高效能引擎的油品分析
引擎測試與研發
#引擎製造 #引擎測試 #車隊 #實驗室
引擎製造商使用Spectro Scientific的油品分析儀器來協助進行新產品開發時的引擎測試、製造過程中的引擎試運轉，以及新潤滑劑的驗證。引擎類型包括：
– 汽油與柴油汽車引擎
– 卡車及其他高速柴油引擎
– 中速柴油引擎，例如用於火車、海洋及發電
– 用於海洋推進及發電的極大型低速柴油引擎
– 摩托車引擎
– 高性能賽車引擎
挑戰
引擎測試由於燃料使用、支援需求和人力成本，往往耗時且昂貴。因此，會採集油樣檢測異常磨損的情況，若發現異常磨損，則可提早終止測試。這樣的早期介入不僅節省時間和燃料，還能防止即將故障的引擎進一步受到二次損壞。
可靠性測試是新引擎開發的重要環節。工程師需要充分了解並記錄引擎在各種條件下的性能表現，才能考慮進行量產。油品分析是研究、開發和測試過程中不可或缺的一部分。
全面且即時的油品分析能提供有關引擎狀況和潤滑劑狀況的關鍵資訊。由於測試引擎上連接的內置油品偵測器功能有限，因此很難精確辨別引擎磨損數據或掌握潤滑油的完整狀況。
在測試間附近安裝最適合的油品分析儀器，可以即時獲取關鍵數據。選擇適合的油品分析儀器來收集這些數據並不如聽起來那麼簡單，因為操作環境具有挑戰性。在加速磨損測試期間，可能需要每10到15分鐘就進行一次油品分析報告。這給工程師留給的測試及結果分析時間非常有限，因此樣本的回報時間至關重要。
磨損
– 磨合期磨損 –
在新引擎的磨合期內，相較於正常運行狀況下，會產生更多較大的黏著（滑動）磨損顆粒。持續追蹤滑動磨損率有助於工程師了解引擎的磨合模式。
– 正常磨損 –
引擎在持續運行過程中會產生來自各種內部運動零件的細小摩擦磨損顆粒。元素分析是分析這些小型磨損顆粒的最佳方法，並能透過元素辨識追溯磨損來源。
化學特性
– 總酸值（TAN） –
TAN用於測量潤滑油的腐蝕潛力。若TAN值過高，油品會對機械部件產生腐蝕，這時應該更換油品。
– 總鹼值（TBN） –
TBN測量油樣中剩餘的酸中和添加劑的量。對於希望大幅延長油品使用壽命的人來說，TBN是非常有用的指標。使用過的油品TBN值可幫助使用者判斷油品中剩餘多少中和酸的添加劑。TBN讀數越低，表示油品中剩餘的活性添加劑越少。
– 黏度 –
潤滑油的主要功能是形成並維持兩個運動金屬表面之間的潤滑膜。確保黏度在推薦範圍內是進行潤滑油測試中最重要的測試之一。
– 氧化、硝化、硫化 –
在高溫下，潤滑油可能與大氣中的氧和氮，以及燃料中的硫發生反應，生成不良的副產物，這些副產物會影響油品黏度，並可能導致設備腐蝕或損壞。
污染物
– 燃油稀釋 –
燃油稀釋是指過多未燃燒的燃料混入引擎曲軸箱中的引擎油。通常是由於燃料的蒸氣壓低於潤滑劑所導致，這會使油品變稀，降低其黏度。油膜強度減弱，進而增加氣缸襯套和軸承的磨損。
– 煤灰 –
碳煙是柴油燃燒過程中的產物，通常會出現在引擎油中。碳煙會消耗油品中的添加劑，並在引擎的重要部位沉積。
– 乙二醇 –
乙二醇存在於引擎冷卻液中。如果在引擎油中發現乙二醇，通常表示引擎中有洩漏問題需要處理。
Portable Oil Analysis Kits
攜帶式油品分析套組
FluidScan 1000
總酸值(TAN)、總鹼值(TBN)、氧化、硝化、硫化等化學性質
MiniVisc 3000
運動黏度(40度C、100度C)
FerroCheck 2000
鐵粒子濃度
賽車車隊
#賽車 #方程式 #車隊 #引擎
大獎賽賽車採用最先進的高性能引擎，這些引擎在極高的轉速和溫度下運行。要保持這些極具價值的引擎能夠正常運行並保持競爭力，需要一支技術團隊仔細監控引擎和潤滑劑的狀況。為了支持這一點，基於油品分析的引擎狀況監測技術已經成為F1賽車隊廣泛使用的技術。
