택 튜브(19)의 다른 3세트에 의해 4개의 교대하는 내부 커패시터 플레이트(26)의 제2 세트에 연결된다. 콘택 튜뷰(18, 19)의 수직 세트를 통해 수직으로 연장하며, 6개의 원주 방향으로 이격되고, 비전도성인 패스닝 볼트(28)(2개가 도 5의 단면도에 도시됨)는 커패시터 조립체를 셀 마운팅 플랜지(14)에 부착한다. 각 콘택 튜브(18)의 외부 표면상의 절연체층(30)은 셀 내에서의 전기력선 및 전류 흐름이 커패시터 플레이트에 수직인 것을 보장한다. 원형 커패시터 플레이트(20, 22, 24, 26)는 스테인레스 스틸(또는 니켈, 인코넬(Inconel), 하스텔로이(Hastelloy) 등과 같은, 임의의 다른 적합한 금속이나 금속합금)로 적절하게 이루어질 수 있으며 대략 43mm의 직경을 갖는다.
설명되고 도시된 바와 같이, 커패시터 부분은 서로 지지되며, 커패시트 플레 이트의 단락을 방지하기 위하여 단단한 플라스틱 재료로 이루어진 6개의 패스닝 볼트(28)에 의해 셀 마운팅 플랜지(14) 상에 단단하게 장착된다. 또한, 연결 플레이트(20)와 장착 플랜지(14) 사이의 6개의 절연 스페이서(32)(2개가 도시됨)는 셀 플레이트(20, 22, 24, 26)와 장착 플랜지(14) 사이의 단락을 방지하는 역할도 한다.
오링(O-ring, 34)은 셀 하우징(12)과 장착 플랜지(14) 사이의 공기 밀봉에 영향을 미친다. 테스트 대상 액체는 2개의 흐름구(16)에 의해 측정 설비로 유입되고 제거된다. 셀 하우징(12) 및 셀 마운팅 플랜지(14) 모두는 금속으로 이루어지고, 측정 커패시터의 전기적 차폐에 영향을 미치며, 전기적인 접지에 연결된다.
측정 커패시터와 측정 전자장치 사이의 전기적 연결은 셀 마운팅 플랜지(14)의 동축 케이블 포트(36)(도 5에 도시된 단면 뒤에 놓임)를 통해 셀 공간(38)쪽으로 측정 설비에 들어가는 2개의 또는 바람직하게는 4개의 동축 케이블(미도시)에 의해 영향을 받으며, 2개의 하부 연결 플레이트(20, 24)에 쌍으로 연결된 내부 전도체를 갖는다. 4개의 동축 케이블의 경우, 내부 전도체는 2개의 연결 플에이트에 쌍으로 연결되다. 동축 케이블은 고온 절연 에폭시에 의해 셀 마운팅 플랜지로 밀봉되며, 그 외부 전도체는 셀 하우징에 전기적으로 연결된다.
물론, 임피던스 센서(20)는 유체의 전기적 특성을 결정하기 위하여 테스트되는 유체로 채워진다. 센서는 배치 모드(batch mode, 포트 중 하나를 통해 셀을 채우고 그 다음 플러그로 양 포트를 닫는 것에 의해)뿐만 아니라 유통 모드(flow-through mode, 피 테스트 액체가 흘러감) 모두에서 작동할 수 있다. 보통 오일은 가깝게 이격된 커패시터 플레이트 사이를 흐를 때 그 작동 온도에 있거나 그에 가 까이 있다. 그 다음, 오일이 채워진 센서는 임피던스 측정 장비(LCR 미터, 오토 밸런싱 ac 브리지, 주파수 응답 분석기, 등)에 연결되고, 그 전기 임피던스는 소정의 관심 주파수 범위에 대하여 결정된다. 그 후, 유체의 전기 비저항은 측정된 저항과 셀 상수로부터 결정되고, 유체의 전기 유전율이 측정된 커패시턴스와 셀의 진공 커패시턴스로부터 결정될 수 있다.
