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Monitoramento da condição do óleo do motor em tempo real

Introdução

Uma das maiores áreas de inovação e P&D na indústria automobilística é o monitoramento da condição do óleo do motor. O rápido desenvolvimento de sistemas de monitoramento da condição do óleo do motor ocorreu para determinar o nível de degradação do lubrificante do motor na redução da perda de potência desnecessária e custos de manutenção. Existe uma necessidade crítica de determinar a qualidade do óleo sob demanda e fornecer informações complementares sobre a condição do óleo. Existem vários benefícios motivacionais de custos, perspectivas ambientais e logísticas para melhorar os meios de monitoramento de lubrificantes e torná-los extremamente confiáveis.

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Aplicativo

Lubrificantes de motor são fluidos complexos e altamente projetados que executam uma variedade de trabalhos de proteção e funcionais - fornecem filme hidrodinâmico entre os componentes móveis, incluindo distribuição de calor, suspensão de contaminantes, neutralização de ácido e prevenção de corrosão e assim por diante. O óleo lubrificante em motores IC é exposto a várias tensões, dependendo da qualidade do combustível, das condições ambientais e dos parâmetros operacionais que alteram suas propriedades físicas e químicas e, por fim, se degradam. Para evitar uma falha do motor, o óleo deve ser trocado antes que perca suas propriedades protetoras. Ao mesmo tempo, uma troca de óleo desnecessária é indesejada por razões ambientais e econômicas. Para programar o intervalo de troca de óleo de maneira ideal, a condição física e química real do óleo precisa ser monitorada. A condição do óleo do motor fornece informações sobre o estado real do motor e, portanto, apóia a detecção precoce de possíveis falhas do motor.

A viscosidade é considerada um dos parâmetros mais importantes para as propriedades de lubrificação do óleo e sua inclusão nos sistemas de monitoramento on-line tem sido recomendada por diversos estudos. Normalmente, a deterioração química do óleo (por exemplo, devido à oxidação) está associada a um aumento da viscosidade, enquanto o desgaste mecânico (“quebra” das moléculas da cadeia orgânica) e a diluição do combustível levam a uma diminuição da viscosidade. Portanto, o conhecimento da viscosidade em tempo real fornece um benefício significativo para medir o envelhecimento do óleo, a entrada de contaminantes durante as operações comerciais e evitar falhas mecânicas incipientes devido à perda das propriedades de lubrificação do óleo.

Desafios com as técnicas tradicionais de monitoramento de óleo

Na prática comum, o óleo do motor é trocado em um intervalo de tempo ou quilometragem constante, de acordo com a recomendação dos fabricantes de óleo lubrificante ou OEMs. Esse método de troca de óleo não se baseia na condição real do óleo do motor específico e pode ser substituído antes de atingir o final de sua vida útil ou após a sua vida útil ser excedida. Isso não é econômico, pois será um desperdício e também deteriorará o motor.

Em algumas técnicas de monitoramento de lubrificantes, tais intervalos flexíveis de troca de óleo são determinados monitorando continuamente as características do motor e os parâmetros de direção (como, por exemplo, distância percorrida, velocidade e temperatura do óleo). O intervalo adequado de drenagem de óleo é então estimado por algoritmos correspondentes que processam esses parâmetros. Esses algoritmos são desenvolvidos empiricamente por meio de extensos estudos de campo. Os algoritmos usam basicamente esses parâmetros para estimar a condição do óleo de forma indireta. Essas técnicas não monitoram as propriedades físicas do lubrificante diretamente, portanto, problemas críticos como a contaminação do combustível podem ser negligenciados. A contaminação excessiva do lubrificante pode levar a mudanças dramáticas nas propriedades do lubrificante, impedindo que o lubrificante execute suas funções necessárias. No entanto, idealmente, a avaliação da condição do óleo deve ser baseada exclusivamente em parâmetros medidos diretamente no próprio óleo.

Os viscosímetros mecânicos e eletromecânicos convencionais projetados principalmente para medições em laboratório são difíceis de integrar no ambiente de controle e monitoramento. A metodologia atual de testes em laboratórios externos não é ótima e cara devido aos desafios logísticos de remessa e altos custos fixos. As mudanças complexas que ocorrem dentro de um motor ou compressor geralmente não podem ser determinadas a partir de uma amostra de óleo de rotina, porque os dados representados por essa amostra simplesmente refletem um instantâneo da condição do óleo no momento em que a amostra é coletada e a instrumentação convencional pode ser afetada por taxa de cisalhamento, temperatura e outras variáveis.

Por que o monitoramento da viscosidade do óleo do motor em tempo real é importante?

