柴油机中柴油混入机油测量装置及测量方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103954742 A (43)申请公布日 2014.07.30 CN 103954742 A (21)申请号 201410149088.3 (22)申请日 2014.04.14 G01N 33/30(2006.01) (71)申请人中国人民解放军装甲兵工程学院地址 100072 北京市丰台区杜家坎 21 号 (72)发明人王宪成和穆张晶姜力付礼程张志远 (74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所 ( 普通合伙 ) 11201 代理人张大威 (54) 发明名称柴油机中柴油混入机油测量装置及测量方法 (57) 摘要本发明公开了一种柴油机中。

2、柴油混入机油测量装置及测量方法。测量方法包括：步骤 1 ：进行柴油混入机油配比试验，其中测量机油动力黏度和机油温度；步骤 2 ：基于柴油混入机油配比试验结果，建立柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式；步骤 3 ：检测车载的柴油机的机油动力黏度和机油温度；步骤 4 ：基于关系表达式和检测的机油动力黏度和机油温度计算柴油混入机油的比例，并将计算的比例与预定的比例阈值进行比较，以判断柴油混入机油的比例是否超过比例阈值的上限。根据本发明的柴油机中柴油混入机油测量方法，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆。

3、车载监测的需要。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 6 页附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图4页 (10)申请公布号 CN 103954742 A CN 103954742 A 1/1 页 2 1. 一种柴油机中柴油混入机油测量方法，其特征在于，包括：步骤 1 ：进行柴油混入机油配比试验，其中测量机油动力黏度和机油温度；步骤 2 ：基于柴油混入机油配比试验结果，建立柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式；步骤 3 ：检测车载的柴油机的机油动力黏度和机油温。

4、度；步骤 4 ：基于所述关系表达式和检测的机油动力黏度和机油温度计算柴油混入机油的比例，并将计算的比例与预定的比例阈值进行比较，以判断柴油混入机油的比例是否超过所述比例阈值的上限。 2. 如权利要求 1 所述的方法，其特征在于，在步骤 2 中：柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式中的机油动力粘度为动力黏度相对于机油初始黏度的变化幅度 U，式中： 0为机油初始黏度，为同一温度下测量得到的机油黏度值。 3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当柴油混入机油的比例超过所述比例阈值的上限时发出报警。 4. 一种柴油机中柴油混入机油测量装置。

5、，其特征在于，包括：机油品质测量传感器（10），所述机油品质测量传感器 (10) 用于监测柴油机的机油黏度；传感器器固定装置（20），所述传感器器固定装置（20）与所述机油品质测量传感器（10）相连，并将所述机油品质测量传感器（10）固定在机油箱内；嵌入式主板（40），用于数据处理和计算； CAN 转换 R232 串口（30），所述 CAN 转换 R232 串口（30）与所述机油品质测量传感器（10）相连，用于将机油品质测量传感器（10）的信号转换成所述嵌入式主板（40）可接受信号；存储卡（50），所述存储卡。

6、（50）与所述嵌入式主板相连，用于数据存储；和液晶显示器（60），所述液晶显示器（60）与所述嵌入式主板（40）相连，用于数据显示。 5. 根据权利要求 4 所述的柴油机中柴油混入机油测量装置，其特征在于，所述传感器固定装置（20）包括：上盖（21），所述上盖（21）与机油箱密封连接；连接杆（22），所述连接杆（22）的上端与所述上盖连接，所述连接杆内设有数据线；上筒（23）和下筒（24），所述上筒（23）和所述下筒（24）扣合，以将所述机油品质测量传感器（10）固定且密封在所述上筒（23）和所。

7、述下筒（24）内，所述上筒（23）的上端与所述连接杆（22）的下端连接；和下盖（25），所述下盖（25）与所述下筒（24）的下端连接，用于保护所述机油品质测量传感器（10）。权利要求书 CN 103954742 A 2 1/6 页 3 柴油机中柴油混入机油测量装置及测量方法技术领域 0001 本发明涉及柴油机领域，具体而言，特别涉及一种柴油机中柴油混入机油测量装置及测量方法。背景技术 0002 在柴油机工作过程中，如果有柴油混入到机油，会造成机油黏度下降。若继续使用会加剧发动机磨损，缩短其使用寿命，影响柴油机的正常工作。