센서는 임의의 자동차 분야의 유체(엔진 오일, 변속기 유체, 엔진이나 기계에 사용되는 냉각수, 유압 유체, 배터리 전해액)에 대한 전기 비저항(또는, 균등하게 전기 전도도) 및 전기 유전율을 결정하는데 사용될 수 있다. 이것은 새로운 오일이나 사용된 오일의 특성을 결정하는데 사용되어 왔다. 또한, 130℃에서 1200시간 이상의 테스트에서도 그 성능에서의 중대한 악화가 없기 때문에, 센서는 고온 검력계 테스트 동안 엔진 오일을 인라인 감시하기 위해 사용할 수 있다.
오일 수명 테스트를 위한 전자 회로 및 장비
도 6은 플로우 차트 형식으로 사용중인 윤활유의 비저항 및 선태적, 부가적인 유전율을 결정하는 기능 단계들을 도시한다. 또한, 도 7은 이와 같은 유체 감시 시스템을 위한 전자 장치(장비)의 관계를 도시한 블록도이다. 이 도면들은 4순환 내연 기관의 동작과 연계된다.
첫번째 블록으로 시작하는 도 6의 4개 과정 블록이 참조된다. 오일의 특성과 관련된 데이터가 필요할 때, 센서는 공지의 진폭과 주파수를 갖는 파형을 생성하는 적합한 AC 주파수 생성기(도 7의 블록 1에 도시)에 의해 전력이 공급된다. 주파수는 주파수 데케이드(decade) 당 3 내지 20개의 데이터 포인터를 가지면서 100 MHz에서 0.1 Hz로 하향 스캔된다. 오일 특성 임피던스 센서에 대한 입력 전압은 테스트 대상 유체의 내부에 시변 전기장을 생성한다. 입력 전압의 타이밍은 엔진과 변속기 동작을 관리하기 위하여 현대의 자동차에 사용되는 종류의 동력 전달 계통 모듈(PCM)에 의해 제공된다. 또한, 센서 내의 오일의 온도는 감지되어 PCM이나 PCM의 제어를 받는 오일 특성 마이크로프로세서에 전달된다.
출력 전류와 임피던스 센서에 걸리는 인가된 전압 사이의 위상각이 감지되며, 이 데이터는 도 6의 블록(2)에 도시된 바와 같이 입력 전압의 값과 함께 PCM에 지시된다.
PCM은 위상차를 결정하기 위하여 PLL(phase lock loop circuit)과 상호작용한다(블록 3).
그 다음, 전압, 전류 및 위상각 신호는 센서-오일 결합의 임피던스 크기, 저항 및 리액턴스를 계산하는데 사용된다(블록 4). 이 값든은 차례로 센서를 통과하는 오일의 전기 비저항 및/또는 유전율을 결정하는데 사용된다(블록 5). 오일의 특성 데이터(비저항 ρ과 유전율 ε)은 이어지는 처리 및 분석을 위하여 PCM에 저장된다.
도 7은 장치, PCM 및 오일 품질 결정을 위한 전용 마이크로 프로세서에 대한 적합한 절차 플로우차트를 제공함으로써 도 6을 보충한다.
주파수 생성기(1)는 기설정된 진폭과 주파수를 갖는 AC 신호로 오일 임피던스 센서(2A)를 활성화한다. 또한, 이 신호는 위상 감도 검출기(4)에 공급된다. 전용 마이크로프로세서(5)는 주파수 생성기(1)로부터의 전압 데이터와 위상 감도 검출기(4)로부터의 데이터를 샘플링한다. 마이크로프로세서(5)는 PCM(6)에 의해 지시를 받거나 PCM(6)의 제어를 받는다. 동시에, 오일 온도 센서(2B)로부터의 오일 온도 데이터는 마이크로프로세서(5)로 공급된다.
