用来快速分析内燃机中的机油的检测介质

摘要

本发明涉及一种用来快速分析内燃机中的机油的检测介质，其拥有50.0至200.0g/m

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来快速分析内燃机中的机油的检测介质，还涉及一种应用按照本发明的检测介质来快速分析内燃机当前状态的方法。

背景技术

现如今，日常生活中的许多物体，如汽车、摩托车、挖掘机、轮船、剪草机，都通过内燃机驱动，其中，内燃机的状态通常会给物体的可用性甚至对于物体的价值带来决定性的影响。总的来说，准确推断内燃机的状态在原则上很难实现，因为实行推断大多需要对单个的单元进行分解或需要拆解内燃机并将之分解为单独的部件。

原理上也可以选择间接地对内燃机状态进行推断。另外还可以例如提取在内燃机中用过的机油样本并在合适的实验室中关于其组分进行化验。对产生的分析结果与初始置入的机油进行比较可以获得有关内燃机状态的富有价值的提示。这种方法具有极大的时间与费用消耗，因而在原则上对现实而言、例如在物体被转售的时候是不合适的。此外，规律地检验发动机状态可以及时获知发动机上的缺点或故障，在大多情况下，消除缺点要比新的发动机便宜。

因此需要一种简单的、快速并经济的方法用来推断内燃机的状态。

一开始，为了解决这一问题，Stratex公司提供了一种试纸“Colutest^”。其中，把待检的机油滴涂到由纸浆和棉花制成的检测片上并让其渗到纸里。利用这种方法可以实现将机油以色析法分离，借助分离可以识别机油中的杂质(碳黑、冷冻剂、燃料)以及机油的变化(机油的氧化)。这种检测的缺点是需要极长的、很多个小时的检测持续时间，最多达12甚至整整24小时，这对于实际中所要求的快速推断例如旧车的状态来说太长了。此外，对于柴油发动机来说，检测会经常产生不精细与不精确的结果。

发明内容

因此，鉴于现有技术，本发明的任务在于，公开一种更好并且更快的方案用来推断内燃机状态。

通过具有权利要求1全部特征的检测介质使得该任务以及其它的、虽然未在字面中提到、但是从这里讨论的相关内容中可以例如自然地或不可避免地产生的任务得到解决。按照本发明的检测介质的优选变型在建立在权利要求1基础之上的从属权利要求中得以描述。独立的方法权利要求对特别优选的用来快速分析内燃机中的机油的方法加以保护。在相关的方法权利要求中描述了按照本发明的方法的特别优选的实施例。

因此而得到一种检测介质，其拥有50.0％至200.0g/m²的单位面积重量，就检测介质的总重来说，其包含20.0重量％至98.0重量％的棉花浆、0.0重量％至30.0重量％的纤维素以及0.1重量％至50.0重量％的硅酸以及/或者至少一种硅酸盐，以一种非显而易见的方式获得一种能够用来快速分析内燃机中的机油的检测介质，这种检测介质可以相对较快且较简单地推断内燃机状态。

与此同时，按照本发明的方案还显出了其它下述优点：

-按照本发明的检测介质可以利用简单的方式和方法廉价并有技术含量地得到制造。

-按照本发明的检测介质可以在短时间内给出可以明确解释的关于机油状态的结果、并因此对发动机内部产生快速而清晰的认识，而不用像以前那样只能借助复杂并昂贵的实验室检测来实现。

-按照本发明的检测介质可以相对较为准确地分析待检机油的品质。机油的老化(粘度增加，氧化)以及机油的杂质、特别是由燃烧废物(碳黑)、燃料、冷却液(水，乙二醇)形成的杂质都能够以简单的方式与方法被检测到。利用这种方式可以让内燃机的缺点或故障显现出来并对其加以限制。

-通过借助按照本发明的检测介质对机油进行分析可以让使用者获得富有价值的提示以及关于当前存在的缺点的信息。

-通过借助按照本发明的检测介质对机油进行分析可以让使用者利用简单的方式和方法检验是否或者何时有必要进行机油更换，机油的更换通常是因为有了一定的使用时间或行驶里程。

-按照本发明的检测介质提供了一种简单并且同时又及其有效的方案以用来对内燃机的最佳效率及最佳燃烧进行检验。利用这种方法还可以使得由于过高的燃料消耗或增高的污染物排放所带来的对环境的不利影响得以避免。

