汽車工作環(huán)境多樣,潤滑油在使用中逐漸老化是必然規(guī)律,潤滑油中的各種添加劑在使用過程中也將逐漸消耗,導致性能下降,水分、灰塵等極易混入發(fā)動機和其它潤滑系統中,使汽車的故障率增加。
【摘要】汽車在用潤滑油中蘊含著豐富的信息,本文介紹了分析儀器在油液磨損元素檢測中的應用,并對其工作原理和使用范圍作了闡述。
【關鍵詞】車輛論文范文,分析儀器,磨損元素
1前言
如何實現潤滑油的快速準確分析對發(fā)動機和汽車各系統的正常運轉起著至關重要的作用。本文介紹了原子發(fā)射光譜在磨損檢測中的應用情況,并給出了各種方法的適用范圍,對各試驗機構準確檢測潤滑油狀態(tài)具有指導性意義。
2主要內容
一般而言,潤滑油中金屬元素含量是一定的,當磨損產生的金屬顆粒被帶入潤滑系統時,潤滑油中的金屬元素含量就會增高。因此檢測潤滑油中金屬元素的含量及變化趨勢,可以有效地對車輛狀態(tài)進行監(jiān)測。
2.1原子發(fā)射光譜法
原子發(fā)射光譜技術是利用不同元素的物質受到強光源激發(fā)后發(fā)出的不同波長的光線,再通過光學系統排序得到光譜。根據特征譜線可以判斷某物質是否存在以及含量的多少。早在20世紀80年代末和90年代初電荷耦合檢測器光譜儀和電荷注入檢測器ICP光譜儀就已相繼研究成功并投入實際樣品分析。近年來電感耦合等離子體光電直讀光譜儀(ICP-AES)被用于檢測在用潤滑油中的金屬元素含量,取得了良好的效果。
試樣的前處理包括有機溶劑直接進樣法和灰化法。時文中,王文豪等利用美國VARLAN公司VISTA型全譜直讀ICP-AES,以四氫化萘和二甲苯為稀釋劑采用有機溶劑直接進樣法對潤滑油從儀器工作條件、檢出限、重復性和準確度等方面進行了有機進樣的考察。譚秋艷,呂煥明等用微波消解ICP-AES法測定潤滑油中鈣、鋇、鋅、鎂、磷含量,對比灰化法節(jié)省時間近一半,對比溶劑直接進樣法則降低分析成本,還可防止固體顆粒堵塞噴嘴而影響測定。
ICP還可使用片段掃描的方式測定單一的目標金屬。英國劍橋ICP高級應用專家MattewCassap根據ASTMD5185使用賽默飛世爾iCAP6300ICP通過重量法分析使用過的潤滑油中的耐磨金屬、污染物以及添加劑元素,得出以下結論:鐵含量增加了表明其中如活塞圈、球\滾筒或齒輪等部件有可能存在磨損。鎂含量隨著使用時間的增加而降低了,有可能是因為添加劑被消耗或從液體中消失導致的。硅含量無明顯變化表明空氣過濾器沒有損壞。
2.2鐵譜儀
鐵譜儀可用來測定潤滑油試樣中磨粒的含量和尺寸分布,能夠方便、迅速而準確地測定潤滑油樣內大小磨粒的相對數量,可以很直觀地反映出摩擦副的磨損程度和磨損烈度。缺點是制譜比較繁瑣且無法實現對磨粒成分的測量。直讀式鐵譜儀就是利用高梯度的強磁場將潤滑油中所含的機械磨損顆粒和污染雜質有序地分離出來,再借助顯微鏡對分離出的微粒和雜質進行有關形貌、尺寸、密度、成分及分布的定性、定量觀測,以判斷機械設備的磨損狀況,預報零部件的失效,其對磨粒直徑較大(10um以上)的顆粒有著良好的分析效果,因而能對設備狀態(tài)作出初步的診斷。
2.3能量色散X射線熒光能譜分析技術
通過X射線輻照樣品,使樣品中原子內層電子受激發(fā)而發(fā)射出來,根據X射線熒光能量的大小,就可以確定物質所含元素;根據熒光能量的強弱,就可以進行能量的定性分析,尤其是分析油樣中大于5-10um的顆粒(因產生的異常磨損模式的粒子直徑主要大于10um)。從某種程度上,X射線熒光能譜分析技術不受大顆粒的限制,常常提供更真實的元素濃度信息。X射線熒光能譜分析已經成為分析發(fā)動機油濾上金屬屑和油品中金屬元素含量的一個重要手段。能譜儀與ICP-AES光譜儀在潤滑油分析中的差異如表1所示:
表1能譜儀與ICP-AES光譜儀在潤滑油分析中的簡要比較
對比項目能量色散X射線熒光能譜儀(EDXRF)ICP-AES光譜儀
1.樣品要求取樣后無需預處理,可直接進樣取樣后不需對油樣處理,用有機溶劑稀釋進樣
2.快速性需根據標樣中給定的元素來分析油品中元素含量,一次科分析多個元素,一次分析需600-700s一次激發(fā)可同時分析油樣中全部磨損的微粒金屬元素,一次可分析油樣中多個元素,僅需30-40s
3.對大顆粒報警能力較好,不受磨粒大小限制只能分析小于10um的磨粒
4.對(Na,Mg.Al等)輕元素的探測能力差好
5.儀器故障條件溫度25℃以下,需定期執(zhí)行能量校正室溫,維護方便
潤滑油中的硫含量關系到發(fā)動機積炭和腐蝕、磨損及環(huán)境污染。王愛玲運用管式爐法、x射線光譜法、化學熒光定硫法對潤滑油中硫含量進行了試驗和對比介紹。其中X射線光譜法測量結果精確,測定速度快,單次測定時間幾分鐘,自動化程度高,測量過程簡單。
3結語
在用油中蘊含了大量的信息,利用光譜分析方法快速準確的檢測油液中添加劑成分含量的變化情況,對潤滑油的正常使用和汽車各部件的研發(fā)、維修起著重要作用。隨著光電學的不斷發(fā)展和國內外汽車工業(yè)對潤滑油使用要求的不斷提高,各試驗機構只有選擇合適且先進的方法才能潤滑油的檢測技術推向一個新的高度。
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