8、。目前，柴油混入机油判断主要采用观察机油黏度、油位高度变化等方法，该方法只能定性分析，无法实现精确判断；而传统的柴油混入机油比例的测量主要使用离线式的油液分析仪，该方法费用高，耗时长，无法实现车载监测。发明内容 0003 本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例的柴油机中柴油混入机油测量方法。 0004 本发明的另一目的在于提出一种柴油机中柴油混入机油测量装置。 0005 根据本发明实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，包括：步骤 1 ：进行柴油混入机油配比试验，。

9、其中测量机油动力黏度和机油温度；步骤 2 ：基于柴油混入机油配比试验结果，建立柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式；步骤 3 ：检测车载的柴油机的机油动力黏度和机油温度；步骤 4 ：基于所述关系表达式和检测的机油动力黏度和机油温度计算柴油混入机油的比例，并将计算的比例与预定的比例阈值进行比较，以判断柴油混入机油的比例是否超过所述比例阈值的上限。 0006 根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，充分考虑柴油混入机油后对机油动力黏度的影响以及其它因素混入机油对动力黏度的影响，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于。

10、满足车辆车载监测的需要。并且根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，能够实现机油品质异常车载监测，准确确定机油更换时机，为柴油机润滑系统技术状况判断提供了准确手段，节省了维修资源，提高了车辆完好率。 0007 另外，根据本发明上述实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法还可以具有如下附加的技术特征： 0008 根据本发明的一个实施例，在步骤 2 中：柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式中的机油动力粘度为动力黏度相对于机油初始黏度的变化幅度 U， 0009 0010 式中： 0为机油初始黏度，为同一温度下测量得到的机油黏度值。 0011。

11、根据本发明的一个实施例，当柴油混入机油的比例超过所述比例阈值的上限时发说明书 CN 103954742 A 3 2/6 页 4 出报警。 0012 根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置，包括：机油品质测量传感器，所述机油品质测量传感器用于监测柴油机的机油黏度；传感器器固定装置，所述传感器器固定装置与所述机油品质测量传感器相连，并将所述机油品质测量传感器固定在机油箱内；嵌入式主板，用于数据处理和计算； CAN 转换 R232 串口，所述 CAN 转换 R232 串口与所述机油品质测量传感器相连，用于将机油品质测量传感器的信号转换成所述嵌入。

12、式主板可接受信号；存储卡，所述存储卡与所述嵌入式主板相连，用于数据存储；和液晶显示器，所述液晶显示器与所述嵌入式主板相连，用于数据显示。 0013 根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置，充分考虑柴油混入机油后对机油动力黏度的影响以及其它因素混入机油对动力黏度的影响，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆车载监测的需要。并且根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，能够实现机油品质异常车载监测，准确确定机油更换时机，为柴油机润滑系统技术状况判断提供了准确手段，节省了维修资源，提高了车辆完好率。 0014 另外，根据本。

13、发明上述实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置还可以具有如下附加的技术特征： 0015 根据本发明的一个实施例，所述传感器固定装置包括：上盖，所述上盖与机油箱密封连接；连接杆，所述连接杆的上端与所述上盖连接，所述连接杆内设有数据线；上筒和下筒，所述上筒和所述下筒扣合，以将所述机油品质测量传感器固定且密封在所述上筒和所述下筒内，所述上筒的上端与所述连接杆的下端连接；和下盖，所述下盖与所述下筒的下端连接，用于保护所述机油品质测量传感器。 0016 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。

14、。附图说明 0017 图 1 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法示意图； 0018 图 2 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的柴油混入配比试验中机油动力粘度变化示意图； 0019 图 3 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的冷却水混入配比试验中机油动力粘度变化示意图； 0020 图 4 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的烟炱混入配比试验中机油动力粘度变化示意图； 0021 图 5 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的机油黏温特性拟合曲线示意图； 0022 图 6 是根据本。