-按照本发明的检测介质可以快速分析所有利用润滑物(机油)驱动的发动机并且尤其适合快速分析柴油发动机。

按照本发明的检测介质拥有范围从50.0至200.0g/m²的单位面积重量，优选从60.0至140.0g/m²的范围，尤其是从70.0至100.0g/m²的范围。

另外，就检测介质的总重来说，其包括20.0重量％至98.0重量％、优选45.0重量％至98.0重量％、更优选60.0重量％至98.0重量％、特别优选65.0重量％至98.0重量％、尤其优选70.0重量％至98.0重量％的棉花浆，0.0重量％至50.0重量％、优选0.0重量％至25.0重量％、更优选0.0重量％至10.0重量％、特别优选0.0重量％至5.0重量％、尤其优选0.0重量％的纤维素，以及0.1重量％至50.0重量％、优选0.5重量％至40.0重量％、更优选1.0重量％至35.0重量％、特别优选2.0重量％至30.0重量％、尤其优选5.0重量％至30.0重量％的硅酸和/或至少一种硅酸盐。

在一个特别优选的实施例中，就检测介质的总重而言，检测介质拥有至少0.1重量％的纤维素。

前面所述的组分对于其本身来说是已知的。棉花浆可以被理解为5000多年以来在热带至亚热带地区种植的、被归为蜀葵类作物的、开黄花的棉株(棉属物种)的可被纺织或不可被纺织的种子纤丝。

纤维素指的是纤维二糖的β-1.4-聚缩醛。在按照本发明特别优选的实施例中，纤维素是从木头中提取的用来造纸的原料。

按照本发明可以添加的硅酸盐包括盐与酯，特别是正硅酸[Si(OH)₄]盐(所谓的硅酸酯)与它的凝结产物，例如岛硅酸盐(岛状硅酸盐)、链硅酸盐(链状硅酸盐或条状硅酸盐)、页硅酸盐(页状硅酸盐或层状硅酸盐)以及网硅酸盐(格硅酸盐)。按照本发明特别适用的硅酸盐包括铝硅酸盐与钙硅酸盐。在应用优选占介质总重量5.0重量％至30.0重量％的高岭土、陶瓷土和/或Bullcaid(硅酸盐组分的附加料)的情况下可以获得一样好的结果。其它细节在常用的专业文献，特别是在J.Falbe，M.Regitz所著的“Rmpp-Lexikon Chemie”(斯图加特，纽约；Thieme，第9版)中的关键词“硅酸盐”以及那里的引文中有所指点。

在本发明的范围中，硅酸盐不仅可以单独存在而且可以以混合物的方式存在。

在本发明的一个特别优选的实施例中，检测介质含有至少一种交联的硅酸。

按照本发明，就0.031m²的检测介质来说，介质优选含有0.1g至2.0g、特别是0.1g至1.5g的硅酸。同时，根据本发明的第一特别优选的变型，就0.031m²的检测介质来说，纸含有0.1g至0.6g的硅酸。根据本发明的另外一个特别优选的变型，就0.031m²的检测介质来说，纸含有0.3g至1.5g的硅酸。

就0.031m²的检测介质来说，介质的硅酸盐含量优选处于从0.1g至1.5g的范围内。同时，根据本发明的第一特别优选的实施例，就0.031m²的检测介质来说，介质含有0.3g至0.9g的铝硅酸盐。根据本发明的第二特别优选的实施例，就0.031m²的检测介质来说，介质含有0.1g至0.8g的钙硅酸盐或者一种其它的硅酸盐。根据本发明的第三特别油酸的实施例，就0.031m²的检测介质来说，介质含有0.4g至1.0g的钙硅酸盐。

为了达到本发明的目的而进一步优选的是，就0.031m²的检测介质来说，介质含有0.01g至0.1g对于其本身来说就已知的粘合剂和/或保持剂。粘合剂应该在此期间被特别用来粘合检测介质，也就是说是用来固定纤维微粒、用来结合填料以及在某些情况下结合色素、用来提高防水性能以及用来改善可书写性及可印刷性。保持剂被特别用来在制造期间保持材料纤细并且饱满。

按照本发明，特别优选的粘合剂包括淀粉、酪素、蛋白质、塑料弥散体以及树脂。作为保持剂来说，按照本发明尤其抗的住的是铝硫酸盐以及合成阳离子剂。

在本发明的框架中，就0.031m²的检测介质来说，检测介质还含有0.001g至0.01g的至少一种除沫剂。在该关系中牵扯的化合物在现有技术中公开已久并且不受特别的限制。

具体实施方式

按照本发明的基质材料的制造可以利用已知的方法得以实施。制造优选包含下列步骤：

1.纤维制剂

纸浆大多优选以干燥的形式被供给并在搅碎机中(纸浆搅拌机)悬浮在水中成为可以用泵抽送的纤维糊。在纤维悬浮液被导入“物料中心”之前，优选让纤维悬浮液流经各个净化站、被碾磨(纤维颤动并把纤维缩短到要求的长度)以及最终被筛分(按照不同的纤维长度进行的分离)。在物料中心内，提纯后的纤维悬浮液在“混合罐”中优选按照配方与(在某些情况下同样以水流形式准备的)制纸添加剂混到一起并称之为原料。原料优选由2.0重量％至6.0重量％的固体以及94.0重量％至98.0重量％的水组成并在进入造纸机之前优选被进一步稀释。

