一种监测箱桥润滑油的方法、监测装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及润滑油分析技术领域，尤其涉及一种监测箱桥润滑油的方法、监测装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.润滑油在使用中受温度、水分或其他因素的影响，油品会逐渐老化变质。随着油品老化程度增加，产生较多的酸性物质，使油品酸值增加；较大量的酸性物质对设备会造成一定程度的腐蚀，并在金属的催化作用下继续加速油品的老化情况，影响工作部件的正常运行。
3.目前为获得较为精确的油液状态，对于水分采用石油产品水分测定法(gb/t 260)，对润滑油酸值一般采用石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法(gb/t 265)，对箱润滑油铁元素/铜元素含量一般采用电感耦合等离子体发射光谱法(gb 17476)。这些方法在实验室的条件下可较为准确的测量箱桥润滑油含水率、金属元素含量、酸值，但并不适用于车载环境，无法实时监测箱桥润滑油的油液状态。
4.同时对于润滑油检测领域，大多为考虑单一因素进行油液的更换，准确度和可信度较低；各种检测装置较大，也不利于车载安装。
5.因此，亟需一种监测箱桥润滑油的方法、监测装置、设备及存储介质，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提出一种监测箱桥润滑油的方法、监测装置、设备及存储介质，能够提高检测效率和适用范围。
7.为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：
8.一种监测箱桥润滑油的方法，包括：获取箱桥润滑油的初始参数；获取箱桥润滑油的实时参数，实时参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数；根据实时参数计算获取液态水的水溶液介电常数；根据实时参数计算获取箱桥润滑油的含水量以及液态水的金属离子浓度；根据液态水的金属离子浓度计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量；根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命。
9.进一步地，当箱桥润滑油的含水量大于国标和/或液态水的金属离子浓度大于国标时，判定箱桥润滑油不合格。
10.进一步地，在获取箱桥润滑油的实时参数后，先假定箱桥润滑油内没有液态水并获取箱桥润滑油的假定含水量与溶解水的饱和含水量，当假定含水量大于饱和含水量时，则认为箱桥润滑油内具有液态水，当假定含水量小于饱和含水量时，则认为箱桥润滑油合格。
11.进一步地，金属离子包括氢离子、铜离子、铁离子和亚铁离子，并根据氢离子计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量。
12.进一步地，根据氢离子含量、国标设计预警值δ1与危险值δ2获取未水解羧酸含量。
13.进一步地，根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命时，在箱桥润滑油内加入催化剂，并记录加入催化剂后箱桥润滑油的未水解羧酸含量与时间的关系曲线，根据关系曲线获取箱桥润滑油所对应的时间t1，并引入速率因素α以及环境因素β，获取预估寿命t，t＝t1αβ。
14.进一步地，还包括：通过忽略微小油包水液滴中油的金属离子浓度的预设计算条件计算箱桥润滑油的金属离子浓度；其中，微小油包水液滴中的水设置为均匀溶液。
15.一种监测装置，所述监测装置包括：获取模块，用于获取箱桥润滑油的初始参数；获取箱桥润滑油的实时参数，实时参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数；处理模块，用于根据实时参数计算获取液态水的水溶液介电常数；根据实时参数计算获取箱桥润滑油的含水量以及液态水的金属离子浓度；根据液态水的金属离子浓度计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量；根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命。