15、发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的不同柴油体积分数的机油动力黏度随温度变化曲线示意图； 0023 图 7 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的不同柴油体积分数的机油 U 值随温度变化曲线示意图； 0024 图 8 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置的结构示意图；说明书 CN 103954742 A 4 3/6 页 5 0025 图 9 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置的机油品质测量传感器结构示意图； 0026 图 10 是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置的机油品质测量传感器立。

16、体分解示意图。 0027 附图标记： 0028 10- 机油品质测量传感器； 20- 传感器器固定装置； 21- 上盖； 22- 连接杆； 23- 上筒； 24- 下筒； 25- 下盖； 30-CAN 转换 R232 串口； 40- 嵌入式主板； 50- 存储卡； 60- 液晶显示。具体实施方式 0029 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 0030 在本发明的描述中。

17、，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” 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。 0031 此外，术语 “第一” 、“第二” 仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，。

18、限定有 “第一” 、“第二” 的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个” 的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 0032 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装” 、“相连” 、“连接” 、“固定” 等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 0033 在本发明中。

19、，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。 0034 如图 1-7 所示，根据本发明实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，包括：步骤 1 ：进行柴油混入机油配比试验。

20、，其中测量机油动力黏度和机油温度；步骤 2 ：基于柴油混入机油配比试验结果，建立柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式；步骤 3 ：检测车载的柴油机的机油动力黏度和机油温度；步骤 4 ：基于所述关系表达式和检测的机油动力黏度和机油温度计算柴油混入机油的比例，并将计算的比例与预定的比例阈值进行比较，以判断柴油混入机油的比例是否超过所述比例阈值的上限。说明书 CN 103954742 A 5 4/6 页 6 0035 根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，充分考虑柴油混入机油后对机油动力黏度的影响以及其它因素混入机油对动力。

21、黏度的影响，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆车载监测的需要。并且根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，能够实现机油品质异常车载监测，准确确定机油更换时机，为柴油机润滑系统技术状况判断提供了准确手段，节省了维修资源，提高了车辆完好率。 0036 根据本发明的一个实施例，在步骤 2 中：柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式中的机油动力粘度为动力黏度相对于机油初始黏度的变化幅度 U， 0037 0038 式中： 0为机油初始黏度，为同一温度下测量得到的机油黏度值。 0039 根据本发明的一个实施例，当柴油混入机。

22、油的比例超过所述比例阈值的上限时发出报警。 0040 本发明实施例提供了一种柴油机中柴油混入机油测量方法，如图 1 所示，具体包括下列步骤： 0041 步骤一：进行柴油混入机油配比试验；在配比试验中，测量机油动力黏度、机油温度。 0042 根据机油使用标准，当机油标准运动黏度（100时的运动黏度）变化量大于新机油标准运动黏度的 25% 时应当更换机油，根据经验值计算出此时混入柴油为 10% 左右。因此设计 4 组混合油液样本，油液体积均为 1600mL。按照等差原则， 1 4 号油液样本中柴油体积分数分别为 0%、 5%、 8%、 11%。试验时将混合油。

23、液加热到 110后自然冷却到 50，冷却过程中利用传感器测量其油液参数。试验用机油为 CD10W/40 新机油，柴油为 -10# 柴油（在 20时动力黏度为 2.94mPas，介电常数为 2.1，密度为 0.84gcm-3）。 0043 表 1 定量试验方案 0044 0045 具体试验结果如图 2 所示。图中，随着柴油混入比例的升高，机油动力黏度呈现不断下降的趋势。 0046 步骤二：基于柴油混入机油配比试验，建立柴油混入机油比例与机油动力黏度、机油温度关系表达式；具体步骤包括： 0047 步骤 1 ：根据柴油混入配比试验数据，利用指数函数拟合出含不同。

