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Echtzeit-Überwachung des Motorölzustands

Einführung

Einer der größten Bereiche für Innovation und Forschung und Entwicklung in der Automobilindustrie ist die Überwachung des Motorölzustands. Es wurde eine rasche Entwicklung von Motorölzustandsüberwachungssystemen durchgeführt, um den Grad der Verschlechterung des Motorschmierstoffs zu bestimmen und unnötige Leistungsverluste und Wartungskosten zu reduzieren. Es besteht ein kritischer Bedarf, die Ölqualität nach Bedarf zu bestimmen und ergänzende Informationen zum Ölzustand bereitzustellen. Aus Kosten-, Umwelt- und logistischen Gründen ergeben sich mehrere Motivationsvorteile, um die Mittel zur Überwachung von Schmierstoffen zu verbessern und sie äußerst zuverlässig zu machen.

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Anwendung

Motorschmierstoffe sind komplexe und hochentwickelte Flüssigkeiten, die eine Vielzahl von Schutz- und Funktionsaufgaben erfüllen - sie bieten einen hydrodynamischen Film zwischen sich bewegenden Bauteilen, einschließlich Wärmeabgabe, Suspendierung von Verunreinigungen, Säureneutralisation und Verhinderung von Korrosion usw. Schmieröl in Verbrennungsmotoren ist abhängig von der Kraftstoffqualität, den Umgebungsbedingungen und den Betriebsparametern verschiedenen Belastungen ausgesetzt, die seine physikalischen und chemischen Eigenschaften ändern und sich letztendlich verschlechtern. Um einen Motorschaden zu vermeiden, muss das Öl gewechselt werden, bevor es seine Schutzeigenschaften verliert. Gleichzeitig ist ein unnötiger Ölwechsel aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen unerwünscht. Um das Ölwechselintervall optimal zu planen, muss der tatsächliche physikalische und chemische Zustand des Öls überwacht werden. Der Motorölzustand gibt Aufschluss über den tatsächlichen Zustand des Motors und unterstützt somit die Früherkennung möglicher Motorausfälle.

Die Viskosität wird als einer der wichtigsten Parameter für die Schmiereigenschaften des Öls angesehen, und seine Einbeziehung in die Online-Überwachungssysteme wurde in mehreren Studien empfohlen. Üblicherweise ist eine Verschlechterung des chemischen Öls (z. B. aufgrund von Oxidation) mit einer Zunahme der Viskosität verbunden, während mechanischer Verschleiß ("Cracken" organischer Kettenmoleküle) und Kraftstoffverdünnung zu einer Abnahme der Viskosität führen. Daher bietet die Kenntnis der Viskosität in Echtzeit einen erheblichen Vorteil bei der Messung der Ölalterung, des Eindringens von Verunreinigungen während des kommerziellen Betriebs und der Verhinderung eines beginnenden mechanischen Versagens aufgrund des Verlusts der Ölschmiereigenschaften.

Herausforderungen mit traditionellen Ölüberwachungstechniken

In der Regel wird das Motoröl gemäß den Empfehlungen der Schmierölhersteller oder -hersteller in einem konstanten Zeit- oder Laufleistungsintervall gewechselt. Diese Ölwechselmethode basiert nicht auf dem tatsächlichen Ölzustand des jeweiligen Motors und kann vor Erreichen des Endes seiner Lebensdauer oder nach Überschreitung seiner Lebensdauer ausgetauscht werden. Dies ist unwirtschaftlich, da dies eine Verschwendung darstellt und auch den Motor verschlechtert.

Bei einigen Schmiermittelüberwachungstechniken werden solche flexiblen Ölablassintervalle durch kontinuierliche Überwachung der charakteristischen Motor- und Antriebsparameter (wie z. B. Fahrstrecke, Geschwindigkeit und Öltemperatur) bestimmt. Das richtige Ölablassintervall wird dann durch entsprechende Algorithmen geschätzt, die diese Parameter verarbeiten. Diese Algorithmen werden mittels umfangreicher Feldstudien empirisch entwickelt. Die Algorithmen verwenden diese Parameter grundsätzlich, um den Ölzustand auf indirekte Weise abzuschätzen. Diese Techniken überwachen die physikalischen Eigenschaften des Schmiermittels nicht direkt, daher können kritische Probleme wie Kraftstoffverunreinigungen übersehen werden. Übermäßige Verschmutzung des Schmiermittels kann zu dramatischen Änderungen der Schmiermitteleigenschaften führen und verhindern, dass das Schmiermittel seine erforderlichen Funktionen erfüllt. Idealerweise sollte die Bewertung des Ölzustands jedoch ausschließlich auf Parametern basieren, die direkt im Öl selbst gemessen werden.

