汽車(chē)工作環(huán)境多樣,潤(rùn)滑油在使用中逐漸老化是必然規(guī)律,潤(rùn)滑油中的各種添加劑在使用過(guò)程中也將逐漸消耗,導(dǎo)致性能下降,水分、灰塵等極易混入發(fā)動(dòng)機(jī)和其它潤(rùn)滑系統(tǒng)中,使汽車(chē)的故障率增加。
【摘要】汽車(chē)在用潤(rùn)滑油中蘊(yùn)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(cè)中的應(yīng)用,并對(duì)其工作原理和使用范圍作了闡述。
【關(guān)鍵詞】車(chē)輛論文范文,分析儀器,磨損元素
1前言
如何實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油的快速準(zhǔn)確分析對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)各系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著至關(guān)重要的作用。本文介紹了原子發(fā)射光譜在磨損檢測(cè)中的應(yīng)用情況,并給出了各種方法的適用范圍,對(duì)各試驗(yàn)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確檢測(cè)潤(rùn)滑油狀態(tài)具有指導(dǎo)性意義。
2主要內(nèi)容
一般而言,潤(rùn)滑油中金屬元素含量是一定的,當(dāng)磨損產(chǎn)生的金屬顆粒被帶入潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí),潤(rùn)滑油中的金屬元素含量就會(huì)增高。因此檢測(cè)潤(rùn)滑油中金屬元素的含量及變化趨勢(shì),可以有效地對(duì)車(chē)輛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
2.1原子發(fā)射光譜法
原子發(fā)射光譜技術(shù)是利用不同元素的物質(zhì)受到強(qiáng)光源激發(fā)后發(fā)出的不同波長(zhǎng)的光線,再通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)排序得到光譜。根據(jù)特征譜線可以判斷某物質(zhì)是否存在以及含量的多少。早在20世紀(jì)80年代末和90年代初電荷耦合檢測(cè)器光譜儀和電荷注入檢測(cè)器ICP光譜儀就已相繼研究成功并投入實(shí)際樣品分析。近年來(lái)電感耦合等離子體光電直讀光譜儀(ICP-AES)被用于檢測(cè)在用潤(rùn)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(jī)溶劑直接進(jìn)樣法和灰化法。時(shí)文中,王文豪等利用美國(guó)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(jī)溶劑直接進(jìn)樣法對(duì)潤(rùn)滑油從儀器工作條件、檢出限、重復(fù)性和準(zhǔn)確度等方面進(jìn)行了有機(jī)進(jìn)樣的考察。譚秋艷,呂煥明等用微波消解ICP-AES法測(cè)定潤(rùn)滑油中鈣、鋇、鋅、鎂、磷含量,對(duì)比灰化法節(jié)省時(shí)間近一半,對(duì)比溶劑直接進(jìn)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(cè)定。
ICP還可使用片段掃描的方式測(cè)定單一的目標(biāo)金屬。英國(guó)劍橋ICP高級(jí)應(yīng)用專家MattewCassap根據(jù)ASTMD5185使用賽默飛世爾iCAP6300ICP通過(guò)重量法分析使用過(guò)的潤(rùn)滑油中的耐磨金屬、污染物以及添加劑元素,得出以下結(jié)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(shí)間的增加而降低了,有可能是因?yàn)樘砑觿┍幌幕驈囊后w中消失導(dǎo)致的。硅含量無(wú)明顯變化表明空氣過(guò)濾器沒(méi)有損壞。
2.2鐵譜儀
鐵譜儀可用來(lái)測(cè)定潤(rùn)滑油試樣中磨粒的含量和尺寸分布,能夠方便、迅速而準(zhǔn)確地測(cè)定潤(rùn)滑油樣內(nèi)大小磨粒的相對(duì)數(shù)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(diǎn)是制譜比較繁瑣且無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒成分的測(cè)量。直讀式鐵譜儀就是利用高梯度的強(qiáng)磁場(chǎng)將潤(rùn)滑油中所含的機(jī)械磨損顆粒和污染雜質(zhì)有序地分離出來(lái),再借助顯微鏡對(duì)分離出的微粒和雜質(zhì)進(jìn)行有關(guān)形貌、尺寸、密度、成分及分布的定性、定量觀測(cè),以判斷機(jī)械設(shè)備的磨損狀況,預(yù)報(bào)零部件的失效,其對(duì)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(duì)設(shè)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(shù)
通過(guò)X射線輻照樣品,使樣品中原子內(nèi)層電子受激發(fā)而發(fā)射出來(lái),根據(jù)X射線熒光能量的大小,就可以確定物質(zhì)所含元素;根據(jù)熒光能量的強(qiáng)弱,就可以進(jìn)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(chǎn)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(shù)不受大顆粒的限制,常常提供更真實(shí)的元素濃度信息。X射線熒光能譜分析已經(jīng)成為分析發(fā)動(dòng)機(jī)油濾上金屬屑和油品中金屬元素含量的一個(gè)重要手段。能譜儀與ICP-AES光譜儀在潤(rùn)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(rùn)滑油分析中的簡(jiǎn)要比較
對(duì)比項(xiàng)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(wú)需預(yù)處理,可直接進(jìn)樣取樣后不需對(duì)油樣處理,用有機(jī)溶劑稀釋進(jìn)樣
2.快速性需根據(jù)標(biāo)樣中給定的元素來(lái)分析油品中元素含量,一次科分析多個(gè)元素,一次分析需600-700s一次激發(fā)可同時(shí)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(gè)元素,僅需30-40s
3.對(duì)大顆粒報(bào)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(duì)(Na,Mg.Al等)輕元素的探測(cè)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(hù)方便
潤(rùn)滑油中的硫含量關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)積炭和腐蝕、磨損及環(huán)境污染。王愛(ài)玲運(yùn)用管式爐法、x射線光譜法、化學(xué)熒光定硫法對(duì)潤(rùn)滑油中硫含量進(jìn)行了試驗(yàn)和對(duì)比介紹。其中X射線光譜法測(cè)量結(jié)果精確,測(cè)定速度快,單次測(cè)定時(shí)間幾分鐘,自動(dòng)化程度高,測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單。
3結(jié)語(yǔ)
在用油中蘊(yùn)含了大量的信息,利用光譜分析方法快速準(zhǔn)確的檢測(cè)油液中添加劑成分含量的變化情況,對(duì)潤(rùn)滑油的正常使用和汽車(chē)各部件的研發(fā)、維修起著重要作用。隨著光電學(xué)的不斷發(fā)展和國(guó)內(nèi)外汽車(chē)工業(yè)對(duì)潤(rùn)滑油使用要求的不斷提高,各試驗(yàn)機(jī)構(gòu)只有選擇合適且先進(jìn)的方法才能潤(rùn)滑油的檢測(cè)技術(shù)推向一個(gè)新的高度。
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