24、柴油体积分数的机油动力黏度与温度 t 的函数关系即黏温特性曲线，如图 5 所示。拟合曲线相关系数都非常接近于 1。各条黏温特性曲线方程如下式（1）（4）所示，相关系数分别为 0.9989、 0.9994、 0.9997、 0.9994。柴油体积分数依次为 0%、 5%、 8%、 11%。 0048 =352.4exp(-0.06963t)+52.77exp(-0.01429t) (1) 0049 =312.1exp(-0.06734t)+39.09exp(-0.01321t) (2) 0050 =120.6exp(-0.03814t)+11.46exp(-0.00485t) (。

25、3) 说明书 CN 103954742 A 6 5/6 页 7 0051 =152.6exp(-0.05581t)+29.08exp(-0.01254t) (4) 0052 步骤 2 ：利用插值计算，求出同一温度下，柴油体积分数从 0% 11% 的机油黏度值，柴油体积分数升高一个百分点计算一个黏度值，得到黏温曲线如图 6 所示。从上至下，柴油体积分数分别为 0%， 1%， 2%,11%。 0053 步骤 3 ：由于不同型号不同批次的新机油黏温特性存在差异，因此，图 6 中的样本曲线只能客观反映本次试验用机油的动力黏度变化情况。为了能够判断不同机油的动力黏度受柴油影。

26、响的情况，消除初始黏度不同带来的影响，选取动力黏度相对于初始黏度的变化幅度作为衡量标准，记为 U 0054 0055 式中： 0 为新机油黏度值，为同一温度下被测机油黏度值。 0056 根据上式所规定的方法计算，得到含不同柴油体积分数的机油 U 值随温度变化曲线，如图 7 所示（从上到下柴油体积分数依次为 11% 到 1%）。定义温度、 U 值为输入变量，柴油体积分数为输出变量。 0057 步骤 4、本发明利用但不限于径向基函数 (Radial Basis Function， RBF) 进行柴油混入机油比例计算，根据 RBF 神经网络结构，选择不同柴油体积分数。

27、下的温度、黏度变化幅度作为输入变量，柴油体积分数作为输出变量。神经网络模型中的传递函数使用高斯函数，输出层使用线性函数。模型设置为 0058 net， tr newrd(P， T， 510-7， 1， 1000， 10) (6) 0059 式中： P 为构建网络所需要的输入向量； T 为样本输出向量； net 为生成的径向基网络； tr 为生成的训练记录。 0060 步骤三、本发明实施例提供了一种柴油机中柴油混入机油车载监测装置，如图 8 所示，本发明实施例提供车载监测装置包括：机油品质测量传感器 10，用于车载监测机油黏度；传感器器固定装置 20，用于。

28、机油箱内机油品质测量传感器的固定； CAN 转换 R232 串口 30，用于将机油品质测量传感器信号转换成主板可接受信号；嵌入式主板 40，用于数据处理和计算；存储卡50，用于数据存储及液晶显示60，用数据显示。具体所述传感器固定装置 20 包括：上盖 21，用于与机油箱密封连接；连接杆 22，用于上盖 21 与上筒 23 连接，并有数据线从杆内通过；上筒 23 与下筒 24，用于传感器的固定与密封；下盖 25，用于传感器探头保护。 0061 如图 8-10 所示，根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置，包括：机油品质测。

29、量传感器 10、传感器器固定装置 20、嵌入式主板 40、 CAN 转换 R232 串口 30、存储卡 50 和液晶显示器 60。 0062 具体而言，机油品质测量传感器 10 用于监测柴油机的机油黏度；传感器器固定装置 20 与机油品质测量传感器 10 相连，并将机油品质测量传感器 10 固定在机油箱（未示出）内。嵌入式主板 40 用于数据处理和计算。CAN 转换 R232 串口 30 与机油品质测量传感器 10 相连，用于将机油品质测量传感器 10 的信号转换成嵌入式主板 40 可接受信号。存储卡 50 与嵌入式主板 40 相连，用于数据存储。液晶显示器 60 与。

30、嵌入式主板 40 相连，用于数据显示。说明书 CN 103954742 A 7 6/6 页 8 0063 根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置，充分考虑柴油混入机油后对机油动力黏度的影响以及其它因素混入机油对动力黏度的影响，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆车载监测的需要。并且根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，能够实现机油品质异常车载监测，准确确定机油更换时机，为柴油机润滑系统技术状况判断提供了准确手段，节省了维修资源，提高了车辆完好率。 0064 根据本发明的一个实施例，传感器固定装置 20 包括：上盖 2。

