Evaluation of applicability of dielectric constant in monitoring aging processes in engine oils

• Autorzy: Gomółka Leszek , Augustynowicz Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2019.2.1

Warianty tytułu

PL

Ocena przydatności stałej dielektrycznej do monitorowania procesu starzenia oleju silnikowego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper reports on the study involving the development of a dependence between the selected physicochemical properties of engine oil and the variation of its dielectric constant, considered as an evaluation parameter for the degree of its exploitation. In order to get to know the selected phenomena that accompany oil aging, a decision was made to perform tests of the condition of engine oils at various stages of their exploitation. In addition to the analysis of the dielectric constant, measurements of total base number and (TBN) and infrared spectroscopy (IR) were also performed. The interdependence between the examined values is developed using the Pearson’s linear correlation coefficient. As a result, the variability of TBN and IR absorbance in the context of the change in the dielectric constant were evaluated. Following the realized experimental tests, it was found that the results demonstrate a satisfactory correlation between the selected physicochemical properties of the oil, which resulted in the adoption of an assumption of a high feasibility of application of dielectric constant as a diagnostic parameter in monitoring the state of exploitation of engine oil.

PL

Celem pracy było określenie związków pomiędzy wytypowanymi właściwościami fizykochemicznymi oleju silnikowego a zmianą jego stałej dielektrycznej, rozważanej jako parametr oceniający stan jego zestarzenia. W celu szczegółowego poznania wybranych zjawisk towarzyszących starzeniu się oleju zdecydowano się na przebadanie oleju w różnych stadiach jego użytkowania. Poza badaniem stałej dielektrycznej wykonano również badania całkowitej liczby zasadowej TBN oraz badania spektrometryczne w podczerwieni IR. Stopień współzależności badanych wielkości przedstawiono wykorzystując do tego współczynnik korelacji liniowej Pearsona. W efekcie oceniono zmienność całkowitej liczby zasadowej oraz absorbancji IR w kontekście zmiany stałej dielektrycznej. Po przeprowadzeniu badań eksperymentalnych, stwierdzono, że uzyskane wyniki wskazują na zadawalającą korelację pomiędzy wytypowanymi własnościami fizykochemicznymi oleju, co pozwoliło z dużą dozą pewności przyjąć, iż stała dielektryczna może być użyta w charakterze parametru diagnostycznego do monitorowania stanu oleju silnikowego.

Słowa kluczowe

EN

oil exploitation; diagnostics of engine oil; dielectric constant

PL

eksploatacyjne zużycie oleju; diagnostyka oleju silnikowego; stała dielektryczna

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 21, no. 2
• Strony: 177--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gomółka Leszek

• JAWO TECH S.R.O. Sp. z o.o., Branch in Poland Niepodległości 67, 44-370 Pszów, Poland

autor

Augustynowicz Andrzej

• Faculty of Mechanical Engineering Opole University of Technology Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland

Bibliografia

• 1. Al-Ghouti M A, Al-Toum L. Virgin and recycled engine oil differentiation: A spectroscopic study. Journal of Environmental Management 2009; 90, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2007.08.018.
• 2. Bolognesi P, Bruno O, Landi A, Sani L, Taponecco L. Electric Machines and Drives for X-by-Wire System in Ground Vehicles 2003. 10th European Conference on Power Electronics and Application: 1-16.
• 3. Carey A A, Hayzen A J. The dielectric constant and oil analysis Practicing Oil Analysis Magazine 2001; 9.
• 4. Cheng H. Autonomous Inteligent Vehicles: Theory, Algorithms and Implementation. London Limited: Springer-Verlag, 2011, https://doi.org/10.1007/978-1-4471-2280-7.
• 5. Gomółka L. Ocena oleju silnikowego w eksploatacji. Praca doktorska, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska, 2017.
• 6. Gomółka L, Augustynowicz A, Maciąg A. Analysis of the rank spreading the decline of oil in internal combustion engines. Comustion Engines 2011; 1 (144): 1-4.
• 7. Guan L, Feng X L, Xiong G. Engine lubricating oil classification by SAE grade and source based on dielectric spectroscopy data. Analytica Chimica Acta 2008; 628: 117-120, https://doi.org/10.1016/j.aca.2008.09.004.
• 8. Han Z, Wang YQing X. Characteristics Study of In-Situ Capacitive Sensor for Monitoring Lubrication Oil Debris. Sensors 2017; 17 (12) 2851: 1-13.
• 9. Idzior M. The development of combustion engines in the aspect of their manufacturing. Comustion Engines 2006; 1 (124): 60-70.
• 10. Laber A, Adamczuk K. Improving the working conditions of friction by using operation additives to lubricating oil. Tribologia 2014; 1: 27-39.
• 11. Laber S, Laber A. Property assessment lubricants and tribological lotos dynamic engine oil. Tribologia 2015; 3: 89-97.
• 12. Serrano J R. Imagining the Future of the Internal Combustion Engine for Ground Transport in the Current Context. Applied Sciences 2017; 7 (10) 1001: 1-5.
• 13. Stevan Junior S L, Paiter L, Galvao J R, Roque D V, Chaves E S. Sensor and Methodology for Dielectric Analysis of Vegetal Oils Submitted to Thermal Stress. Sensors 2015; 15 (10): 26457-26477, https://doi.org/10.3390/s151026457.
• 14. Torrents J M, Pallas-Areny R. Sensing oil condition through temperature coefficient of dielectric constant. 2003 XVII IMEKO World Congress - Metrology in the 3rd millennium, Dubrovnik, Croatia: 917-919.
• 15. Patch R, Kamenka D, Menzel J. Return voltage measurements Diagnostic interpretations based on the dielectric time constants. Materials Science-Poland 2009; 27 (4): 1157-1169.
• 16. Yang Y, Yang D, Hu Z, Zhang X. Oil Contamination Monitoring Based on Dielectric Constant Measurement. 2009 International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation (ICMTMA), Zhangjiajie, Hunan, China: 245-252, https://doi.org/10.1109/ ICMTMA.2009.588.
• 17. Zhmud B. TBN, What`s in It for me?, Lube Magazine online 2018; 4.
• 18. Zhu J, Yoon J M, He D W, Qu Y, Bechhoefer E. Lubrication oil condition monitoring and remaining useful life prediction with particle filtering. International Journal of Prognostics and Health Management 2013; 4 Special issue 2: 1-15.
• 19. kittiwake.com/online-sensors
• 20. pmlubricants.com.au.
• 21. specord-service.de