16.一种监测设备，所述监测设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如前文所述的监测箱桥润滑油的方法。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前文所述的监测箱桥润滑油的方法。
18.本发明的有益效果为：
19.由于箱桥润滑油内的水分为溶解于润滑油中的分子类型的水以及液态水，在箱桥润滑油的使用环境下，液态水与润滑油在搅拌作用下将形成大量的微小油包水液滴。由此，在实时测量箱桥润滑油的实时参数时，可以认为其中水的参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数。因此，在本实施例中，通过上述实时参数能够计算得到液态水的水溶液介电常数，再根据水溶液介电常数可以分别获取液态水的含量以及液态水的金属离子浓度，再考虑到箱桥润滑油中如果出现了液态水，则溶解水的含量则为箱桥润滑油的饱和溶解水含量，而箱桥润滑油的含水量仅包括溶解水的含量以及液态水的含量，从而可以获取箱桥润滑油的含水量。
20.箱桥润滑油内的金属离子可以近似认为仅溶解于微小油包水液滴中的液态水中，在获取液态水的金属离子浓度后，考虑到不同的金属离子影响的水解，从而也能够计算获得箱桥润滑液中的氢离子浓度，进而能够通过中和齿轮油所需要的氢氧化钾的数量计算得到箱桥润滑油内未水解羧酸浓度。同时，箱桥润滑油内的酸值氧化是导致箱桥润滑油劣化的原因，因此，又可以根据未水解羧酸浓度计算箱桥润滑油的预估寿命。
21.根据本发明的监测箱桥润滑油的方法，由于充分考虑了箱桥润滑油中含水量、各金属离子浓度以及酸值之间相互影响，其针对箱桥润滑油的预估寿命的计算并非单一的线性相加，且能够在箱桥润滑油的工作过程中实时获取其实时参数，并根据其实时参数实时更新计算获得其实时预估寿命，从而符合箱桥润滑油实际工作中遇到的复杂情况，显著保证计算结果的准确性，提高预测结果的实用性。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.图1是本发明具体实施方式提供的监测箱桥润滑油的方法的流程图。
具体实施方式
24.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
25.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
28.实施例1：
29.下面参考图1描述本发明实施例的监测箱桥润滑油的方法。
30.如图1所示，图1公开了一种监测箱桥润滑油的方法，其包括：获取箱桥润滑油的初始参数；获取箱桥润滑油的实时参数，实时参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数；根据实时参数计算获取液态水的水溶液介电常数；根据实时参数计算获取箱桥润滑油的含水量以及液态水的金属离子浓度；根据液态水的金属离子浓度计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量；根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命。
31.可以理解的是，由于箱桥润滑油内的水分为溶解于润滑油中的分子类型的水以及液态水，在箱桥润滑油的使用环境下，液态水与润滑油在搅拌作用下将形成大量的微小油包水液滴。由此，在实时测量箱桥润滑油的实时参数时，可以认为其中水的参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数。因此，在本实施例中，通过上述实时参数能够计算得到液态水的水溶液介电常数，再根据水溶液介电常数可以分别获取液态水的含量以及液态水的金属离子浓度，再考虑到箱桥润滑油中如果出现了液态水，则溶解水的含量则为箱桥润滑油的饱和溶解水含量，而箱桥润滑油的含水量仅包括溶解水的含量以及液态水的含量，从而可以获取箱桥润滑油的含水量。
32.箱桥润滑油内的金属离子可以近似认为仅溶解于微小油包水液滴中的液态水中，在获取液态水的金属离子浓度后，考虑到不同的金属离子影响的水解，从而也能够计算获得箱桥润滑液中的氢离子浓度，进而能够通过中和齿轮油所需要的氢氧化钾的数量计算得到箱桥润滑油内未水解羧酸浓度。同时，箱桥润滑油内的酸值氧化是导致箱桥润滑油劣化的原因，因此，又可以根据未水解羧酸浓度计算箱桥润滑油的预估寿命。