31、1、连接杆 22、上筒 23、下筒 24 和下盖 25。 0065 具体而言，上盖 21 与机油箱密封连接。连接杆 22 的上端与上盖 21 连接，连接杆 22 内设有数据线。上筒 23 和下筒 24 扣合，以将机油品质测量传感器 10 固定且密封在上筒 23 和下筒 24 内，上筒 23 的上端与连接杆 22 的下端连接。下盖 25 与下筒 24 的下端连接，用于保护机油品质测量传感器 10。 0066 在本说明书的描述中，参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 、“具体示例” 、或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、。

32、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。 0067 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。说明书 CN 103954742 A 8 1/4 页 9 图 1 图 2 说明书附图 CN 103954742 A 9 2/4 页 10 图 3 图 4 说明书附图 CN 103954742 A 10 3/4 页 11 图 5 图 6 说明书附图 CN 103954742 A 11 4/4 页 12 图 7 图 8 图 9 图 10 说明书附图 CN 103954742 A 12 。

摘要
申请专利号：	CN201410149088.3	申请日：	2014.04.14
公开号：	CN103954742A	公开日：	2014.07.30
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):G01N 33/30申请日:20140414\|\|\|公开
IPC分类号：	G01N33/30	主分类号：	G01N33/30
申请人：	中国人民解放军装甲兵工程学院
发明人：	王宪成; 和穆; 张晶; 姜力; 付礼程; 张志远
地址：	100072 北京市丰台区杜家坎21号
优先权：
专利代理机构：	北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201	代理人：	张大威
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内容摘要

本发明公开了一种柴油机中柴油混入机油测量装置及测量方法。测量方法包括：步骤1：进行柴油混入机油配比试验，其中测量机油动力黏度和机油温度；步骤2：基于柴油混入机油配比试验结果，建立柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式；步骤3：检测车载的柴油机的机油动力黏度和机油温度；步骤4：基于关系表达式和检测的机油动力黏度和机油温度计算柴油混入机油的比例，并将计算的比例与预定的比例阈值进行比较，以判断柴油混入机油的比例是否超过比例阈值的上限。根据本发明的柴油机中柴油混入机油测量方法，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆车载监测的需要。

权利要求书

权利要求书
1.  一种柴油机中柴油混入机油测量方法，其特征在于，包括：
步骤1：进行柴油混入机油配比试验，其中测量机油动力黏度和机油温度；
步骤2：基于柴油混入机油配比试验结果，建立柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式；
步骤3：检测车载的柴油机的机油动力黏度和机油温度；
步骤4：基于所述关系表达式和检测的机油动力黏度和机油温度计算柴油混入机油的比例，并将计算的比例与预定的比例阈值进行比较，以判断柴油混入机油的比例是否超过所述比例阈值的上限。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2中：柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式中的机油动力粘度为动力黏度相对于机油初始黏度的变化幅度U，
U=Δμμ0=μ-μ0μ0]]>
式中：μ0为机油初始黏度，μ为同一温度下测量得到的机油黏度值。

3.  如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当柴油混入机油的比例超过所述比例阈值的上限时发出报警。

4.  一种柴油机中柴油混入机油测量装置，其特征在于，包括：
机油品质测量传感器（10），所述机油品质测量传感器(10)用于监测柴油机的机油黏度；
传感器器固定装置（20），所述传感器器固定装置（20）与所述机油品质测量传感器（10）相连，并将所述机油品质测量传感器（10）固定在机油箱内；
嵌入式主板（40），用于数据处理和计算；
CAN转换R232串口（30），所述CAN转换R232串口（30）与所述机油品质测量传感器（10）相连，用于将机油品质测量传感器（10）的信号转换成所述嵌入式主板（40）可接受信号；
存储卡（50），所述存储卡（50）与所述嵌入式主板相连，用于数据存储；和
液晶显示器（60），所述液晶显示器（60）与所述嵌入式主板（40）相连，用于数据显示。