Herkömmliche mechanische und elektromechanische Viskosimeter, die hauptsächlich für Labormessungen entwickelt wurden, lassen sich nur schwer in die Steuerungs- und Überwachungsumgebung integrieren. Die derzeitige Testmethode in externen Labors ist aufgrund der logistischen Herausforderungen des Versands und der hohen Fixkosten nicht optimal und teuer. Die komplexen Veränderungen, die in einem Motor oder einem Kompressor stattfinden, können häufig nicht aus einer routinemäßigen Ölprobe bestimmt werden, da die durch eine solche Probe dargestellten Daten lediglich eine Momentaufnahme des Ölzustands zum Zeitpunkt der Probenahme widerspiegeln und die herkömmliche Instrumentierung dadurch beeinträchtigt werden kann Schergeschwindigkeit, Temperatur und andere Variablen.

Warum ist die Echtzeitüberwachung der Motorölviskosität wichtig?

Die Online-Überwachung der Motorölviskosität in Echtzeit bietet aus Kosten-, Umwelt- und logistischen Gründen mehrere Vorteile. Wichtige Punkte sind:

Wirtschaftliche Vorteile: Die Mehrheit der in externen Labors analysierten Ölproben wird als normal angesehen. Die Online-Überwachung des Motoröl- / Schmiermittelzustands in Echtzeit führt zu verlängerten Ölablassintervallen, die an den tatsächlichen Zustand des Motoröls angepasst sind, was zu Kosteneinsparungen führt.

Logistische Vorteile: Eine Online-Ölviskositätsanalyse würde die Anzahl der Proben, die an externe Laboratorien geschickt werden, und die damit verbundenen Kosten reduzieren. Kontinuierliche Ölzustandsdaten aus Vor-Ort-Analysen würden auch die Arbeitskosten und die Probenahmefehler reduzieren.

Schnellere Antwortzeiten: In-situ-Ölviskositätsanalysen würden die Verzögerung zwischen der Probenahme und dem Erhalt einer Antwort vom Labor verringern / beseitigen.

Genaue Informationen: Der wahre Wert von Echtzeit-Datentrends besteht darin, dass sie einen Einblick in die vorübergehenden Belastungen eines Schmiersystems bieten, wenn eine Maschine verschiedenen Betriebs- und Arbeitszyklen ausgesetzt ist. Echtzeitviskositätsüberwachungstechniken quantifizieren Änderungen der physikalischen Eigenschaften des Schmiermittels und liefern eine genauere Anzeige des Ölzustands, wodurch der Ölverbrauch verringert und die Möglichkeit zur Diagnose eines Bauteilversagens geschaffen wird.

Reduzierte Ausfälle und bessere Abläufe: Die Kenntnis der Viskosität in Echtzeit bietet einen signifikanten Vorteil bei der Messung des Ölalters, des Eindringens von Verunreinigungen während des kommerziellen Betriebs und der Verhinderung eines beginnenden mechanischen Versagens aufgrund eines Verlusts der Ölschmiereigenschaften. Vorübergehende Änderungen aufgrund von Kraftstoffverbrennung oder Kältemittelwechselwirkung, wenn sich die Beladung und die Umgebungsbedingungen ändern, können erfasst werden, sodass die Ölviskositätsdaten über die gesamte Lebensdauer ausgewertet werden können.

Umwelt: Die Nutzung des Öls kann durch Online-Überwachungssysteme maximiert werden, wodurch weniger Abfall entsteht, der der Umwelt zugute kommt.