33.根据本实施例的监测箱桥润滑油的方法，由于充分考虑了箱桥润滑油中含水量、各金属离子浓度以及酸值之间相互影响，其针对箱桥润滑油的预估寿命的计算并非单一的线性相加，且能够在箱桥润滑油的工作过程中实时获取其实时参数，并根据其实时参数实时更新计算获得其实时预估寿命，从而符合箱桥润滑油实际工作中遇到的复杂情况，显著保证计算结果的准确性，提高预测结果的实用性。
34.在一些实施例中，当箱桥润滑油的含水量大于国标和/或液态水的金属离子浓度大于国标时，判定箱桥润滑油不合格。
35.可以理解的是，当箱桥润滑油的含水量大于国标和/或液态水的金属离子浓度大于国标时，即无须额外计算箱桥润滑油内的未水解羧酸含量，无须再计算其预估寿命，便于更好地输出显示结果。
36.在一些实施例中，金属离子包括氢离子、铜离子、铁离子和亚铁离子，并根据氢离子计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量。
37.具体地，在本实施例中，未水解羧酸含量的计算过程如下所述：
38.箱桥润滑油的实际介电常数根据测量获取并记作εm，纯水的介电常数为定值并记作ε1，箱桥润滑油的纯油的介电常数为定值并记作ε2，微小油包水液滴中水溶液介电常数根据计算获取并记作ε3，箱桥润滑油的饱和溶解水含水量为定值并记作微小油包水液滴中的水含量根据计算获取并记作溶解水的介电常数记作ε
m1
，微小油包水液滴的介电常数根据计算获取并记作ε
m2
，箱桥润滑油的含水量根据计算获取并记作根据下述公式可以获得与ε3的关系式。
[0039][0040]
对于溶解水的介电常数ε
m1
计算：
[0041]
对于微小油包水液滴的介电常数ε
m2
计算：
[0042]
由于液体的介电常数可以表示为液体中所有局部相互作用的总和；可根据纯组分的介电常数及其体积分数来描述混合物的介电常数，依此可计算实际介电常数为εm：
[0043]
再者，在微小油包水液滴中，液态水中的金属离子浓度远高于油液中的金属离子浓度，取氢离子、铁离子和铜离子作为计算对象。
[0044]
假定溶液中的阴离子均为羧酸根(—coo
—
)，可视为强电解质的稀溶液，通过科尔劳什经验公式修正并计算：
[0045]
[0046][0047][0048][0049][0050]
其中λm为溶液的摩尔电导率；为溶液的极限摩尔传导率；c为溶液的浓度；σ为电导率；α为弛豫效应；β为电泳效应；η为粘度，ε为介电常数，t为温度。
[0051]
由于混合溶液中，极限摩尔传导率有可加性：
[0052][0053]
其中为铁离子溶液的极限摩尔传导率，为铜离子溶液的极限摩尔传导率
[0054]
溶液的极限摩尔传导率与溶液中离子种类有关：
[0055][0056]
其中v
+
、v-为离子化合物阳离子与阴离子的配对数；λ
+
、λ-为阳离子浓度和阴离子浓度。
[0057]
即可解算出铜离子，铁离子的浓度：
[0058][0059][0060]
水液滴中水溶液由于碱金属离子的存在，本身成酸性,认为此时水溶液中的氢离子全部来源于金属离子的水解反应，此时氢离子浓度可计算：
[0061][0062]
其中c表示特定金属离子浓度，ka表示该特定金属离子的第一级水解常数。
[0063]
由此可解算出氢离子的浓度：
[0064][0065]
由于由酸值(油液氧化)增加所引起的质量变化并不显著，在本实施例中，认为箱桥润滑油密度ρn的变化为含水量增加与金属离子增加共同作用的效果：
[0066][0067]
其中纯水密度ρ1，纯油密度ρ2，油的膨胀系数α1，水的膨胀系数α2，t为温度。
[0068]
由前文计算以下述公式表达：
[0069]
[0070]
由此，即可通过计算出箱桥润滑油的含水量以及微小油包水液滴中水溶液介电常数ε3，从而便于与国标含水量进行对比，便于判断箱桥润滑油是否合格，并能够根据微小油包水液滴中水溶液介电常数ε3进一步计算获得箱桥润滑油内的未水解羧酸含量。
[0071]
在一些实施例中，在获取箱桥润滑油的实时参数后，先假定箱桥润滑油内没有液态水并获取箱桥润滑油的假定含水量与溶解水的饱和含水量，当假定含水量大于饱和含水量时，则认为箱桥润滑油内具有液态水，当假定含水量小于饱和含水量时，则认为箱桥润滑油合格。
[0072]
