[发明专利]油变质诊断方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机、压缩器、齿轮等中的油变质诊断方法和装置。

背景技术

在油的变质诊断方法中，已提出了下述方法：如特开平3-111741号公报中所记载的那样，利用随碳粒子浓度而变化的损耗波的强度来评价油中包含的碳粒子量的光学式传感器的方法，以及如特开平8-62207号公报中所记载的那样，由使用了可见光和近红外光的2个波长的吸光度值来评价变质程度的方法。

但是，上述光学式传感器存在下述问题：相对于因发动机的运转状况而大幅度变化的发动机油的温度变化，光传感器的检测输出变动很大。此外，在使用了可见光的2个波长的诊断中，存在下述问题：受到初始的油因各种各样的添加剂的影响而呈现不同的颜色的影响，不能准确地进行判定。本发明的目的在于提供一种解决上述的问题、不受温度变化的影响及初始的油的颜色的影响的光学方式的油变质诊断方法和装置。

发明的公开

本发明者对汽车发动机的油的变质程度与近红外光区域中的单位长度的光透射损耗谱特性的关系进行了研究的结果，发现了近红外光短波长一侧的光透射损耗谱的斜率和近红外光长波长一侧的光透射损耗谱基线的增大具有与油渣量(不溶解成分量)、动态粘度、总酸值的相关性，从而作出了本发明。即，本发明的要点如下。

(1)油变质诊断方法和装置的特征在于：使用照射用导光体将来自波长不同的至少2种单色光光源的照射光引导到油中，来自该照射用导光体的射出光透过距离为a的油中后，入射到相对设置的受光用导光体中，之后引导到受光部中，在控制、运算部中对单位长度的光透射损耗(α·dB/mm)和2个波长间的光透射损耗差(Δα·dB/mm)进行运算，再通过对预先存储的该油的变质程度与光透射损耗和光透射损耗差的关系(主曲线)进行比较运算，来判定变质程度。

再有，作为上述的单色光光源，具有波长为800nm以上及1500nm以下的峰值波长的半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)容易购得、且寿命长、性能稳定，因此是适当的。特别是波长为800、820、830、850、940、950、1300、1310、1550nm等的LD、LED是适当的。在上述区域以外的波长的光源中，有时存在下述情况：在油的变质程度较小时受光部内的光检测器就超过量程，故不能进行光的测量。

此外，如果将上述照射用导光体设置在汽车发动机的油液面计内，则没有必要对现有的汽车系统作大的变更。其结果的显示方法，不管是在车内的仪表面板上作为自检验功能的一部分以警报器来显示，还是在液面计上部的夹紧装置中设置显示板而作为司机日常检查的一环来使用，都是可以的。

一般来说，用图3中示出的那种变化来代表汽车发动机的油的变质程度与近红外光区域中的单位长度的光透射损耗谱的关系。

由于这些光透射损耗谱不受测定温度的影响，故不管是运转前的开始操作的检验时的测定、还是运转中的测定，都可得到相同的值。如该图中所示，由于随着油的变质，可见光区域的光透射损耗显著增加，故油变黑，受光部内的光检测器在油变质较少时就超过正常量程。因而，进行研究的结果，可得到下述的结论：对于油变质，使用可见光的评价是不适当的。该来自短波长一侧的谱线的增大，主要起因于因热氧化变质引起的电子迁移吸收损耗的增大。在此，如果看一下2个波长间的光透射损耗差，则它显示出在变质的初期的A-A’间的斜率、在变质(中)B-B’间的斜率、在变质(大)C-C’间的斜率，随着变质的发展，其斜率变大。再有，如果着眼于基值的光透射损耗，则因为A’、B’、C’的附近的峰值(C-H键的高谐振波的吸收峰)的大小没有变化，故伴随油渣等的影响的光散射损耗(所谓的Mie散射)以A’、B’、C’的顺序增大，结果可检测出该不溶解成分量。再有，在图4中示出了各种使用状况下的不同的实际机器中使用的发动机油和初始品(新油)14的光透射损耗谱，因添加剂的影响，这里示出的4种初始的油呈现不同的颜色，但在700nm以上的区域中，光透射损耗谱显示出完全相同的值。即，如果使用近红外光，则可以说能在不受种类不同的油的影响的情况下来进行诊断。作为一例，在图9中示出行驶距离、车种、使用状况不同的各种各样的实际的车的发动机油在1310nm下的光透射损耗与40□下的动态粘度的关系图，同样，在图10中示出在950nm与1310nm间的光透射损耗差与全酸价值的关系图，同样，在图11中示出在1310nm下的光透射损耗与戊烷不溶解成分的关系图。可知各参数与光透射损耗和光透射损耗差具有良好的相关性。