2.造纸机

在造纸机中会从被大大稀释后的原料中连续地产生一条平顺的轨道，并且借助机械力以及热力把水分离出去。关于技术细节可以在专业文献，特别是在J.Falbe，M.Regitz所著的“Rmpp-Lexikon Chemie”(斯图加特，纽约；Thieme，第9版)中的关键词“纸”以及那里的引文中有所指点。

3.精加工

优选借助至少一台涂抹设备以及/或者至少一台砑光机对从造纸机中出来的“由机器平整的”纸进行精加工。其中，在涂抹设备中，纸的一面或两面被设置一种含有粘合剂的涂抹复合物。在砑光机中纸的表面会变的又光又滑。关于技术细节仍然可以在专业文献，特别是在J.Falbe，M.Regitz所著的“Rmpp-Lexikon Chemie”(斯图加特，纽约；Thieme，第9版)中的关键词“纸”以及那里的引文中有所指点。

4.修整

制造的最后步骤是将从造纸机或从精加工中出来的大卷分割成需要的规格，这被称之为修整。关于技术细节可以在专业文献，特别是在J.Falbe，M.Regitz所著的“Rmpp-Lexikon Chemie”(斯图加特，纽约；Thieme，第9版)中的关键词“纸”以及那里的引文中有所指点。

在本发明的第一特别优选实施例中通过下述内容制造按照本发明的检测介质，即把棉花浆、以及在某些情况下存在的纤维素、以及硅酸和/或至少一种硅酸盐分别按照期望的量并根据前述方法混合成为一种原料并加工成一种检测试纸。

在本发明的第二特别优选的实施例中通过下述内容制造按照本发明的检测介质，即按照前述方法制造“由机器平整的纸”，纸含有由棉花以及有可能存在的纤维素组成的所必需的组分，并且利用涂抹复合物可以对纸进行涂抹，涂抹复合物含有一定量的硅酸和/或至少一种硅酸盐。

鉴于前述的相关性，如何应用按照本发明的检测介质对专业人士来说是显而易见的。这种检测介质优选被用来快速分析内燃机种的机油，其中，将待检机油油滴(优选呈点形地)按照至少一种前面所述的权利要求涂抹在检测介质上并让其渗入介质。

本发明通过晾干的速度就已然可以查询到机油的状态，也就是说，机油被吸收的越快，机油的状态就越好(粘度好)，并且渗入介质需要的时间越长，润滑力就越差(高粘度，也就是说机油状态差)。因此，在按照本发明的方法中，优选测量机油渗入检测介质的渗入时间。

通过对检测介质上产生的析离进行评估可以让专业人士获得富有价值的提示，具体如下：

·可以鉴于机油的粘度进行至少定性的鉴定；

·可以鉴于机油的氧化度进行至少定性的鉴定；

·可以鉴于机油中的碳黑成分进行至少定性的鉴定；

·可以鉴于机油中的水的含量进行至少定性的鉴定；

·可以鉴于机油中的乙二醇的含量进行至少定性的鉴定；

·可以鉴于有可能存在的、机油被燃料稀释的情况进行至少定性的鉴定；

·可以鉴于机油中的灰尘含量进行至少定性的鉴定。

为了达到这个目的，将油的各组成部分的析离结果与至少一个参考图案进行比较。有利的是，参考图案显示单独的机油状态分级、并使得专业人士与非专业人士能够以同样的方式从实施的检测中找到正确的答案。

燃烧废物(机油中的碳黑)例如能够导致化油器的状态变差、喷油不合格、化油变差、燃油喷射泵被错误地调节、进气变差以及/或者错误的运行方式，错误的运行方式会导致发动机与机油乃至油路被弄脏、导致动力循环被减少、导致上方的发动机部件过热以及/或者导致摩擦面的磨损被提高。

导致机油状态变差的原因可以例如是机油过于陈旧、机油中有冷却水存在以及/或者有金属微粒形成并且机油的粘度被降低、内燃机中的金属部件(铅、铜、油底壳以及下方的部件)会受到酸蚀、并且/或者活塞环与汽缸受到较高磨损。

例如下述情况会导致机油中含有燃料成分：喷油不合格、化油器状态差、喷油油嘴开口故障、点火状态差、吸入的空气脏、利用冷的发动机进行高速行驶、以及/或者短距离的行驶，这些情况可以导致燃料消耗提高、控制链损坏、机油稀释以及因此而产生的上方的发动机区域过热的危险、机油润滑能力的降低、以及/或者摩擦面(活塞，汽缸)的磨损提高。