可以理解的是，由于箱桥润滑油在实际使用过程中，存在其水含量并未达到饱和溶解水浓度的情况，在此情况下，箱桥润滑油内还没有液态水的存在，也就可以认为箱桥润滑油内的金属离子浓度极小可以忽略，箱桥润滑油处于合格状态下，从而无须额外计算。在本实施例中，通过预先计算假定含水量，即可判断箱桥润滑油内是否存在液态水，显著减少了计算的繁琐程度。
[0073]
具体地，根据公式：
[0074][0075]
将箱桥润滑油的实际介电常数εm认作ε
m1
，将箱桥润滑油内的溶解水含量认作并代入上述公式中，即可得到：
[0076]
，再根据测得的εm及ε1、ε2即可解得若其大于饱和溶解水含量，则认为箱桥润滑油内具有液态水，若其小于或等于饱和溶解水含量，则认为箱桥润滑油合格。
[0077]
在一些实施例中，根据氢离子含量、国标设计预警值δ1与危险值δ2获取未水解羧酸含量。
[0078]
可以理解的是，当箱桥润滑油的含水量以及微小油包水液滴中水溶液介电常数ε3均合格时，根据由酸值的测量方式：即中和1g齿轮油所需的氢氧化钾的毫克数，以认为oh-中和了微小油包水液滴中游离的氢离子和油液中未发生水解的羧酸，同时，在计算由酸值的过程中，还存在预警酸值δ1和危险酸值δ2两种固有参数，因此，可以得到公式：
[0079][0080]
其中，为箱桥润滑油中未水解羧酸含量。
[0081]
在一些实施例中，根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命时，在箱桥润滑油内加入催化剂，并记录加入催化剂后箱桥润滑油的未水解羧酸含量与时间的关系曲线，根据关系曲线获取箱桥润滑油所对应的时间t1，并引入速率因素α以及环境因素β，获取预估寿命t，t＝t1αβ。
[0082]
可以理解的是，在本实施例中，不同的未水解羧酸含量所对应的箱桥润滑油的预估寿命可以根据其模拟氧化实验获得。具体而言，通过多次试验，获得时间与未水解羧酸含量的相关表格，并在获得预估寿命后能够根据表格调取其时间t1，再特征点计算模拟实验相比于正常油液氧化时加快的速率并引入速率因数α，并根据不同车型、不同工作时间、工作强度、工作环境，引入运行参数β，从而获取较为准确可靠的预估寿命t。
[0083]
需要说明的是，为使结果更符合生活实际，运行参数β可根据不同车型、不同工作
时间、工作强度、工作环境进行细化表达计算。
[0084]
在一些实施例中，还包括：通过忽略微小油包水液滴中油的金属离子浓度的预设计算条件计算箱桥润滑油的金属离子浓度；其中，微小油包水液滴中的水设置为均匀溶液。
[0085]
可以理解的是，通过上述设置，能够在保证对金属离子浓度的计算准确性的同时，也能进一步降低金属离子浓度的计算难度。
[0086]
实施例2：
[0087]
本发明还公开了一种监测装置，监测装置包括获取模块和处理模块。获取模块用于获取箱桥润滑油的初始参数；获取模块还用于获取箱桥润滑油的实时参数，实时参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数。处理模块用于根据实时参数计算获取液态水的水溶液介电常数；处理模块还用于根据实时参数计算获取箱桥润滑油的含水量以及液态水的金属离子浓度；处理模块还用于根据液态水的金属离子浓度计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量；处理模块还用于根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命。
[0088]
可以理解的是，由于本监测装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0089]
具体地，获取模块和处理模块分别可设置为传感器与cpu等。
[0090]
实施例3：
[0091]
本发明还公开了一种监测设备，监测设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如前文所述的监测箱桥润滑油的方法。
[0092]
可以理解的是，由于本监测设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0093]
示例性地，所述监测设备可为车辆。
[0094]
实施例4：
[0095]
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前文所述的监测箱桥润滑油的方法。
