一种精确测量机油含气量装置的研制

文/刘世锋（华菱星马汽车〈集团〉股份有限公司）

一、技术背景

机油中含有空气等杂质影响机油的质量，会在机油的使用过程中产生危害[1,2]。机油中的空气会使机油迅速氧化变质生成酸性物质，腐蚀金属接触面，也会使油液中的添加剂沉淀失效、使润滑油膜厚度减小、机械接触面磨损加剧，所以需要控制机油中的含气量。然而现有技术并不能对工作环境中机油中的含气量进行有效准确地测量，常常导致对机油含气量掌握不清。

现有技术是通过测量机油体积来计算机油的含气量，这是一种间接的方法，计算出的含气量结果正确与否难以确定；现有技术的测量方案装置较复杂，一般是把振动棒放入机油中测量，会造成机油体积出现较大误差；现有技术无法获取气体释放后机油的温度，机油的温度是通过其他方式另外进行测量的，这就造成数据的不一致，计算结果不太可信。因此，如何准确测量工作环境中机油中的含气量，是目前亟需解决的问题。

二、技术方案

为了解决上述问题，笔者设计了一种精确测量机油含气量装置，该装置能够测量工作环境中既有的含气量，并能够保证测量的准确程度。

这种精确测量机油含气量的装置包括用于从机油冷却器的主油道中获取机油并盛放机油的封闭的器皿，器皿上有计量机油体积的刻度；控制与主油道通断的电磁阀；用于将器皿抽真空的真空泵，真空泵通过阀体连接器皿的通气口；用于多次测量器皿内机油温度的测温装置；用于测量主油道内的机油压力的压力计，压力计设于主油道内；用于多次测量器皿内压力的压力测试装置，压力测试装置设于器皿内。测量装置示意图见图1。

图1 测量装置示意图

在发动机缸体上选定主油道作为采油点，器皿放置在振动台上；关闭电磁阀1和电磁阀2，开启电磁阀3和真空泵，把器皿抽真空，然后关闭电磁阀3和真空泵；启动发动机，发动机运行在额定转速、30%负荷时油温最大，这种状态稳定运行15min后，可以进行采油；同时打开电磁阀1和电磁阀2，放油达到器皿容量的2/3左右时，关闭电磁阀1和电磁阀2；放油结束15s后，记录机油的温度T1和体积V1；第一次记录结束后启动振动台并放置3h，待机油中的气体释放，记录机油的温度T2和V2，同时记录释放出的气体的温度T3、体积V3和压力P3；对以上记录的数据进行处理，根据经验公式计算机油含气量。

需要说明的是，上述过程中以采油过程最为关键，在采油管路上安装电磁阀1和电磁阀2就是为了保证放出的机油是发动机正常工作状态下油路中的机油，温度和压力不会有变化。安装电磁阀1是为了防止机油预先流入放油管中，安装电磁阀2是为了保证机油释放出的空气不会进入放油管中。采油过程中电磁阀1和电磁阀2要同时打开和关闭。

在设置过程中注意，需要保证电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3安装时尽量分别靠近主油道、器皿进油口和器皿。另外为了减小耐温耐压软管对结果的影响，耐温耐压软管的内径应尽可能小，所选耐温耐压软管的内径为4mm。

三、结论

与现有技术单一地通过测量机油体积来计算机油的含气量相比，本文研制的测温装置能够直接测得机油的温度，可以通过机油温度与机油体积结合的方式计算得到既有含气量。由于通过结合机油温度变化和体积变化得到机油含气量，计算结果更加稳定可靠。