[发明专利]用于确定润滑剂的剩余使用寿命的监测和预测系统及方法

说明书

相关申请

本申请要求2013年4月12号提交的美国临时申请No.61/811,564的权益，其整体通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及润滑剂监测，更具体地涉及用于监测变速器中的润滑剂的系统和方法。

背景技术

包含在车辆内的移位湿式离合器通常使用自动变速器液来润滑和促进移位湿式离合器或其他变速器组件的操作。经过变速器的使用和移位湿式离合器的操作，自动变速器液逐步劣化。用于装备有移位湿式离合器的车辆的维护策略包括劣化后的自动变速器液的替换。然而，由于自动变速器液的劣化过程非常复杂，确定什么时候应该替换自动变速器液是困难的，并且使车辆的维护策略变得复杂。一种用于确定何时应该替换自动变速器液而不显著地增加包含监测和预测系统的车辆的成本的监测和预测系统将是有利的。

自动变速器液的劣化过程包含多个单独的过程。多个单独的过程的非限制性示例是氧化、热破坏、微爆燃(microdieseling)、静电火花放电、添加剂耗尽、水污染和过量剪切负载。自动变速器液的劣化过程的示例在图1中示出。

氧化是由暴露于氧气引起的化学过程。除了周围环境中的氧气浓度，氧化也由其他因素影响，诸如周围环境的温度和催化器的存在增大氧化的速率。催化剂的非限制性示例是水和磨损金属粒离子。

氧化是促成劣化过程的最主要过程。自动变速器液的氧化导致自动变速器液的粘性增大，自动变速器液内清漆、软泥与沉渣的形成，自动变速器液的添加剂的耗尽，自动变速器液的基油的破坏，与自动变速器液一起使用的过滤器的堵塞，自动变速器液的起泡属性损失，自动变速器液的酸值增加，在变速器的组件上形成锈的能力，以及变速器的组件的腐蚀。

热破坏可导致自动变速器液汽化或导致自动变速器液分解。汽化和分解可使添加剂被从自动变速器液中去除，导致自动变速器液的功能的损失。此外，作为添加剂被从自动变速器液中去除的结果，自动变速器液的粘性可能增大。热破坏的一个源头是来自变速器的移动部分之间发生的摩擦。摩擦可使自动变速器液变热超出推荐的稳定温度。作为非限制性示例，推荐的稳定温度可以是自动变速器液的闪点。

当自动变速器液的温度极大地超过自动变速器液的推荐的稳定温度时发生热破坏，自动变速器液的较大分子将分裂成较小分子。热破坏可引发副作用，诸如包括聚合、产生副产物、毁坏添加剂以及产生不溶解的副产物。在一些情况下，自动变速器液的粘性可由于热破坏而降低。

微爆燃(也可被称为压力诱导的热劣化)是气泡从低压力区转移到高压力区的过程，导致绝热压缩。这样的过程产生超过1000℃的局部温度，导致含碳副产物的形成以及自动变速器液的加速劣化。

当清洁的、干燥的自动变速器液快速地流过变速器中的紧密间隔时可发生静电火花放电。自动变速器液的内摩擦产生静电，该静电可累积直到发生火花。这样的火花发生在10000℃与20000℃之间的估计温度上。

由于老化的自然结果，自动变速器液中的一些添加剂耗尽。监测添加剂水平是重要的，不仅评估自动变速器液的健康，而且还可提供与具体劣化机制的信息。

当水溶解在自动变速器液中时发生自动变速器液中的水污染。当这发生时，水分子均匀地分散在自动变速器液内。当达到了自动变速器液中溶解的水的最大水平时，微观的水滴均匀地分布在自动变速器液中以形成乳剂。当额外的水被加入乳剂时，两种成分将变成分离的，这导致自动变速器液中的游离水。

水在自动变速器液中的影响包括对变速器的组件的生锈和溶蚀、对变速器的组件的侵蚀、对变速器的组件的水蚀刻以及变速器的组件的组件的氢脆。此外，水也可加速氧化过程，耗尽添加到自动变速器液的氧化抑制剂和反乳化剂，使添加到自动变速器液的添加剂沉淀，以及与用于变速器的组件的诸如摩擦改良剂之类的极性添加剂竞争。

过量剪切负载是促成自动变速器液的劣化过程的另一个过程。过量剪切负载可剪裁自动变速器液的粘性改良剂的分子链，导致自动变速器液的永久粘性损失。

已经公布了展现自动变速器液在长时期的使用之后的质量的一些指示。这些指示可以如下分类：

当自动变速器液清澈和明亮时，这指示不存在沉淀物且自动变速器液仍处于良好的状态。当自动变速器液变得颜色上暗淡时，这样的颜色通常指示自动变速器液已经被使用了长时期和/或指示自动变速器液的一些氧化已经发生了。