5.  根据权利要求4所述的柴油机中柴油混入机油测量装置，其特征在于，所述传感器固定装置（20）包括：
上盖（21），所述上盖（21）与机油箱密封连接；
连接杆（22），所述连接杆（22）的上端与所述上盖连接，所述连接杆内设有数据线；
上筒（23）和下筒（24），所述上筒（23）和所述下筒（24）扣合，以将所述机油品质测量传感器（10）固定且密封在所述上筒（23）和所述下筒（24）内，所述上筒（23）的上端与所述连接杆（22）的下端连接；和
下盖（25），所述下盖（25）与所述下筒（24）的下端连接，用于保护所述机油品质测量传感器（10）。

说明书

说明书柴油机中柴油混入机油测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及柴油机领域，具体而言，特别涉及一种柴油机中柴油混入机油测量装置及测量方法。
背景技术
在柴油机工作过程中，如果有柴油混入到机油，会造成机油黏度下降。若继续使用会加剧发动机磨损，缩短其使用寿命，影响柴油机的正常工作。目前，柴油混入机油判断主要采用观察机油黏度、油位高度变化等方法，该方法只能定性分析，无法实现精确判断；而传统的柴油混入机油比例的测量主要使用离线式的油液分析仪，该方法费用高，耗时长，无法实现车载监测。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例的柴油机中柴油混入机油测量方法。
本发明的另一目的在于提出一种柴油机中柴油混入机油测量装置。
根据本发明实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，包括：步骤1：进行柴油混入机油配比试验，其中测量机油动力黏度和机油温度；步骤2：基于柴油混入机油配比试验结果，建立柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式；步骤3：检测车载的柴油机的机油动力黏度和机油温度；步骤4：基于所述关系表达式和检测的机油动力黏度和机油温度计算柴油混入机油的比例，并将计算的比例与预定的比例阈值进行比较，以判断柴油混入机油的比例是否超过所述比例阈值的上限。
根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，充分考虑柴油混入机油后对机油动力黏度的影响以及其它因素混入机油对动力黏度的影响，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆车载监测的需要。并且根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，能够实现机油品质异常车载监测，准确确定机油更换时机，为柴油机润滑系统技术状况判断提供了准确手段，节省了维修资源，提高了车辆完好率。
另外，根据本发明上述实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，在步骤2中：柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式中的机油动力粘度为动力黏度相对于机油初始黏度的变化幅度U，
U=Δμμ0=μ-μ0μ0]]>
式中：μ0为机油初始黏度，μ为同一温度下测量得到的机油黏度值。
根据本发明的一个实施例，当柴油混入机油的比例超过所述比例阈值的上限时发出报警。
根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置，包括：机油品质测量传感器，所述机油品质测量传感器用于监测柴油机的机油黏度；传感器器固定装置，所述传感器器固定装置与所述机油品质测量传感器相连，并将所述机油品质测量传感器固定在机油箱内；嵌入式主板，用于数据处理和计算；CAN转换R232串口，所述CAN转换R232串口与所述机油品质测量传感器相连，用于将机油品质测量传感器的信号转换成所述嵌入式主板可接受信号；存储卡，所述存储卡与所述嵌入式主板相连，用于数据存储；和液晶显示器，所述液晶显示器与所述嵌入式主板相连，用于数据显示。
根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置，充分考虑柴油混入机油后对机油动力黏度的影响以及其它因素混入机油对动力黏度的影响，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆车载监测的需要。并且根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，能够实现机油品质异常车载监测，准确确定机油更换时机，为柴油机润滑系统技术状况判断提供了准确手段，节省了维修资源，提高了车辆完好率。
另外，根据本发明上述实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述传感器固定装置包括：上盖，所述上盖与机油箱密封连接；连接杆，所述连接杆的上端与所述上盖连接，所述连接杆内设有数据线；上筒和下筒，所述上筒和所述下筒扣合，以将所述机油品质测量传感器固定且密封在所述上筒和所述下筒内，所述上筒的上端与所述连接杆的下端连接；和下盖，所述下盖与所述下筒的下端连接，用于保护所述机油品质测量传感器。