不僅賽車隊本身會攜帶Spectro Scientific儀器到比賽現場，設計、製造和測試賽車引擎的公司也都是Spectro Scientific的客戶。我們非常樂意繼續為現有客戶提供服務，同時協助新客戶滿足他們在油品分析儀器方面的需求。
挑戰
賽車隊最關心的問題是可能會損壞引擎的磨損碎屑。能夠識別這些碎屑的來源，有助於他們了解顆粒的生成位置。大多數頂級車隊使用光學發射光譜儀（Optical Emission Spectrometers）來分析油品中最多32種金屬。了解油品中存在哪些金屬及其濃度，可以讓他們追蹤引擎磨損和油品劣化等情況。
油品的黏度對高速引擎而言也是至關重要的元素。黏度的任何劣化都可能導致引擎故障。
磨損
– 顆粒組成 –
理解顆粒的元素組成有助於查明其來源。光學發射光譜法可提供使用者多達32種元素的元素信息，範圍從鋰（Li）到鈰（Ce）（依應用而異）。
化學特性
– 總鹼值（TBN） –
TBN測量油樣中剩餘的活性添加劑的量。對於希望大幅延長油品使用壽命的人來說，TBN是非常有用的指標。使用過的油品TBN值可幫助使用者判斷油品中剩餘多少中和酸的添加劑。TBN讀數越低，表示油品中剩餘的活性添加劑越少。
– 黏度 –
潤滑油的主要功能是形成並維持兩個運動金屬表面之間的潤滑膜。確保黏度在推薦範圍內是進行潤滑油測試中最重要的測試之一。
– 氧化、硝化、硫化 –
在高溫下，潤滑油可能與大氣中的氧和氮，以及燃料中的硫發生反應，生成不良的副產物，這些副產物會影響油品黏度，並可能導致設備腐蝕或損壞。
污染物
– 乙二醇 –
乙二醇存在於引擎冷卻液中。如果在引擎油中發現乙二醇，通常表示引擎中存在洩漏，導致冷卻液進入油系統。乙二醇會降低油品的保護性能，可能會對引擎部件造成嚴重損壞。
Portable Oil Analysis Kits
攜帶式油品分析套組
FluidScan 1000
總酸值(TAN)、總鹼值(TBN)、氧化、硝化、硫化等化學性質
MiniVisc 3000
運動黏度(40度C、100度C)
FerroCheck 2000
鐵粒子濃度
基於油品分析的機器狀況監測已成為交通運輸行業中重要甚至是必須的維護措施。一個有效的油品分析計劃能夠通過減少意外故障和昂貴的非計劃停機時間，保持火車、巴士以及其他需要潤滑的機械設備的運行。
挑戰
油品分析作為預測性監測(預知保養)的工具，最早是由美國鐵路行業用來監控機車健康狀況。1946年，丹佛與里奧格蘭德鐵路的研究實驗室透過使用過的油品中的磨損金屬分析，成功檢測出柴油引擎問題。光譜儀的開發使得檢測單一金屬元素（如銅和鐵）成為可能，這是他們成功的關鍵因素之一。這一做法很快就被鐵路行業廣泛接受並應用。
由於大型設備需承載重物，磨損成為預測性維護中需要監測的關鍵指標之一。磨損顆粒的突然增加通常預示著即將發生的故障。了解磨損顆粒的類型，如滑動磨損與疲勞磨損等，也有助於判斷顆粒的來源。
磨損
– 顆粒數量 –
顆粒數量較高或顆粒數量的快速增加可能預示著即將發生的故障。
– 顆粒組成 –
理解顆粒的元素組成有助於查明其來源。光學發射光譜法可提供使用者多達32種元素的元素信息，範圍從鋰（Li）到鈰（Ce）（依應用而異）。
– 顆粒類型 –
根據顆粒的大小、形狀和不透明度，可以判斷其是否來自切削磨損、滑動磨損、疲勞磨損、非金屬或纖維。這有助於操作人員判斷磨損碎屑的類型、磨損模式及內部機械部件的可能來源。
– 鐵質磨損 –
鐵質磨損測量是監測機器狀況的關鍵要求。高靈敏度磁力儀能測量並報告每毫升油樣中的鐵質含量（ppm/ml），並提供大顆粒鐵質顆粒的數量和大小分佈。
Portable Oil Analysis Kits
攜帶式油品分析套組
FluidScan 1000
總酸值(TAN)、總鹼值(TBN)、氧化、硝化、硫化等化學性質
MiniVisc 3000
運動黏度(40度C、100度C)
FerroCheck 2000
鐵粒子濃度