Existem vários benefícios motivacionais das perspectivas de custo, ambientais e logísticas para o monitoramento on-line da viscosidade do óleo do motor em tempo real. Os principais pontos são os seguintes:

Vantagens econômicas: A maioria das amostras de óleo analisadas em laboratórios externos é considerada normal. O monitoramento on-line da condição do óleo do motor / lubrificantes em tempo real produz intervalos de drenagem de óleo aumentados, adaptados ao estado real do óleo do motor, resultando em economia de custos.

Vantagens logísticas: A análise de viscosidade do óleo on-line reduziria o número de amostras enviadas para laboratórios externos e os custos envolvidos. Os resultados contínuos das condições do óleo nas análises no local também reduziriam a mão-de-obra / custos de remessa e o erro de amostragem.

Tempos de resposta mais rápidos: A análise de viscosidade do óleo no local reduziria / eliminaria o atraso entre a amostragem e a resposta do laboratório.

Informação precisa: O verdadeiro valor da tendência de dados em tempo real é que ela fornece uma janela para as tensões transitórias em um sistema de lubrificação, à medida que uma máquina passa por vários ciclos operacionais e de serviço. As técnicas de monitoramento de viscosidade em tempo real quantificam as alterações nas propriedades físicas do lubrificante e fornecem uma leitura mais precisa da condição do óleo, reduzindo assim o consumo de óleo e fornecendo os meios para diagnosticar a falha do componente.

Falhas reduzidas e melhores operações: O conhecimento da viscosidade em tempo real fornece benefícios significativos para medir o envelhecimento do óleo, a entrada de contaminantes durante as operações comerciais e evitar falhas mecânicas incipientes devido à perda das propriedades de lubrificação do óleo. Alterações transitórias devido à combustão do combustível ou à interação do refrigerante, conforme as condições de carga e ambientais mudam, podem ser capturadas, permitindo que os dados de viscosidade do óleo sejam avaliados ao longo de sua vida útil operacional.

Meio Ambiente: A utilização de óleo pode ser maximizada através de sistemas de monitoramento on-line, resultando em redução de desperdício, o que é bom para o meio ambiente.

Otimize o design do mecanismo:

  • Comparado à abordagem indireta do uso dos referidos parâmetros para estimar a condição do óleo, implementando algoritmos, o monitoramento da viscosidade do óleo do motor em tempo real produziria uma imagem física verdadeira da condição do óleo, permitindo a detecção de possíveis falhas de aproximação do motor ou estados anormais. Isso permitiria avaliar a condição do óleo apenas com base nas propriedades físicas do próprio óleo.
  • Com o monitoramento da viscosidade em tempo real, os efeitos do projeto do motor na viscosidade do óleo podem ser medidos diretamente, fornecendo mais dados aos projetistas de motores e fabricantes de lubrificantes.
  • O projeto do sistema de combustível para motores a diesel e gasolina também pode se beneficiar muito com a medição da viscosidade do óleo do motor. Alguns dos parâmetros mais importantes de economia de combustível são difíceis e caros de medir. No entanto, a diluição de combustível e a formação de subprodutos de combustão podem ser facilmente observadas pelo monitoramento de mudanças na viscosidade do óleo em tempo real.
  • O monitoramento da condição do óleo em tempo real pode quantificar como as propriedades do lubrificante mudam com o tempo de operação do motor, os níveis de contaminação e identificar as possíveis causas de quaisquer alterações detectadas nas propriedades do óleo.

Soluções da Reheonics

A medição automatizada e em tempo real da viscosidade em linha é fundamental para o monitoramento da condição do óleo. A Rheonics oferece as seguintes soluções, baseadas em um ressonador de torção balanceado, para controle e otimização do processo no monitoramento da condição do óleo do motor em tempo real:

  1. Na linha Viscosidade medições: Rheonics ' SRV é um dispositivo de medição de viscosidade em linha de ampla faixa com medição de temperatura de fluido incorporada e é capaz de detectar alterações de viscosidade em qualquer fluxo de processo em tempo real.
  2. Na linha Viscosidade e Densidade medições: Rheonics ' SRD é um instrumento de medição de densidade e viscosidade simultâneo em linha com medição de temperatura de fluido embutida. Se a medição de densidade for importante para suas operações, o SRD é o melhor sensor para atender às suas necessidades, com recursos operacionais semelhantes ao SRV, além de medições precisas de densidade.

