Mesure de la consommation d’huile sur les moteurs à combustion

Contexte

Dans le développement des moteurs modernes, la perte d’huile moteur est un problème grave. La réduction de la taille des moteurs, associée à la turbocompression et/ou à la diminution de l’épaisseur des segments de piston, combinée à l’augmentation de la pression dans les cylindres, entraîne une perte d’huile moteur. L’huile moteur contient environ 2 000 à 3 000 ppm de soufre, qui est oxydé lors de la combustion, ce qui produit du dioxyde de soufre. Cela peut entraîner une réduction de l’activité du catalyseur.

En outre, d’autres sous-produits de l’huile, comme le phosphore, affectent les propriétés des capteurs, ce qui entraîne un fonctionnement incorrect du moteur et du catalyseur. Pour pouvoir minimiser la perte d’huile, il faut savoir dans quel état du moteur elle se produit. Les méthodes gravimétriques peuvent fournir des informations sur les états de fonctionnement statiques du moteur, mais pour un fonctionnement dynamique du moteur, des mesures en temps réel sont nécessaires pour obtenir des profils de consommation d’huile en temps réel.

Solution

Le dioxyde de soufre mesuré dans les gaz d’échappement bruts des moteurs à combustion interne peut être utilisé comme un indicateur de la consommation d’huile. Si les concentrations en soufre du carburant et de l’huile de lubrification sont connues, le taux de consommation d’huile en g/h (grammes par heure) peut être calculé à partir de la concentration de dioxyde de soufre dans les gaz d’échappement. Le GasOxidizer de V&F est utilisé pour convertir tous les autres composants possibles du soufre, y compris le soufre lié aux particules, en dioxyde de soufre pur.

Grâce à leur technologie IMR-MS, les spectromètres de masse ultra-sensibles de V&F peuvent mesurer des concentrations de SO₂ allant jusqu’à 40 ppb. Typiquement, les moteurs modernes consomment 2 à 3 grammes d’huile par heure, ce qui donne des signaux SO₂ de 0,2 à 0,7 ppm de SO₂ dans les gaz d’échappement bruts lorsque des huiles à forte teneur en soufre (>5 000 ppm S) sont utilisées.

Avantage

L’utilisation de la méthode de traçage du SO₂ avec nos spectromètres de masse V&F fournit des données en temps réel et permet ainsi aux techniciens d’établir les profils de consommation d’huile les plus précis. En comparaison, les méthodes hors ligne, telles que la gravimétrie, ne produisent généralement que deux points de données, avant et après le test. De plus, elles prennent beaucoup de temps et comportent des risques d’erreur importants.

Contrairement aux méthodes de traçage radioactives, la configuration et la manipulation de nos appareils de mesure de V&F sont totalement sûres en termes de sécurité au travail. Le GasOxidizer de V&F facilite la conversion de tout le soufre présent dans le flux de gaz d’échappement, que ce soit sous forme de composé gazeux ou de particules. Il est donc possible de mesurer la consommation d’huile sur des moteurs fonctionnant avec différents carburants comme l’essence, le gaz naturel comprimé et le diesel. Immédiatement après l’installation des appareils de mesure, il est possible d’effectuer les cycles de test souhaités sans avoir besoin d’accéder au banc d’essai du moteur.