【正文】

      一、背景

　　柴油机是一种结构复杂的机械设备，更是一个由众多摩擦副组成的集合体。摩擦副之间的磨损情况会不同程度地影响柴油机的安全运行，而严重的磨损可能影响其正常使用，进而可能导致重大的安全事故。润滑油具有降低摩擦副间的摩擦因数、冷却摩擦副表面、防止表面锈蚀、清洁摩擦副表面的杂物等作用。而通过润滑油中的金属屑等，可直接判断柴油机主要零件的磨损状况。因此，可以通过分析柴油机润滑油液中元素含量的变化来对柴油机的磨损和运行情况进行检测。

　　现代战争研究表明，军队的战斗力不仅依靠武器装备的作战性能，更加依赖于武器装备的运行状态，随着武器装备的复杂化及精密程度、自动化程度的提高，要求使用人员对装备的当前状态，乃至状态的未来变化趋势做到“心中有数”，否则会因为局部的小故障造成装备整体功能的丧失，降低装备的战斗力，战时可能贻误战机。装备发展及部队建设要求装备使用及维修人员不能完全停留在依靠眼看、耳听、手摸等初级的、完全凭经验的状态判别方式上，必须既要懂得装备的使用技术，还要懂得装备状态信号的测试、信号分析及处理、故障模式判断、系统辨别、趋势分析、装备技术运用、维修策略、维修理论等多科学领域的综合性问题，系统的定期维修方式明显不适应新装备的保障要求。因此，应加强装备装备状态监控与故障诊断技术的研究，其中装备油液的科学使用及在油状态检测分析是迫切需要解决的问题。

　　二、油液分析技术简介

　　1、油液分析技术是上世纪40年代以来逐渐发展起来的一项机械工况监测与诊断的技术，它通过分析被监测机器的在用润滑剂(或工作介质)的性能变化和携带的磨损微粒的情况，评价机器的工况和预测故障，并确定故障原因、类型和部位。柴油机是一个由多对摩擦副组成的系统，各对摩擦副能正常工作是整机正常运转的保证，而在用润滑油是柴油机磨损产物的主要载体。因此，通过油液分析技术对润滑油中磨损微粒的材料、浓度和尺寸分布等特征的分析，就可以对柴油机的磨损状况进行监测。油液检测技术是一门新兴的综合分析技术，它涉及摩擦学、机械设计、金属材料、油料应用化学、分析化学等专业科学。机油油液分析技术是设备诊断技术的方法之一。实践证明，不同的磨损作用过程(跑合期、正常磨损期、严重磨损期)，产生的磨料有不同的特征(形态，尺寸，表面形貌，数量和粒子的分布)，它们反映和代表了不同的磨损失效类型(粘着磨损，磨料磨损，表面疲劳磨损，腐蚀磨损等)。根据磨料的材料和成分的不同，就可以分辨磨料的来源。因此，机油油液分析技术对研究机械磨损的部位和过程，磨损失效的类型，磨损的机理有重要作用，而且也是在不停机、不解体的情况下对机械设备状态监测和故障诊断的重要手段。

　　一般的机油油液分析工作分为采样、检测、诊断、预测和处理五个步骤。采样必须要采集能够反映当前机器中各个零部件磨损状态的油液，使其具有代表性。检测是指对油液进行分析，测量油液中磨损颗粒的浓度及粒度分布，从而初步判断机器的磨损状态。当判定属于异常磨损时，需要进一步诊断，确定磨损的零部件和磨损类型。预测是指采用一定的数学处理方法，预测机器在未来时刻内磨损状况变化的动态趋势，计算处于异常磨损状态的机器部件的剩余寿命。确定对机器的维修方式，维修时间，确定是否更换零部件。

　　2、油液分析技术的研究主要包括两个方面：一是对油液本身的理化性能分析，据此可对设备的润滑系统进行监测，防止因润滑不良而造成的故障，主要方法有：常规理化分析、红外光谱分析。另一方面是对油液中磨屑的监测，主要方法有：铁谱分析、光谱分析。机械设备内所用油液中含有一定量的因机器零件部件磨损产生的各种微粒状物质，这些物质的含量、形态包含着零部件的磨损状态、工作状态以及整个系统污染程度等方面丰富的信息。

　　3、目前常用的油液分析技术有铁谱分析技术和光谱分析技术。

　　铁谱分析技术又称为磨屑监测技术，是20世纪70年代产生的一种技术性高、应用范围广的磨损颗粒分析技术，是机械设备状态监测的方法之一。铁谱分析的原理是在重力场和磁场作用下，使铁磁性和非铁磁性的磨损微粒按一定规律分离出来，进而对油样进行定量或定性分析。

　　光谱分析技术最早开始于20世纪40年代，美国的Denver&Riogard铁路公司率先成功对内燃机车用润滑油进行了光谱分析，为油液光谱技术的发展奠定了基础。经过几十年不断的发展，光谱分析技术逐渐成熟，应用到了各个领域，发挥了重要作用。通过光谱分析，可快速获得润滑油中各种金属磨粒和污染物微粒的（下转第73页）（上接第74页）组成元素和质量分数，根据各元素的质量分数及其变化情况，并依据柴油机各摩擦副的材质，推断柴油机磨损程度和磨损部位。

　　三、意义

　　润滑的目的是用第三种物质(液体、气体、固体等)将两摩擦表面分开，避免两摩擦表面直接接触，减少摩擦和磨损。众所周知，摩擦磨损是造成机器零部件失效的三种主要形式(磨损、腐蚀和断裂)之一;是降低机器和工具效率、准确度甚至使其报废的一个重要原因。随着工业生产的不断发展，人们愈来愈深刻认识到摩擦消耗了大量能量。有人统计，全世界有三分之一至二分之一的能量消耗在摩擦上。零件的磨损直接影响到机器的性能和使用寿命。据统计，大约有百分之八十的破损零件是由于磨损造成的。磨损失效不仅造成大量材料和部件浪费，而且可能导致灾难性的事故后果，如机毁人亡等。为了减少摩擦副间的摩擦和磨损，保证机器设备的安全运行，延长其使用寿命，可以对摩擦副间的工作表面进行润滑。正确的利用润滑是减少摩擦的一个有效途径。为了保证良好的润滑，就必须选择性能优越的润滑机油，并确定经济合理的换油周期，因此对设备润滑机油油液的分析愈来愈受到人们的重视。

　　通过在用油的检测分析，不仅可以为现行装备的运行状态及磨损规律提供数据和知识，而且可以为新型装备用油的研究、研制、开发定型提高第一手资料。我军的装备在用油管理规范正面临着从定期换油到识情换油的转变。定期换油的问题已经暴漏出来，造成的最终结果就是“该换的未换，不该换的换了”，要么造成润滑油的浪费，要么加剧了装备的磨损，降低装备的使用寿命。识情换油技术管理规范旨在根据装备在用油的状态来确定该不该换油，最终达到“该换必换”的目标。视情换油技术管理规范在国内外其他系统，尤其是电力如火电厂，水电厂及石化企业等已广泛实施，不仅延长了机组的使用寿命，而且为企业或厂家节省了客观的润滑油购置费用。油液检测技术在我军的装备维修体制改革中大力推广，它将为装甲装备以及重型装备的用油保养和维修发挥举足轻重的作用。另外军队每年用于用油方面的费用是相当高，所以推行视情换油技术管理规范必将节约一笔相当可观的购油开支，而且可以确保装备整体及部件的运行使用状态

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