پايش وضعيت كيفيت روغن در موتور اشتعال جرقه اي بنزيني با استفاده از اندازه گيري ضريب دي‌الكتريك روغن

Oil Quality Monitoring in Gasoline Spark Ignition Engine Using Oil Dielectric Measurement

روغن در موتورهاي احتراق داخلي وظايف متعددي را بر عهده دارد و پايش وضعيت آن قابليت بالايي را براي تشخيص عيوب بوجود مي‌آورد. امروزه تحليل روغن ابزار مؤثري در بهينه‌سازي و نظارت بر سامانه‌هاي موتوري و روانكارها بشمار مي‌آيد. تحقيق حاضر به پايش وضعيت كيفيت روغن در يك موتور بنزيني با استفاده از اندازه‌گيري ضريب دي‌الكتريك روغن مي‌پردازد. در ابتدا حسگر خازني با ساختار شانه‌اي با امكان عبور روغن از وسط آن بگونه‌اي طراحي و ساخته مي‌شود كه داراي قدرت تشخيص بالايي براي كاربرد موتوري ‌باشد. بر اساس نتايج اختلاط آب با روغن تا %1/5، باعث افزايش خطي ضريب دي‌الكتريك روغن و زاويه θ مي‌شود. افزايش بيشتر درصد آب باعث افزايش غير خطي ضريب دي‌الكتريك روغن خواهد شد. به منظور بررسي رفتار اكسيداسيون روغن در شرايط واقعي و تحت كنترل، كيفيت روغن در آزمون دوام موتوري با استفاده از حسگر شانه‌اي و يك حسگر صنعتي ديگر پايش مي‌شود. اكسيداسيون روغن موتور بدليل كاركرد موتور باعث افزايش ضريب دي‌الكتريك روغن مي‌شود ولي زاويه θ ثابت مي‌ماند. نتايج حاكي از انطباق بسيار خوب عملكرد حسگر شانه‌اي ساخته شده با حسگر تجاري دارد. در نهايت عملكرد حسگر در برهم‌كنش دو عامل آب و اكسيداسيون ارزيابي مي‌شود. بر اساس نتايج در صورتيكه ضريب دي‌الكتريك روغن و زاويه θ افزايش قابل توجهي داشته باشد، احتمال ورود آب به روغن وجود خواهد داشت و در صورت افزايش تنها ضريب دي‌الكتريك، كاركرد روغن و اكسيداسيون باعث خرابي روغن شده است.

Oil analysis is one of the main methods for monitoring the status of internal combustion engines and oils to ensure the lubricant's protective performance and engine health. This paper investigate oil condition monitoring in gasoline engine using oil dielectric coefficient measurement. At first capacitive sensor pectinate type is designed and manufactured that engine oil can pass through the sensor with high resolution and accuracy for engine monitoring application. Results show that up to 1.5% water pollution in oil, dielectric coefficient and θ is increased linearly. More water pollution increase dielectric coefficient exponentially. Due to investigate oil oxidation in controllable real condition, this sensor and another industrial quality sensor is evaluated in engine durability test. Although oil dielectric coefficient is increased with oil oxidation but also θ is constant permanently. Monitoring the result of dielectric behavior of engine oil in new design sensor is similar to industrial quality sensor. In addition interaction effect of water pollution and oil oxidation is studied. Results indicate that this sensor is capable of detecting water pollution and oxidation in engine oil.