 

A medição automatizada de viscosidade em linha através de SRV ou SRD elimina as variações nas técnicas de coleta de amostras e de laboratório que são usadas para medição de viscosidade pelos métodos tradicionais. O sensor está localizado em linha, de modo a medir continuamente a viscosidade do lubrificante (e a densidade no caso de SRD). O uso de um SRV / SRD no monitoramento da condição do óleo em tempo real pode melhorar a produtividade e aumentar as margens de lucro. Ambos os sensores possuem um formato compacto para instalação simples de OEM e de adaptação. Eles não requerem manutenção ou reconfigurações. Ambos os sensores oferecem resultados precisos e repetíveis, não importa como ou onde estão montados, sem a necessidade de câmaras especiais, vedações de borracha ou proteção mecânica. Sem consumíveis, o SRV e o SRD são extremamente fáceis de operar.

Formato compacto, sem partes móveis e sem necessidade de manutenção

O SRV e o SRD da Rheonics têm um fator de forma muito pequeno para instalação simples de OEM e de adaptação. Eles permitem fácil integração em qualquer fluxo de processo. Eles são fáceis de limpar e não requerem manutenção ou reconfigurações. Eles têm um tamanho reduzido, permitindo a instalação em linha em qualquer linha de processo, evitando qualquer necessidade de espaço ou adaptador adicional.

Alta estabilidade e insensível às condições de montagem: Qualquer configuração possível

O Rheonics SRV e SRD usa um ressonador coaxial patenteado exclusivo, no qual duas extremidades dos sensores giram em direções opostas, cancelando os torques de reação em sua montagem e, portanto, tornando-os completamente insensíveis às condições de montagem e taxas de fluxo de tinta. Esses sensores podem lidar facilmente com a realocação regular. O elemento sensor fica diretamente no fluido, sem carcaça ou gaiola de proteção especial.

Leituras instantâneas precisas sobre as condições do óleo - Visão geral do sistema completo e controle preditivo

O software da Rheonics é poderoso, intuitivo e conveniente de usar. A viscosidade da tinta em tempo real pode ser monitorada em um computador. Vários sensores são gerenciados a partir de um único painel espalhado pelo chão de fábrica. Nenhum efeito da pulsação da pressão do bombeamento na operação do sensor ou na precisão da medição. Não é afetado por choque, vibrações ou condições de fluxo.

Fácil instalação e sem reconfigurações / recalibrações necessárias

Substitua os sensores sem substituir ou reprogramar eletrônicos, substituições imediatas para sensores e eletrônicos sem quaisquer atualizações de firmware ou alterações de coeficiente de calibração. Montagem fácil. Parafusos na rosca NPT de ¾ ”na conexão da linha de tinta. Sem câmaras, retentores ou juntas. Facilmente removido para limpeza ou inspeção. SRV disponível com conexão de flange e tri-grampo para fácil montagem e desmontagem.

Baixo consumo de energia

Fonte de alimentação CC 24V com consumo de corrente inferior a 0.1 A durante a operação normal

Tempo de resposta rápido e viscosidade compensada pela temperatura

Eletrônicos robustos e ultrarrápidos, combinados com modelos computacionais abrangentes, tornam os dispositivos Rheonics um dos mais rápidos e precisos do setor. SRV e SRD fornecem medições em tempo real e precisas de viscosidade (e densidade para SRD) a cada segundo e não são afetadas pelas variações de vazão!

Ampla capacidade operacional

Os instrumentos da Rheonics são construídos para fazer medições nas condições mais desafiadoras. A SRV possui a maior faixa operacional do mercado para viscosímetro de processo em linha:

  • Faixa de pressão de até 5000 psi
  • Faixa de temperatura de -40 a 200 ° C
  • Faixa de viscosidade: 0.5 cP até 50,000 cP

SRD: instrumento único, função tripla - Viscosidade, temperatura e densidade

O SRD da Rheonics é um produto exclusivo que substitui três instrumentos diferentes para medições de viscosidade, densidade e temperatura. Ele elimina a dificuldade de co-localizar três instrumentos diferentes e oferece medições extremamente precisas e repetíveis nas condições mais adversas.

Obtenha informações precisas sobre a qualidade do óleo através de medições diretas, reduza custos e melhore a produtividade

Integre um SRV / SRD na linha de processo para agendar os intervalos de troca de óleo da melhor maneira e obter economias de custo significativas. Em comparação com a abordagem indireta do uso de algoritmos para prever o estado real, as medições da viscosidade do óleo renderiam uma imagem física real da condição do óleo, permitindo a detecção de possíveis falhas de aproximação do motor ou estados anormais. E no final de tudo, contribui para um resultado final melhor e um ambiente melhor!