Optimieren Sie das Motordesign:

  • Im Vergleich zu dem indirekten Ansatz der Verwendung dieser Parameter zum Schätzen des Ölzustands durch Einsatz von Algorithmen würde die Überwachung der Motorölviskosität in Echtzeit ein echtes physikalisches Bild des Ölzustands liefern, das die Erkennung möglicher sich nähernder Motorausfälle oder abnormaler Zustände ermöglicht. Dies würde die Bewertung des Ölzustands ausschließlich auf der Grundlage der physikalischen Eigenschaften des Öls selbst ermöglichen.
  • Mit der Echtzeit-Viskositätsüberwachung können die Auswirkungen der Motorenkonstruktion auf die Ölviskosität direkt gemessen werden, wodurch Motorenkonstrukteure und Schmiermittelhersteller mehr Daten erhalten.
  • Das Design des Kraftstoffsystems für Diesel- und Benzinmotoren kann auch stark von der Messung der Motorölviskosität profitieren. Einige der wichtigsten Kraftstoffsparparameter sind schwer und teuer zu messen. Die Kraftstoffverdünnung und die Bildung von Verbrennungsnebenprodukten können jedoch leicht beobachtet werden, indem Änderungen der Ölviskosität in Echtzeit überwacht werden.
  • Mithilfe der Echtzeitüberwachung des Ölzustands kann quantifiziert werden, wie sich die Schmierstoffeigenschaften mit der Betriebszeit des Motors und dem Verschmutzungsgrad ändern, und es können mögliche Ursachen für erkannte Änderungen der Öleigenschaften ermittelt werden.

Rheonics Lösungen

Die automatisierte Inline-Viskositätsmessung in Echtzeit ist für die Überwachung des Ölzustands von entscheidender Bedeutung. Rheonics bietet die folgenden Lösungen für die Prozesssteuerung und -optimierung in der Echtzeitüberwachung des Motorölzustands an, die auf einem ausgeglichenen Torsionsresonator basieren:

  1. In-line Viskosität Messungen: Rheonics SRV ist ein Inline-Viskositätsmessgerät mit großem Messbereich und eingebauter Flüssigkeitstemperaturmessung. Es kann Viskositätsänderungen in jedem Prozessstrom in Echtzeit erfassen.
  2. In-line Viskosität und Dichte Messungen: Rheonics SRD ist ein In-Line-Instrument zur gleichzeitigen Messung von Dichte und Viskosität mit eingebauter Flüssigkeitstemperaturmessung. Wenn die Dichtemessung für Ihren Betrieb wichtig ist, ist der SRD der beste Sensor, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden. Er bietet ähnliche Betriebsfunktionen wie der SRV sowie genaue Dichtemessungen.

 

Die automatisierte In-Line-Viskositätsmessung über SRV oder SRD eliminiert die Schwankungen bei der Probenentnahme und den Labortechniken, die bei der Viskositätsmessung nach den herkömmlichen Methoden verwendet werden. Der Sensor ist in Reihe geschaltet und misst kontinuierlich die Schmiermittelviskosität (und die Dichte bei SRD). Die Verwendung eines SRV / SRD in Echtzeit zur Überwachung des Ölzustands kann die Produktivität verbessern und die Gewinnmargen erhöhen. Beide Sensoren haben einen kompakten Formfaktor für eine einfache OEM- und Nachrüstinstallation. Sie erfordern keine Wartung oder Neukonfiguration. Beide Sensoren liefern genaue, wiederholbare Ergebnisse, unabhängig davon, wie oder wo sie montiert sind, ohne dass spezielle Kammern, Gummidichtungen oder mechanischer Schutz erforderlich sind. Ohne Verbrauchsmaterialien sind SRV und SRD extrem einfach zu bedienen.

Kompakter Formfaktor, keine beweglichen Teile und wartungsfrei

Rheonics SRV und SRD haben einen sehr kleinen Formfaktor für die einfache OEM- und Nachrüstinstallation. Sie ermöglichen eine einfache Integration in jeden Prozessstrom. Sie sind leicht zu reinigen und erfordern keine Wartung oder Neukonfiguration. Ihre geringe Stellfläche ermöglicht die Inline-Installation in jeder Prozesslinie, ohne dass zusätzlicher Platz oder Adapter erforderlich sind.

Hohe Stabilität und unempfindlich gegen Einbaubedingungen: Beliebige Konfiguration möglich

Rheonics SRV und SRD verwenden einen einzigartigen patentierten Koaxialresonator, bei dem sich zwei Enden der Sensoren in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch Reaktionsmomente bei ihrer Montage aufgehoben werden und sie somit völlig unempfindlich gegenüber Montagebedingungen und Tintenflussraten sind. Diese Sensoren können einen regelmäßigen Standortwechsel problemlos bewältigen. Das Sensorelement sitzt direkt in der Flüssigkeit, ohne dass ein spezielles Gehäuse oder ein Schutzkäfig erforderlich sind.

