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油中ボイド率の瞬時測定システムの開発


1. 背景・動機

 @潤滑油中に過度な気泡が存在することで発生する問題






1.軸受摺動面の潤滑不良 → 軸受損傷の原因となる

2.冷却能力低下

  ∵ 気泡の存在 → 熱伝達係数低下
     気泡が圧縮されると温度が上昇する

3.油圧式ラッシュアジャスタの異常挙動
  ∵ 油圧効率低下

4.エンジン油の劣化促進


 A油中気泡


         エンジンの高性能化,小型化
            → エンジン油の循環サイクル 早くなる
                  油中気泡が十分に消泡されない可能性 増

         油中への気泡混入が少ないエンジン設計のためどこで気泡が混入するか
         混入する気泡量
を把握することが重要


 B今回の提案


小型,簡便な油中ボイド率測定システムを提案

エンジン油をサンプリング,封止
封入したエンジン油を温度一定に保ったまま圧縮
圧力と体積変化量の関係からボイド率を求める
   →P-V法


          


2.原理

圧力 P と体積変化量ΔV の積の関係






初期状態の溶解空気の体積割合も推定可能





3.システム概要


エンジン油中ボイド率測定システム構成イメージ




4.原理確認試験

試験方法


試験条件 初期圧力: 大気圧
温度: 室温、油温ともに25℃
校正線用設定ボイド率: 24.9%、19.8%、16.2%、9.4%、3.9%
確認用サンプルボイド率: 21.6%、18.3%、13.8%、9.3%、5.9%



結果(圧力項の係数を用いた場合)






設定ボイド率と測定したボイド率との差(平均値での比較): 10-3のオーダー
同一サンプルにおける測定値の標準偏差(各条件の試行回数 12): 0.002 〜 0.005

5.まとめ

 
1.簡単な原理で高精度に油中ボイド率を測定できる可能性があるシステムを提案
  サンプルした気泡入エンジン油を温度一定に保ちながら圧縮.その間の圧力と体積変
  化量からボイド率を導出する

2.提案する測定システムの校正線は,単純にボイド率の一次式になる

3.提案する測定原理では,サンプル油の初期状態におけるボイド率のみではなく,溶解
  空気の体積割合も推定可能

4.性能確認用の装置単体で理論式と実験結果を比較,よく一致することが確かめられた


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