[发明专利]利用电装置确定油寿命的结束

说明书

技术领域

本发明涉及对工作的内燃机中润滑油的品质和剩余使用寿命进行连续评估，在工作的内燃机中润滑油由于暴露于高温、污染以及剪切负载而遭受连续的品质恶化。该方法需要连续测量油的电阻和介电常数，以特定的方式对这些测量值进行组合并利用所得到的组合测量值作为油寿命的指标。

背景技术

用作内燃机中润滑流体的油，由于在氧化环境中暴露于高温、高剪切应力以及来自燃烧产物或其他来源的污染而在使用中遭受逐渐恶化。因此，润滑流体的性能在使用过程中连续下降，直到其润滑特性不能满足最低标准并且其必须用新油更换或替代。尽管已经显示众多工作台式分析测量值与发动机的油状况相关，但它们需要：获得油的采样；经常使用精密的设备对油进行化学分析；以及解读结果。因此，这种分析测量值非常适合于对油品质的研究评估，但是对于在使用中评估油的状况却不是一种优选方法。

为了提高消费者的便利性以及保护自然资源，希望延长车辆发动机油的更换间隔，直到该流体的润滑能力仅满足最低可接受标准。然而，显著地延长发动机油的更换间隔需要可靠地知晓油的状态，从而使得消费者可以在“使用中的恶化”已经将润滑性能降低到了最低可接受水平时即时地注意到需要换油了。

制造商已经通过在固定的里程距离之后要求换油，或者通过根据发动机的工作状况使用算法来估计油的剩余寿命并将结果提供给车辆操作者，而响应于这种需求。为了避免对发动机或其他机构造成任何损坏，这些指标通常被规定为低估润滑流体的寿命。

因此，需要一种更精确的方法来确定润滑流体的使用寿命。

发明内容

下面更为详细描述的方法利用先前研发的阻抗测量装置(或类似装置)来通过在油处于工作温度时对阻抗测量装置施加合适的电波形，而对油的电阻抗执行车载测量。例如，典型的使用碳氢化合物作为燃料的内燃机中的油温通常在约90℃到约110℃的范围内，但它们可以上升到约150℃。可以在发动机工作过程中并当油处于希望的工作温度时对油连续进行这种测量。从这种阻抗数据可以连续确定相应的电阻率值和介电常数值。阻抗装置的工作以及电阻率值的连续确定可以通过车载发动机控制计算机或被编程用于这种处理的其他计算装置来管理。

根据本发明的实践，电阻率值和介电常数值的单独确定现在用一种新的程序来管理，并进行组合以计算呈集总化或组合电测量值形式的单个油特性指示值。集总化电测量参数与利用实验室分析技术确定的发动机油状况的广泛测量值之间的完全相关性，证明对单独的电测量值(即电阻率和介电常数)的这种特定组合的使用是有道理的，其中所述实验室分析技术例如：差示扫描量热法、傅里叶变换红外光谱法、粘度测量、以及戊烷不溶物(Pentane Insolubles)的确定。

由于在车辆运行期间可以按照需要获得在某个油温下对油的电阻率值和介电常数值的确定，因此可以对作为时间的函数的集总化电阻率/介电常数电特性值或参数进行适当的几乎连续的记录并且将其保存在计算机存储器中。当根据本发明对油的电阻率值和介电常数值进行组合时，会发现，在时间上积累的值，这里被称为集总化电测量值，形成了曲线。该曲线的特定特征和特性以及该曲线的变化随后作为油状况的指标。

具体地，可以看到，该曲线呈现出三个区段或三个部分。该曲线的第一区段(这里指区域0)开始于清洁或者新鲜的油，构成油量(oil volume)的使用寿命中相对较短的一段时间。区域0通常表现为一个峰，其特征在于大致恒定的且快速上升的斜率、峰处的最大值、以及快速下降的且变化的斜率。然后集总化电测量值经历中间时间部分，即区域I，其特征是大致线性的正斜率。这部分数据通常反映的是油量的大部分工作寿命。组合电值的时间导数值在曲线的这部分具有大致相同的值。曲线的第三部分，即区域II，也表现出大致线性的正斜率(具有大致相同的时间导数值)，但是该斜率通常以大于5的因子比区域I的斜率明显更陡。正如考虑本说明书下述附图所意识到的，这些特征平滑地从一个区域向下一区域过渡，并且这种过渡由这些区域中间的合适的曲线区段来实现。

从集总化电测量值随时间变化的曲线的区域I向区域II的过渡与指示油开始快速恶化并因此指示油寿命结束的分析测量值是关联的。因此，可以通过监测该集总化电测量值随时间变化的曲线的走势并识别指示区域I向区域II过渡的特征的出现，来确定油寿命的结束。