例如下述情况会导致机油中含有水和/或冷却液：汽缸头的密封不够紧密、多孔性的密封(尤其是油冷密封)、水冷系统不够紧密、吸入的空气变脏、以及/或者例如由于过多短距离行驶而产生冷凝水。可能的结果是：机油的氧化、机油的稀释、油温以及油压的提高、以及发动机磨损被提高。

在所有前面提到的情况中，推荐对所述的可能的原因进行彻底的检验并实施发动机的更换。这种检测应该在大约100至500km的行驶里程之后重复，以便确保这些缺陷能够被彻底排除。

在快速分析机油的情况下，有利的是，在涂抹了仅仅一滴机油之后就可以在1秒至180分钟、优选1分钟至120分钟、特别优选2分钟60分钟内对产生的油的组成的析离进行评估。得到的结果优选被存档，以便得到关于内燃机变化的概况并能够立即察觉可能存在的偏差。

利用简单的方式与方法可以将被机油污染的检测介质收集并以环保的方式运走。

下面描述的是试验与对比试验的结果，它们并不受发明思路的限制。

为了达到迄今为止最成功的结果而使用具有单位面积重量50g/m²至200g/m²的100％棉花浆、尤其是具有单位面积重量60g/m²至140g/m²的100％棉花浆作为基质材料。

在最好的结果中，(就直径为200mm的检测页的重量来说)催化剂、加速剂以及反应物是：

·0.3g至0.9g的铝硅酸盐，0.1g至0.6g被沉淀了的硅酸，0.01g至0.1g的粘合剂和保持剂，0.01g的除沫剂

·0.3g至1.5g被沉淀了的硅酸以及0.1g至0.8g钙硅酸盐，0.01g至0.1g的粘合剂与保持剂，0.01g的除沫剂。一些个硅酸由于具有较高的疏水性而被特别地交联。

·0.4g至1.0g的钙硅酸盐，0.01g至0.1g的保持及粘合剂以及除沫剂。

利用单位面积重量为140g/m²并且附加物为分别5-30重量％的高岭土、陶瓷土和/或Bullcaid的棉花纸也能获得同样好的结果，其中，渗入时间好，熟化过程当然也相对较慢。

利用现有技术提供的、相关并且可能的检测页可以对获得的结果进行推断。在这里涉及到的是由纤维素和棉花组成的纸、更具体地说是按照90∶10或80∶20比例组成的纸。对于这些介质来说，通常要在10至24小时之后才能获得最终结果。对于陈旧的、被消耗已久的机油来说，油的渗入时间极长，乃至许多个小时。并且对于柴油汽车中的机油来说，最终结果相当地不精确并且跃迁不够明晰。

把市场上常见的实验室滤纸与按照本发明的检测介质进行很好的对比；这些常见的实验室滤纸拥有与所述的现有技术的检测页类似的特性。就这一点而言，Schleicher&Schüll以及Macherei Nagel已对大量的纸种以及质量和其它进行了检测。同样在这里，渗入时间和熟化时间特别是对于陈旧的油来说非常的长并且柴油发动机机油同样非常不明晰。

最终结果充分地证明了利用基于铝硅酸盐与硅酸和硅胶的DC板与DC纸(薄层色析法)进行的试验。当然这里也表明了干燥时间是不可接受的，因为特别陈旧且消耗已久的油只在几天之后是不会变干的。

当需要将油的组分进行析离时，墨喷式纸在最终结果中呈现出了一样好的结果，然而，和DC铝箔以及多种密质纸一样，墨喷式纸在干燥以及熟化时间方面从根本上讲也太过持久；时间处于约1小时与许多天之间。

试验的推断标准(规定从0＝差到10＝非常好)

·机油的渗入时间(不是指最终的机油的干燥！)

·组分的析离(碳黑)

·获知粘度

·形成清澈的环(油中的燃料)

·边缘处锯齿状的形成(油中的水)以及冠状物的形成(乙二醇)

·最终结果中条纹的形成(在最终的干燥之后)

对于按照本发明的产品而言，时间在下述区域内移动：

·机油的渗入时间                   2至30分钟

·组分(碳黑)的析离                 2至60分钟

·获知粘度                         5至30分钟

·形成清澈的环(油中的燃料)         2至30分钟

·边缘处锯齿状的形成(油中的水)     1至60分钟

·冠状物的形成(乙二醇)             30至180分钟

根据各种油的状态，条纹的形成要在几个小时之后才能获得，因为为了这一结果必须要先获得油的最终干燥。