Design e tecnologia superiores do sensor

Os sofisticados e eletrônicos patenteados da geração 3rd controlam esses sensores e avaliam sua resposta. SRV e SRD estão disponíveis com conexões de processo padrão do setor, como o Tri-clamp ¾ ”NPT e 1”, permitindo que os operadores substituam um sensor de temperatura existente em sua linha de processo pelo SRV / SRD, fornecendo informações de fluido de processo altamente valiosas e acionáveis, como viscosidade, além de uma medição precisa de temperatura usando um Pt1000 incorporado (DIN EN 60751 Classe AA, A, B disponível).

Eletrônica construída para atender às suas necessidades

Disponível em uma caixa de transmissor à prova de explosão e em uma montagem em trilho DIN de fator de forma pequeno, os componentes eletrônicos do sensor permitem fácil integração em tubulações de processo e dentro de gabinetes de máquinas.

 

Fácil de integrar

Vários métodos de comunicação analógica e digital implementados nos componentes eletrônicos dos sensores tornam a conexão ao PLC industrial e sistemas de controle simples e diretos.

 

Conformidade ATEX e IECEx

A Rheonics oferece sensores intrinsecamente seguros certificados pela ATEX e IECEx para uso em ambientes perigosos. Esses sensores cumprem os requisitos essenciais de saúde e segurança relacionados ao design e construção de equipamentos e sistemas de proteção destinados ao uso em atmosferas potencialmente explosivas.

As certificações intrinsecamente seguras e à prova de explosão realizadas pela Rheonics também permitem a personalização de um sensor existente, permitindo que nossos clientes evitem o tempo e os custos associados à identificação e teste de uma alternativa. Podem ser fornecidos sensores personalizados para aplicações que exigem uma unidade até milhares de unidades; com lead-times de semanas versus meses.

Rheonics SRV & SRD são certificados ATEX e IECEx.

Certificado ATEX (2014 / 34 / EU)

Os sensores intrinsecamente seguros com certificação ATEX da Rheonics estão em conformidade com a Diretiva ATEX 2014/34 / EU e são certificados para segurança intrínseca para Ex ia. A diretiva ATEX especifica os requisitos mínimos e essenciais relacionados à saúde e segurança para proteger os trabalhadores empregados em ambientes perigosos.

Os sensores com certificação ATEX da Rheonics são reconhecidos para uso na Europa e internacionalmente. Todas as peças certificadas ATEX são marcadas com “CE” para indicar conformidade.

Certificado IECEx

Os sensores intrinsecamente seguros da Rheonics são certificados pela IECEx, a Comissão Eletrotécnica Internacional para certificação de padrões relacionados a equipamentos para uso em atmosferas explosivas.

Esta é uma certificação internacional que garante a conformidade de segurança para uso em áreas classificadas. Os sensores Rheonics são certificados para Segurança Intrínseca ao Ex i.

Implementação

Instale diretamente o sensor no fluxo do processo para realizar medições de viscosidade e densidade em tempo real. Nenhuma linha de desvio é necessária: o sensor pode ser imerso em linha, a vazão e as vibrações não afetam a estabilidade e a precisão da medição. Otimize o processo de tomada de decisão, fornecendo testes repetidos, consecutivos e consistentes no fluido.

Seleção de Instrumentos Rheonics

A Rheonics projeta, fabrica e comercializa sistemas inovadores de detecção e monitoramento de fluidos. Fabricados com precisão na Suíça, os viscosímetros em linha da Rheonics têm a sensibilidade exigida pelo aplicativo e a confiabilidade necessária para sobreviver em um ambiente operacional hostil. Resultados estáveis ​​- mesmo sob condições adversas de fluxo. Nenhum efeito de queda de pressão ou vazão. É igualmente adequado para medições de controle de qualidade em laboratório.

Produto (s) sugerido (s) para o aplicativo

• Ampla faixa de viscosidade - monitore o processo completo
• Medições repetíveis em fluidos newtonianos e não newtonianos, fluidos monofásicos e multifásicos
• Toda a construção metálica (aço inoxidável 316L)
• Medição de temperatura de fluido incorporada
• Formato compacto para instalação simples em linhas de processo existentes
• Fácil de limpar, sem necessidade de manutenção ou reconfigurações

• Instrumento único para medição de densidade, viscosidade e temperatura do processo
• Medições repetíveis em fluidos newtonianos e não newtonianos, fluidos monofásicos e multifásicos
• Toda a construção metálica (aço inoxidável 316L)
• Medição de temperatura de fluido incorporada
• Formato compacto para instalação simples em tubos existentes
• Fácil de limpar, sem necessidade de manutenção ou reconfigurações

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