オンラインオイル希釈測定

背景

エネルギー指令2009/28/EC「再生可能エネルギー」の結果、EU加盟国は、2020年までに総エネルギー消費量に占める再生可能エネルギーの割合を平均20%まで高めることを義務づけられている。これは、内燃機関の開発に直接的な影響を与える。

スーパーE10のようなエタノールを含む燃料や、バイオディーゼルを含むディーゼル燃料によってエンジンオイルが希釈されると、摺動特性が大きく変化し、エンジンにダメージを与える可能性がある。エタノールは気化エンタルピーが高く、蒸気圧が低いため、エタノールを多く含む燃料は、従来のガソリンに比べ、エンジンの冷間始動時や暖機時に好ましくない混合気を生成する傾向がある。このため,このようなエンジン条件下でオイルにガソリンが混入する可能性が高くなる。ディーゼルエンジンでは、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルター)再生のきっかけとなるポスト噴射条件が特に注目されている。バイオディーゼルとディーゼル成分の化学的・物理的特性は類似しているが、バイオディーゼル燃料はDPF再生時にエンジンオイルを希釈する傾向がある。

新しい燃焼方式や触媒加熱の適用など、今日の内燃エンジン開発の他の側面も、通常のガソリンを使用した場合でさえ、オイルの希釈を促進する。エンジンオイルの希釈を抑制または最適化する方策を見つけるためには、エンジンオイルへの燃料の出入りのメカニズムを一から理解する必要がある。そのためには、エンジンオイル中の燃料の割合を測定し、できればリアルタイムで結果を出す測定装置が必要です。

ソリューション

V&F FuelSenseとV&F LubeSamplerで構成されるV&Fオンラインオイル希釈測定システムは、自動車技術者がオイル希釈を継続的に測定することを可能にします。LubeSampler は、エンジンのオイルパンに接続された独立したオイル回路で構成されています。循環ポンプがオイルの良好な混合を保証します。1.0ml/minに設定されたドージングポンプで少量のサンプルを採取します。ドージングバルブは、キャリアガスとともにサンプルをサーマルデソーバーに導入し、そこでオイルは、燃料によるオイルの希釈から生じる特徴的な揮発性成分から分離される。これらの揮発成分は、使用する燃料によって異なる。エタノールを含む燃料の場合はエタノール、ガソリンの場合はベンゼン、トルエン、キシレン、ディーゼルB7の場合はC4H10などの 炭化水素です。

特許取得済みのIMRテクノロジー(イオン分子反応)を搭載したV&F FuelSenseは、これらの成分をppbレベルまで測定することができ、オイル中の燃料の0.2%以下のオイル希釈を検出することができます。システムを較正するために、オイル中の燃料レベルが既知の混合物を調製し、熱脱離を用いてエタノールなどのマーカー成分のシグナルを定量化する。このようにして、サンプルからのシグナルを未知の油中燃料濃度と相関させることができます。

Photo Industry Solution V&F Automotive Online Oil Dilution Measurement

メリット

従来のオフライン手法とは異なり、V&F FuelSenseV&F LubeSamplerはリアルタイムの結果を提供します。固定および動的なエンジン試験サイクルにおけるオイル希釈メカニズムの時間プロファイルが生成されるため、技術者は燃料によるエンジンオイルの希釈を最小限に抑えるための戦略を立てることができます。

IMRテクノロジーを搭載したV&F FuelSense 質量分析計は、炭化水素の総和から信号を決定するFIDとは対照的に、オイルから脱離する成分を選択的に決定することができます。これは、時間プロファイルだけでなく、オイル希釈プロセスに関連する化学反応も詳細に分析できることを意味します。

ハイライト

  • ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンに対応
  • 数分以内の高速測定
  • 希釈率0.2%以下の検出限界
  • オイルパンに戻す連続オイルサンプリング
  • 時間節約、簡単な設置と操作
  • サービスおよび運用コストの最小化

適切な機器