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
图1是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的柴油混入配比试验中机油动力粘度变化示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的冷却水混入配比试验中机油动力粘度变化示意图；
图4是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的烟炱混入配比试验中机油动力粘度变化示意图；
图5是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的机油黏温特性拟合曲线示意图；
图6是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的不同柴油体积分数的机油动力黏度随温度变化曲线示意图；
图7是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法的不同柴油体积分数的机油U值随温度变化曲线示意图；
图8是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置的结构示意图；
图9是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置的机油品质测量传感器结构示意图；
图10是根据本发明的一个实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置的机油品质测量传感器立体分解示意图。
附图标记：
10-机油品质测量传感器；20-传感器器固定装置；21-上盖；22-连接杆；23-上筒；24-下筒；25-下盖；30-CAN转换R232串口；40-嵌入式主板；50-存储卡；60-液晶显示。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，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”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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。
如图1-7所示，根据本发明实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，包括：步骤1：进行柴油混入机油配比试验，其中测量机油动力黏度和机油温度；步骤2：基于柴油混入机油配比试验结果，建立柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式；步骤3：检测车载的柴油机的机油动力黏度和机油温度；步骤4：基于所述关系表达式和检测的机油动力黏度和机油温度计算柴油混入机油的比例，并将计算的比例与预定的比例阈值进行比较，以判断柴油混入机油的比例是否超过所述比例阈值的上限。
根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，充分考虑柴油混入机油后对机油动力黏度的影响以及其它因素混入机油对动力黏度的影响，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆车载监测的需要。并且根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，能够实现机油品质异常车载监测，准确确定机油更换时机，为柴油机润滑系统技术状况判断提供了准确手段，节省了维修资源，提高了车辆完好率。
根据本发明的一个实施例，在步骤2中：柴油混入机油的比例与机油动力黏度和机油温度之间的关系表达式中的机油动力粘度为动力黏度相对于机油初始黏度的变化幅度U，
U=Δμμ0=μ-μ0μ0]]>
式中：μ0为机油初始黏度，μ为同一温度下测量得到的机油黏度值。
根据本发明的一个实施例，当柴油混入机油的比例超过所述比例阈值的上限时发出报警。
本发明实施例提供了一种柴油机中柴油混入机油测量方法，如图1所示，具体包括下列步骤：
步骤一：进行柴油混入机油配比试验；在配比试验中，测量机油动力黏度、机油温度。
根据机油使用标准，当机油标准运动黏度（100℃时的运动黏度）变化量大于新机油标准运动黏度的25%时应当更换机油，根据经验值计算出此时混入柴油为10%左右。因此设计4组混合油液样本，油液体积均为1600mL。按照等差原则，1～4号油液样本中柴油体积分数分别为0%、5%、8%、11%。试验时将混合油液加热到110℃后自然冷却到50℃，冷却过程中利用传感器测量其油液参数。试验用机油为CD10W/40新机油，柴油为-10#柴油（在20℃时动力黏度为2.94mPa·s，介电常数为2.1，密度为0.84g·cm-3）。
表1定量试验方案

