Способ определения эксплуатационных качеств картерных масел Советский патент 1982 года по МПК G01N27/22 

(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ КАРТЕРНЫХ МАСЕЛ

Изобретение относится к измериТельной технике и может быть использовано для определения содержания присадок и влаги в картерных маслах.

Известен способ определения содержания влаги в маслах, основанный на перегонке воды в присутствии легкокипящего растворителя fllНедостатком известного способа является длительность анализа.

Известен также способ определения . содержания воды путем измерения диэлектрической проницаемости на двух частотах 2.

Однако известный способ неприменим для определения влажности картерных масел из-за наличия в них присадок и связанной с ним заметной проводимости.

Наиболее близким к изобретению является способ определения влаги и примесей в трансформаторных маслах по электрофизическим характеристикам (tg (f ) до и после выдерживания в

переменном электрическом поле высокого напряжения 1-10 кВ/см в течение 3-7 мин. Наличие влаги в масле под действием переменного поля высокого напряжения 1-10 кВ/см в течение 3-7 мин приводит к агрегации влаги, т.е. к образованию цепочек, замыкающих электроды. Это сопровождается изменением электрических характеристик - диэлектрических потерь, диэлект

10 рической проницаемости б , электроемкости С, причем после выдерживания в поле они бол.ьше, чем до выдерживания {з.

Известный сгюсоб не может быть

IS применен для анализа картерных масел из-за наличия в масле присадок - примееей с большой проводимостью и влияющих на диэлектрические потери tgcf. Кроме присадок механические примеси,