[0096]
可以理解的是，由于本计算机可读存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

技术特征：
1.一种监测箱桥润滑油的方法，其特征在于，包括：获取箱桥润滑油的初始参数；获取箱桥润滑油的实时参数，实时参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数；根据实时参数计算获取液态水的水溶液介电常数；根据实时参数计算获取箱桥润滑油的含水量以及液态水的金属离子浓度；根据液态水的金属离子浓度计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量；根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命。2.根据权利要求1所述的监测箱桥润滑油的方法，其特征在于，当箱桥润滑油的含水量大于国标和/或液态水的金属离子浓度大于国标时，判定箱桥润滑油不合格。3.根据权利要求1所述的监测箱桥润滑油的方法，其特征在于，在获取箱桥润滑油的实时参数后，先假定箱桥润滑油内没有液态水并获取箱桥润滑油的假定含水量与溶解水的饱和含水量，当假定含水量大于饱和含水量时，则认为箱桥润滑油内具有液态水，当假定含水量小于饱和含水量时，则认为箱桥润滑油合格。4.根据权利要求1所述的监测箱桥润滑油的方法，其特征在于，金属离子包括氢离子、铜离子、铁离子和亚铁离子，并根据氢离子计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量。5.根据权利要求4所述的监测箱桥润滑油的方法，其特征在于，根据氢离子含量、国标设计预警值δ1与危险值δ2获取未水解羧酸含量。6.根据权利要求1所述的监测箱桥润滑油的方法，其特征在于，根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命时，在箱桥润滑油内加入催化剂，并记录加入催化剂后箱桥润滑油的未水解羧酸含量与时间的关系曲线，根据关系曲线获取箱桥润滑油所对应的时间t1，并引入速率因素α以及环境因素β，获取预估寿命t，t＝t1αβ。7.根据权利要求1所述的监测箱桥润滑油的方法，其特征在于，还包括：通过忽略微小油包水液滴中油的金属离子浓度的预设计算条件计算箱桥润滑油的金属离子浓度；其中，微小油包水液滴中的水设置为均匀溶液。8.一种监测装置，其特征在于，所述监测装置包括：获取模块，用于获取箱桥润滑油的初始参数；获取箱桥润滑油的实时参数，实时参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数；处理模块，用于根据实时参数计算获取液态水的水溶液介电常数；根据实时参数计算获取箱桥润滑油的含水量以及液态水的金属离子浓度；根据液态水的金属离子浓度计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量；根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命。9.一种监测设备，其特征在于，所述监测设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的监测箱桥润滑油的方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的监测箱桥润滑油的方法。

技术总结
本发明公开了一种监测箱桥润滑油的方法、监测装置、设备及存储介质，涉及润滑油分析技术领域。该监测箱桥润滑油的方法包括获取箱桥润滑油的初始参数；获取箱桥润滑油的实时参数，实时参数包括溶解水的第一参数以及微小油包水液滴的第二参数；根据实时参数计算获取液态水的水溶液介电常数；根据实时参数计算获取箱桥润滑油的含水量以及液态水的金属离子浓度；根据液态水的金属离子浓度计算箱桥润滑油的未水解羧酸含量；根据未水解羧酸含量估算箱桥润滑油的预估寿命。该监测箱桥润滑油的方法能够提高检测效率和适用范围。能够提高检测效率和适用范围。能够提高检测效率和适用范围。


技术研发人员：王树洋 关喜春 王东方 马梓航 曲松
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2022/5/25