Sofortige genaue Anzeige der Ölbedingungen - Vollständige Systemübersicht und vorausschauende Kontrolle

Die Rheonics-Software ist leistungsstark, intuitiv und bequem zu bedienen. Die Echtzeitviskosität der Tinte kann auf einem Computer überwacht werden. Mehrere Sensoren werden von einem einzigen Armaturenbrett aus verwaltet, das sich über die gesamte Produktionshalle erstreckt. Keine Auswirkung von Druckpulsationen durch Pumpen auf den Sensorbetrieb oder die Messgenauigkeit. Unberührt von Stößen, Vibrationen oder Strömungsverhältnissen.

Einfache Installation und keine Neukonfigurationen / Neukalibrierungen erforderlich

Ersetzen Sie Sensoren, ohne die Elektronik auszutauschen oder neu zu programmieren, und ersetzen Sie Sensor und Elektronik ohne Firmware-Updates oder Änderungen des Kalibrierungskoeffizienten. Einfache Montage. Schrauben in ¾ ”NPT-Gewinde in der Tintenleitungsverschraubung. Keine Kammern, O-Ring-Dichtungen oder Dichtungen. Zur Reinigung oder Inspektion leicht zu entfernen. SRV mit Flansch- und Dreiklemmenanschluss zur einfachen Montage und Demontage erhältlich.

Niedriger Stromverbrauch

24V-Gleichstromversorgung mit einer Stromaufnahme von weniger als 0.1 A während des normalen Betriebs

Schnelle Reaktionszeit und temperaturkompensierte Viskosität

Ultraschnelle und robuste Elektronik in Kombination mit umfassenden Rechenmodellen machen Rheonics-Geräte zu den schnellsten und genauesten der Branche. SRV und SRD liefern sekundengenau Echtzeitmessungen der Viskosität (und Dichte für SRD) und werden nicht von Schwankungen der Durchflussrate beeinflusst!

Breite Einsatzmöglichkeiten

Die Instrumente von Rheonics sind für Messungen unter schwierigsten Bedingungen ausgelegt. SRV hat das breiteste Einsatzspektrum auf dem Markt für Inline-Prozessviskosimeter:

  • Druckbereich bis 5000 psi
  • Temperaturbereich von -40 bis 200 ° C
  • Viskositätsbereich: 0.5 cP bis 50,000 cP

SRD: Einzelinstrument, dreifache Funktion - Viskosität, Temperatur und Dichte

Die SRD von Rheonics ist ein einzigartiges Produkt, das drei verschiedene Instrumente für Viskositäts-, Dichte- und Temperaturmessungen ersetzt. Es beseitigt die Schwierigkeit, drei verschiedene Instrumente gleichzeitig zu lokalisieren, und liefert äußerst genaue und wiederholbare Messungen unter härtesten Bedingungen.

Erhalten Sie genaue Informationen zur Ölqualität durch direkte Messungen, senken Sie die Kosten und steigern Sie die Produktivität

Integrieren Sie ein SRV / SRD in die Prozesslinie, um Ölwechselintervalle optimal zu terminieren und erhebliche Kosteneinsparungen zu erzielen. Im Vergleich zu dem indirekten Ansatz, Algorithmen zur Vorhersage des tatsächlichen Zustands zu verwenden, würden Ölviskositätsmessungen ein echtes physikalisches Bild des Ölzustands liefern, das die Erkennung möglicher sich nähernder Motorausfälle oder abnormaler Zustände ermöglicht. Und am Ende trägt es zu einer besseren Bilanz und einer besseren Umwelt bei!

Überlegenes Sensordesign und Technologie

Ausgefeilte, patentierte Elektronik der 3rd-Generation steuert diese Sensoren und wertet ihre Reaktion aus. SRV und SRD sind mit Industriestandard-Prozessanschlüssen wie ¾ ”NPT und 1” Tri-Clamp erhältlich, mit denen der Bediener einen vorhandenen Temperatursensor in seiner Prozesslinie durch SRV / SRD ersetzen kann, um neben einer genauen Messung auch wertvolle und verwertbare Prozessflüssigkeitsinformationen wie die Viskosität zu erhalten Temperatur unter Verwendung eines eingebauten Pt1000 (DIN EN 60751 Klasse AA, A, B verfügbar).