20 смоло-асфальтеновые вещества, кислоты также влияют на tg (f , т.е. по tg (Г нельзя раздельно от остальных .примесей определить присадки. Целью изобретения является повышение оперативности и точности раздельного определения присадок и влаги в маслах. Цель достигается тем, что согласно способу определения эксплуатационных качеств картерных масел, заключающемуся .в измерении электрофизических характеристик при выдерживании в переменном электрическом поле высокого напряжения ЫО кВ/см в течение 3-7 мин, измеряют емкость датчика с исследуемым продуктом на низкой (С| ) и высокой (CB ) частотах до выдерживания в переменном поле (, Сft-t ) и после выдерживания (Сц В2 и определяют количество присадок по формуле CH-I-CB-, а количество влаги по формуле дСа. ДС С, где ЛС CH - С А 2 Cij.1 - С Если измерить электроемкость датчика (системы, в которой находится исследуемый продукт) с картерным маслом на низкой и высокой частотах то из-за наличия заметной проводимости электроемкость на низкой (Сц частоте больше, чем на высокой (Сд . т.е. С И -В Это обусловлено тем, что электроемкость определяется через сумму емкостного тока и тока проводимости, а вклад тока проводимости в суммарный ток больше на низкой частоте, суммирование проводится по векторной диаграмме. Измерение электроемкости проводится на низком напряжении таковы конструкции этих приборов поэтому влажность на результаты не влияет. В процессе работы двигателя в мас лах накапливается влага, ухудшающая его эксплуатационные качества. Содер жание необходимо постоянно кон .ролирствать. Для контроля содержания влаги в масле необходимо использовать ее сво ство к агрегации в переменном электрическом поле высокого напряжения 1-10 кВ/см. Время выдерживания в эл рическом поле мин. Под действие высоковольтного ПОЛЯ происходит образование цепочек из капель влаги, которые располагаются вдоль силовых линий электрического поля и заквакают электроды. Образование цепочек приводит к изменению электроемкости системы с исследуемым продуктом и это изменение пропорционально количеству влаги в масле. По измерению электроемкости С ц 2. Cg2 после выдерживания масла в электрическом поле определяют количество влаги. Определение эксплуатационных качеств картерных масел производится путем следующих операций: измерение электроемкости датчика с картерным маслом на низкой и высоСц - Скои частоте и определение по количества присадок в масле; выдерживание исследуемого продукта в переменном электрическом пЪле высокого напряжения 1-10 кВ/см в течение 3-7 мин; измерение электроег ости после выдерживания в электрическом поле на низкой и высокой частоте С., , и определение влагосодержания по AC,3L ЛС CBI CB-I Пример 1. Определение содержания присадок в картерных маслах производится с обезвоженными маслами АС-6, АС-8, АС-10, АСЗп-10 С добавлением к ним многофункциональной алкилфенольной присадки в количестве, вес.1: 0,5; U 2; 3; ; 5. Для измерения в качестве низкой частоты используются 100 Гц, высокой 10 кГц. Результаты измерений приведены на графике зависимости разности элект С - С роемкостей ;; от содержания -81 присадок W (фиг. 1). Пример 2. Определение содержания влаги производится с маслом с концентрацией влаги, %: 0,005; 0,008; 0,013; 0,015; 0,02; 0,03. Выдерживание масла проиЗводится в электрическом поле 2,5 кВ/см в течение 5 мин. В качестве низкой частоты применяется 100 Гц, высокой 10 кГц. Результаты измерений приведены на графике зависимости изменения раз ЛСа. ДС ности электроемкостеи ОТ содержания влаги W в масле (фиг. 2 При наличии влаги в масле разност электроемкостей увеличивается в результате выдерживания в электрическом поле пропорционально влагосодержанию, т.е. АС ДС. При отсутствии влаги ACji u.(5f. На присадки электрическое поле не оказывает влияния, так как они находятся в растворенном состоянии. Пример 3. Измерение с масло с содержанием влаги 0,01. Выдерживание в электрическом поле 2,5 в течение 5 мин. Содержание присадок-11. а)Низкая частота 100 Гц, высокая 10 кГц; Сщ 1б2 пФ, Cg 140 пФ, Сна.217 пФ, Сд2 ItO пФ, АС,- ЛС 55 пФ. б)Низкая частота 300 Гц, высокая 10 кГц: Сц.150 пФ, Cg UO пФ, Сц. 195 пФ, С02 О . ACjL- C k пФ в)Низкая частота 1000 Гц, высокая 10 кГц: CH пФ, CB ЙО пФ, CHI 185 пФ, Cg,; li+O пФ, АС, 40 пФ. г)Высокая частота 20 кГц: С|эа пФ; высокая частота kO кГц; Cв UO пФ, Cgi пФИз результатов измерений видно, что в области частот 10-40 кГц значение электроемкости остается пример но постоянной, т.е. в качестве высокой частоты можно применять.любую ча тоту этого диапазона. в диапазоне частот 100-300 Гц низ кочастотное значение электроемкости отличается от высокочастотного на большую величину, чем при бЪлее высо ких частотах, т.е. более 300 Гц. При 1000 Гц (пример Зв) разница в электр емкостях совсем незначительна. Поэтому в качестве низкой частоты надо использовать диапазон частот 100300 Гц. При более низких частотах «производить измерения сложно из-за малой чувствительности приборов для измерения электроемкости. Пример 4. Опыт с маслом, содержащим влагу и присадки. Низкая частота 100 Гц, высокая 10 кГц. Выдерживание в электрическом поле 2,5 кВ/см в течение 5 мин. Результат измерения: Сц 225 пФ, CB 140 пФ, Сц2280 пФ, С02. пФ. По данным измерений определяют: ,й И - Cgj разность электроемкостеи B 0,6 и количество пр.исадок по графи ку (фиг. 1) W Ц%} Сна- Cat разность электроемкостеи 1,0, от нее вычитают разность 0,6 и по графику (фиг. 2) определяют влагосодержание масла - W 0,01%. По физическим характеристикам (плотность, вязкость) картерные масла близки к трансформаторным маслам, поэтому за время нахождения в электрическом поле 1-10 кВ/см в течение 3-7 мин образование агрегатов в виде цепочек из капель влаги полностью успевает произойти. Таким образом, время воздействия электрического для картерных масел 3-7 мин. Для определения содержания влаги и присадок используются два графика, пригодных ко всем картерным маслам, так как производится контроль одних и тех же веществ. Для агрегации влаги необходимо высокое напряжение более 1 кВ/см, но так, чтобы не было пробоя. Т.е. не более 10 кВ/см. Чувствительность определения присадок 0,5, влаги 0,005% по весу. Точность анализа 5-8%. Применение предлагаемого метода определения присадок и влаги обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: оперативное определение двух параметров масла за 6-10 мин; раздельное определение влаги и присадок одним методом; чувствительность анализа присадок 0,5% и влаги 0,005% по весу соответственно;точность измерения 5-8%; реализуемость метода серийно выпускаемыми недорогими приборами. Формула изобретения Способ определения эксплуатационных качеств картерных масел, заключающийся в измерении электрофизических характеристик при выдерживании