센서(2A)로부터의 출력 전류 신호는 전류-전압 변환기(3)에 공급된다. 변환기(3)로부터의 전압 신호는 위상 감도 검출기(4)로 보내어지고, 전류 및 위상각 데이터는 마이크로프로세서(5)에 의해 샘플링된다. 마이크로프로세서(5)는 임피던스 크기와 저항 및 리액턴스르 계산한다. 계산된 데이터 및 센서(2A)의 특성에 관한 저장된 상수를 이용하여, 마이크로프로세서(5)는 전류 작동 중인 오일의 비저항 및 유전율 값을 계산한다. 이 값들은 전용 마이크로프로세서에 저장되고 본 명세서의 방법 부분에서 설명된 바와 같이 시간에 바탕을 둔 비저항 데이터 및/또는 시간에 바탕을 둔 유전율 데이터 기반의 알고리즘에서 사용된다.
결과로 따른 오일 수명 데이터는 마이크로프로세서(5)로부터 현재 오일 상태를 자동차 운전자에게 규칙적으로 알리는 PCM(6)으로 전송된다.
본 발명의 실시는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니고 예시의 목적을 위하여 제공되는 소정의 예시들을 참조하여 설명되었다.
Claims (24)
- 동작 메카니즘의 유체 윤활에 사용 중인 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법에 있어서,상기 메카니즘의 동작 시간 간격 동안 기설정된 오일 온도에서 상기 오일의 비저항(ρ)값을 반복적으로 결정하는 단계;초기값으로 시작하는 연속적인 비저항값이 경과된 동작 시간에 대하여 축적됨에 따라(1) ρ의 값이 증가하는 동안인 제1 시간(t1)까지의 기울기(dρ/dt)가 0보다 더 큰 제1 부분, 및(2) 대응하는 ρmax를 갖는 dρ/dt = 0이 되는 t1에서의 최대를 포함하는 연속적인 ρ(t) 선형 곡선이 공식화되도록 상기 오일의 비저항-시간 ρ(t) 내력을 기록하는 단계;상기 ρ(t) 곡선의 현재 부분을 유사하거나 기능적으로 필적하는 오일 조성물에 대한 유사한 기설정된 데이터와 때때로 비교하는 단계;상기 오일의 잔여 유효 수명을 예측하기 위하여 상기 비교를 사용하는 단계;(3) ρ의 값이 제2 시간(t2)까지 감소하는 동안인 기울기(dρ/dt)가 0보다 더 작은 제2 부분,(4) 대응하는 ρmin을 갖는 dρ/dt = 0이 되는 t2에서의 최소, 및(5) dρ/dt가 0보다 더 큰 제3 부분을 포함하는 연속적인 ρ(t) 선형 곡선이 공식화되도록 상기 오일의 비저항-시간 ρ(t) 내력의 기록을 계속하는 단계;상기 ρ(t) 곡선의 현재 부분을 유사하거나 기능적으로 필적하는 오일 조성물에 대한 유사한 기설정된 데이터와 때때로 비교하고, 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예측하기 위하여 상기 비교의 사용을 계속하는 단계;상기 오일의 유효 수명이 고갈된 것을 나타내는 비저항의 시간 도함수 값에서의 갑작스런 증가가 있을 때, 시간 t3까지 상기 ρ(t)의 제3 부분에서 상기 오일의 비저항-시간 ρ(t) 내력의 기록을 계속하는 단계; 및상기 오일의 유효 수명이 고갈된 것을 나타내는 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 오일은 석유로부터 추출된 무기 화합물 계열의 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 오일은 카본 계열 및/또는 실리콘 계열의 재료를 포함하는 합성 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 메카니즘은 탄화수소 연료 엔진인 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 메카니즘의 오일은 대략 100℃ 이상의 온도에서 동작하는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,t2/t1는 대략 10 이상인 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,t1은 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예상하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,t1 및 t2는 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예상하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,ρmax는 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예상하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,ρmin 및/또는 ρmax는 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예상하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,ρmax/ρmin는 