Способ оперативного контроля качества трансмиссионного масла Российский патент 2021 года по МПК G01N27/00 G01N33/28 G01N33/30 F01M11/10 

Настоящее изобретение относится к способам выявления примесей, определения качества работающего трансмиссионного масла и определения степени его загрязненности и работоспособности.

Известен флуоресцентный метод (Патент США №6633043, МПК: G01N 021/64, опубл. 14.10.03), основанный на времяразрешенной флуоресцентной спектроскопии, для контроля старения минеральных смазочных и трансформаторных масел, не требующий учета их оптической плотности. Метод основан на анализе времяразрешенных спектров свежего и работавшего масел и включает следующие шаги: облучение тестируемой пробы масла импульсом излучения УФ-лазера; измерение спектров флуоресценции масла, используя методику временной селекции для получения времяразрешенного спектра; построение нормализованных времяразрешенных спектров и сравнение полученных спектров. Устройство измерения содержит импульсный УФ-лазер, излучение от которого направляется с помощью зеркала на кювету с тестируемым маслом. Поток флуоресценции с помощью кварцевых линз фокусируется на входные щели монохроматора, в выходных щелях которого установлен фотоумножитель для регистрации сигнала флуоресценции. Сигнал с выхода фотоумножителя подается через интегратор с узкополосным фильтром в компьютер для последующей обработки.

Недостатком этого способа и устройства является то, что они весьма сложные для оперативного контроля, предполагающего встроенное в линию смазки или портативное устройство. Кроме того, для реализации метода требуется дорогостоящее оборудование.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является метод и устройство определения качества масла (Патент США №6459995, МПК: G01N 031/00, опубл. 01.10.02), основанное на измерении изменения диэлектрической проницаемости масла. Устройство содержит погруженный в масло емкостной датчик, который является элементом колебательного контура, содержащего LC- или кварцевый генератор. Выходной сигнал колебательного контура зависит от тангенса диэлектрических потерь масла, который изменяется с изменением кислотности масла. Таким образом, выходной сигнал несет информацию о степени окисления масла.

Недостатком данного метода устройства является то, что диэлектрическая проницаемость масла, а, следовательно, и выходной сигнал, зависят не только от кислотности масла, но и от содержания в нем воды, степени загрязнения масла неметаллическими частицами, что делает невозможным установление основного фактора, вызвавшего изменение сигнала. В случае трансмиссионного масла данный метод может давать неточные результаты, так как он не учитывает присутствие в масле частиц износа деталей трансмиссии. В то же время нагрев трансмиссионного масла существенно ниже, чем у моторного, поэтому данный метод может некорректно работать вследствие недостаточно выраженного изменения химических свойств масла, что характерно для масел, работающих при высоких температурах в двигателях.

Техническим результатом является возможность оперативного контроля состояния трансмиссионного масла без необходимости внесения существенных изменений в конструкцию самой трансмиссии. Также на основе заявляемого способа и некоторых других возможно создание полнофункционального блока экспресс - контроля состояния технических жидкостей в транспортном средстве.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ основан на изменении индуктивности некоторой планарной катушки Теслы, которая фиксирует наличие частиц износа в трансмиссионном масле, причем, чем их больше, тем сильнее меняется индуктивность. В качестве лабораторного прототипа катушка была выполнена на текстолитовой пластине, что при последующей доработке и реализации максимально упрощает конструкцию будущих устройств и позволяет встроить их, например, в резьбовую пробку сливного отверстия или поддона картера трансмиссии.

Результаты испытаний заявляемого способа подтверждаются (фиг. 1), где видно относительно линейное изменение индуктивности в зависимости от массы испытуемого ультрадисперсного железного порошка.

Новизна заявляемого изобретения заключается в том, что предлагаемый способ достаточно универсален и не требует использования сложного оборудования.

Предлагаемый способ работает за счет изменения индуктивности планарной катушки при попадании в рабочую зону металлических частиц, причем количество металлических частиц напрямую влияет на изменение индуктивности. В зависимости от варианта исполнения датчика как форма основной пластины, так и вариант выполнения планарной катушки Теслы могут быть изменены: к примеру, катушка может быть изготовлена по тонкопленочной технологии, что максимально подходит для встраивания в пробку сливного отверстия картера трансмиссии.

За счет использования метода контроля трансмиссионного масла, основанного на изменении значения индуктивности достигается максимальная простота конструкции прототипа устройства и вместе с тем чувствительность, достаточно высокая для реализации вышеописанного метода.

Согласно изобретению, предложен способ оперативного контроля качества трансмиссионного масла, заключающийся в том, что наличие металлических частиц износа узлов трансмиссии в исследуемом масле фиксируется планарной катушкой Теслы, при этом индуктивность планарной катушки Теслы изменяется в зависимости от количества металлических частиц в трансмиссионном масле.

Дополнительные записи:

Информация о способах и устройствах контроля состояния трансмиссионного масла либо неполная, либо вовсе отсутствует, что говорит о недостаточной освещенности данного вопроса. По этой причине в патенте будут указаны прототип и аналог по способам и методам контроля состояния моторных масел.

Список процитированных патентов:

Патент США №6633043

Патент РФ №2361209

Патент США №6459995

Патент США №4181881

Патент РФ №2232904

Патент РФ №2495415

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам и способам выявления примесей в трансмиссионном масле и определения степени его загрязненности. Предложен способ оперативного контроля качества трансмиссионного масла, заключающийся в том, что наличие металлических частиц износа узлов трансмиссии в исследуемом масле фиксируется планарной катушкой Теслы, при этом индуктивность планарной катушки Теслы изменяется в зависимости от количества металлических частиц в трансмиссионном масле. Технический результат - возможность оперативного контроля состояния трансмиссионного масла без необходимости внесения существенных изменений в конструкцию самой трансмиссии. Также на основе заявляемого способа возможно создание полнофункционального блока экспресс-контроля состояния технических жидкостей в транспортном средстве. 1 ил.

Способ оперативного контроля качества трансмиссионного масла, заключающийся в том, что наличие металлических частиц износа узлов трансмиссии в исследуемом масле фиксируется планарной катушкой Теслы, при этом индуктивность планарной катушки Теслы изменяется в зависимости от количества металлических частиц в трансмиссионном масле.