Elektronik, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist

Die Sensorelektronik ist sowohl in einem explosionsgeschützten Messumformergehäuse als auch in einer Hutschienenmontage mit kleinem Formfaktor erhältlich und ermöglicht eine einfache Integration in Prozessrohrleitungen und in den inneren Geräteschränken von Maschinen.

 

Einfache Integration

Mehrere in der Sensorelektronik implementierte analoge und digitale Kommunikationsmethoden machen den Anschluss an industrielle SPS- und Steuerungssysteme einfach und unkompliziert.

 

ATEX & IECEx Compliance

Rheonics bietet eigensichere Sensoren an, die von ATEX und IECEx für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert sind. Diese Sensoren erfüllen die grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen in Bezug auf die Konstruktion und den Bau von Geräten und Schutzsystemen, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind.

Die eigensicheren und explosionsgeschützten Zertifizierungen von Rheonics ermöglichen auch die Anpassung eines vorhandenen Sensors, sodass unsere Kunden Zeit und Kosten sparen können, die mit der Identifizierung und Prüfung einer Alternative verbunden sind. Benutzerdefinierte Sensoren können für Anwendungen bereitgestellt werden, für die eine Einheit bis zu Tausenden von Einheiten erforderlich sind. mit Vorlaufzeiten von Wochen gegenüber Monaten.

Rheonics SRV & SRD sind sowohl ATEX als auch IECEx zertifiziert.

ATEX (2014 / 34 / EU) zertifiziert

Die ATEX-zertifizierten eigensicheren Sensoren von Rheonics entsprechen der ATEX-Richtlinie 2014/34 / EU und sind für die innere Sicherheit nach Ex ia zertifiziert. Die ATEX-Richtlinie legt Mindest- und Grundanforderungen in Bezug auf Gesundheit und Sicherheit zum Schutz von Arbeitnehmern fest, die in gefährlichen Atmosphären beschäftigt sind.

Die ATEX-zertifizierten Sensoren von Rheonics sind für den Einsatz in Europa und international anerkannt. Alle ATEX-zertifizierten Teile sind mit „CE“ gekennzeichnet, um die Konformität anzuzeigen.

IECEx-zertifiziert

Die eigensicheren Sensoren von Rheonics sind von IECEx, der International Electrotechnical Commission, für die Zertifizierung nach Standards für Geräte zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert.

Dies ist eine internationale Zertifizierung, die die Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen gewährleistet. Rheonics-Sensoren sind für die Eigensicherheit nach Ex i zertifiziert.

Implementierung

Installieren Sie den Sensor direkt in Ihrem Prozessstrom, um Viskositäts- und Dichtemessungen in Echtzeit durchzuführen. Es ist keine Bypass-Leitung erforderlich: Der Sensor kann in die Leitung eingetaucht werden, Durchflussrate und Vibrationen beeinträchtigen die Messstabilität und -genauigkeit nicht. Optimieren Sie den Entscheidungsfindungsprozess durch wiederholte, aufeinanderfolgende und konsistente Tests der Flüssigkeit.

Rheonics Instrumentenauswahl

Rheonics entwickelt, fertigt und vertreibt innovative Systeme zur Flüssigkeitsmessung und -überwachung. In der Schweiz gefertigte Präzisionsviskosimeter von Rheonics bieten die von der Anwendung geforderte Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit, um in rauen Betriebsumgebungen zu überleben. Stabile Ergebnisse - auch unter ungünstigen Strömungsbedingungen. Keine Auswirkung von Druckabfall oder Durchfluss. Es ist gleichermaßen gut für Qualitätskontrollmessungen im Labor geeignet.

Vorgeschlagene Produkte für die Anwendung

• Breiter Viskositätsbereich - Überwachen Sie den gesamten Prozess
• Wiederholbare Messungen in newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
• Ganzmetallkonstruktion (316L Edelstahl)
• Eingebaute Flüssigkeitstemperaturmessung
• Kompakter Formfaktor für die einfache Installation in vorhandenen Prozesslinien
• Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich

• Einzelinstrument zur Messung von Prozessdichte, Viskosität und Temperatur
• Wiederholbare Messungen in newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
• Ganzmetallkonstruktion (316L Edelstahl)
• Eingebaute Flüssigkeitstemperaturmessung
• Kompakter Formfaktor für die einfache Installation in vorhandenen Rohren
• Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich

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