具体试验结果如图2所示。图中，随着柴油混入比例的升高，机油动力黏度呈现不断下降的趋势。
步骤二：基于柴油混入机油配比试验，建立柴油混入机油比例与机油动力黏度、机油温度关系表达式；具体步骤包括：
步骤1：根据柴油混入配比试验数据，利用指数函数拟合出含不同柴油体积分数的机油动力黏度μ与温度t的函数关系即黏温特性曲线，如图5所示。拟合曲线相关系数都非常接近于1。各条黏温特性曲线方程如下式（1）～（4）所示，相关系数分别为0.9989、0.9994、0.9997、0.9994。柴油体积分数依次为0%、5%、8%、11%。
μ=352.4exp(-0.06963t)+52.77exp(-0.01429t)          (1)
μ=312.1exp(-0.06734t)+39.09exp(-0.01321t)          (2)
μ=120.6exp(-0.03814t)+11.46exp(-0.00485t)          (3)
μ=152.6exp(-0.05581t)+29.08exp(-0.01254t)          (4)
步骤2：利用插值计算，求出同一温度下，柴油体积分数从0%～11%的机油黏度值，柴油体积分数升高一个百分点计算一个黏度值，得到黏温曲线如图6所示。从上至下，柴油体积分数分别为0%，1%，2%,…,11%。
步骤3：由于不同型号不同批次的新机油黏温特性存在差异，因此，图6中的样本曲线只能客观反映本次试验用机油的动力黏度变化情况。为了能够判断不同机油的动力黏度受柴油影响的情况，消除初始黏度不同带来的影响，选取动力黏度相对于初始黏度的变化幅度作为衡量标准，记为U
U=Δμμ0=μ-μ0μ0---(5)]]>
式中：μ0为新机油黏度值，μ为同一温度下被测机油黏度值。
根据上式所规定的方法计算，得到含不同柴油体积分数的机油U值随温度变化曲线，如图7所示（从上到下柴油体积分数依次为11%到1%）。定义温度、U值为输入变量，柴油体积分数为输出变量。
步骤4、本发明利用但不限于径向基函数(Radial Basis Function，RBF)进行柴油混入机油比例计算，根据RBF神经网络结构，选择不同柴油体积分数下的温度、黏度变化幅度作为输入变量，柴油体积分数作为输出变量。神经网络模型中的传递函数使用高斯函数，输出层使用线性函数。模型设置为
[net，tr]＝newrd(P，T，5×10-7，1，1000，10)          (6)
式中：P为构建网络所需要的输入向量；T为样本输出向量；net为生成的径向基网络；tr为生成的训练记录。
步骤三、本发明实施例提供了一种柴油机中柴油混入机油车载监测装置，如图8所示，本发明实施例提供车载监测装置包括：机油品质测量传感器10，用于车载监测机油黏度；传感器器固定装置20，用于机油箱内机油品质测量传感器的固定；CAN转换R232串口30，用于将机油品质测量传感器信号转换成主板可接受信号；嵌入式主板40，用于数据处理和计算；存储卡50，用于数据存储及液晶显示60，用数据显示。具体所述传感器固定装置20包括：上盖21，用于与机油箱密封连接；连接杆22，用于上盖21与上筒23连接，并有数据线从杆内通过；上筒23与下筒24，用于传感器的固定与密封；下盖25，用于传感器探头保护。
如图8-10所示，根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置，包括：机油品质测量传感器10、传感器器固定装置20、嵌入式主板40、CAN转换R232串口30、存储卡50和液晶显示器60。
具体而言，机油品质测量传感器10用于监测柴油机的机油黏度；传感器器固定装置20与机油品质测量传感器10相连，并将机油品质测量传感器10固定在机油箱（未示出）内。嵌入式主板40用于数据处理和计算。CAN转换R232串口30与机油品质测量传感器10相连，用于将机油品质测量传感器10的信号转换成嵌入式主板40可接受信号。存储卡50与嵌入式主板40相连，用于数据存储。液晶显示器60与嵌入式主板40相连，用于数据显示。
根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量装置，充分考虑柴油混入机油后对机油动力黏度的影响以及其它因素混入机油对动力黏度的影响，可以准确测量柴油机中柴油混入机油比例，有利用于满足车辆车载监测的需要。并且根据本发明的实施例的柴油机中柴油混入机油测量方法，能够实现机油品质异常车载监测，准确确定机油更换时机，为柴油机润滑系统技术状况判断提供了准确手段，节省了维修资源，提高了车辆完好率。
根据本发明的一个实施例，传感器固定装置20包括：上盖21、连接杆22、上筒23、下筒24和下盖25。
具体而言，上盖21与机油箱密封连接。连接杆22的上端与上盖21连接，连接杆22内设有数据线。上筒23和下筒24扣合，以将机油品质测量传感器10固定且密封在上筒23和下筒24内，上筒23的上端与连接杆22的下端连接。下盖25与下筒24的下端连接，用于保护机油品质测量传感器10。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。