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예상하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 동작 메카니즘의 유체 윤활에 사용 중인 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법에 있어서,상기 메카니즘의 동작 시간 간격 동안 시변 전기장 하에서 기설정된 오일 온도에서 상기 오일의 비저항(ρ)값을 반복적으로 결정하는 단계;초기값으로 시작하는 연속적인 비저항값이 경과된 동작 시간에 대하여 축적됨에 따라(1) ρ의 값이 증가하는 동안인 제1 시간(t1)까지의 기울기(dρ/dt)가 0보다 더 큰 제1 부분,(2) 대응하는 ρmax를 갖는 dρ/dt = 0이 되는 t1에서의 최대(3) ρ의 값이 제2 시간(t2)까지 감소하는 동안 기울기(dρ/dt)가 0보다 더 작은 제2 부분,(4) 대응하는 ρmin을 갖는 dρ/dt = 0이 되는 t2에서의 최소, 및(5) dρ/dt가 0보다 더 큰 제3 부분을 포함하는 연속적인 ρ(t) 선형 곡선이 공식화되도록 상기 오일의 비저항-시간 ρ(t) 내력을 기록하는 단계;상기 ρ(t) 곡선의 현재 부분을 유사하거나 기능적으로 필적하는 오일 조성물에 대한 유사한 기설정된 데이터와 때때로 비교하는 단계;상기 오일의 잔여 유효 수명을 예측하기 위하여 상기 비교를 반복적으로 사용하는 단계;상기 오일의 유효 수명이 고갈된 것을 나타내는 비저항의 시간 도함수 값에서의 갑작스런 증가가 있을 때, 시간 t3까지 상기 ρ(t)의 제3 부분에서 상기 오일의 비저항-시간 ρ(t) 내력의 기록을 계속하는 단계; 및상기 오일의 유효 수명이 고갈된 것을 나타내는 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 삭제
- 제14항에 있어서,상기 오일은 석유로부터 추출된 무기 화합물 계열의 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제14항에 있어서,상기 오일은 카본 계열 및/또는 실리콘 계열의 재료를 포함하는 합성 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제14항에 있어서,상기 메카니즘은 탄화수소 연료 엔진인 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제14항에 있어서,상기 메카니즘의 오일은 대략 100℃ 이상의 온도에서 동작하는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제14항에 있어서,t1 및 t2는 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예상하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제14항에 있어서,ρmin 및/또는 ρmax는 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예상하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제14항에 있어서,ρmax/ρmin는 상기 오일의 잔여 유효 수명을 예상하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 오일은 알려진 비저항 상수를 갖는 임피던스 센서 내에 수용되고,상기 센서는 대략 100MHz에서 0.1Hz까지의 범위에 있는 주파수에서 시변 전기장에서 AC 주파수 생성기에 의한 입력 전압으로 동력이 공급되며;상기 센서의 출력 전류 및 상기 출력 전류와 입력 전압 사이의 위상각이 검출되며;센서-오일 결합에 대한 임피던스의 크기, 저항 및 리액턴스가 상기 입력 전압, 출력 전류 및 위상각에 의해 검출되며; 그리고기설정된 온도에서의 상기 오일의 전기 비저항은 상기 결정된 저항 및 센서 비저항 상수로부터 결정되는것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
- 제14항에 있어서,상기 오일은 알려진 비저항 상수를 갖는 임피던스 센서 내에 수용되고,상기 센서는 대략 100MHz에서 0.1Hz까지의 범위에 있는 주파수에서 시변 전기장에서 AC 주파수 생성기에 의한 입력 전압으로 동력이 공급되며;상기 센서의 출력 전류 및 상기 출력 전류와 입력 전압 사이의 위상각이 검출되며;센서-오일 결합에 대한 임피던스의 크기, 저항 및 리액턴스가 상기 입력 전압, 출력 전류 및 위상각에 의해 검출되며; 그리고기설정된 온도에서의 상기 오일의 전기 비저항은 상기 결정된 저항 및 센서 비저항 상수로부터 결정되는것을 특징으로 하는 오일의 잔여 유효 수명을 결정하는 방법.
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