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Monitoreo en tiempo real de la condición del aceite del motor.

Introducción

Una de las áreas más importantes de innovación e I + D en la industria del automóvil es la supervisión del estado del aceite del motor. Se ha llevado a cabo un rápido desarrollo de los sistemas de monitoreo del estado del aceite del motor para determinar el nivel de degradación del lubricante del motor y reducir la pérdida innecesaria de energía y los costos de mantenimiento. Existe una necesidad crítica de determinar la calidad del aceite a pedido y proporcionar información complementaria sobre el estado del aceite. Hay varios beneficios motivacionales desde las perspectivas de costos, ambientales y logísticas para mejorar los medios de monitoreo de lubricantes y hacerlo extremadamente confiable.

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Aplicación

Los lubricantes de motor son fluidos complejos y de alta ingeniería que realizan una variedad de trabajos protectores y funcionales: proporcionan una película hidrodinámica entre los componentes móviles, incluida la dispensación de calor, suspensión de contaminantes, neutralización de ácidos y prevención de la corrosión, etc. El aceite lubricante de los motores IC está expuesto a diversas tensiones según la calidad del combustible, las condiciones ambientales y los parámetros de funcionamiento que cambian sus propiedades físicas y químicas y, en última instancia, se degradan. Para evitar una falla del motor, el aceite debe cambiarse antes de que pierda sus propiedades protectoras. Al mismo tiempo, no se desea un cambio de aceite innecesario debido a razones medioambientales y económicas. Para programar el intervalo de cambio de aceite de manera óptima, es necesario monitorear la condición física y química real del aceite. El estado del aceite del motor proporciona información sobre el estado real del motor y, por lo tanto, apoya la detección temprana de posibles fallas del motor.

La viscosidad se considera uno de los parámetros más importantes para las propiedades de lubricación del aceite y varios estudios han recomendado su inclusión en los sistemas de monitoreo en línea. Comúnmente, el deterioro químico del aceite (por ejemplo, debido a la oxidación) se asocia con un aumento de la viscosidad, mientras que el desgaste mecánico ("agrietamiento" de las moléculas de la cadena orgánica) y la dilución del combustible conducen a una disminución de la viscosidad. Por lo tanto, el conocimiento de la viscosidad en tiempo real proporciona un beneficio significativo para medir el envejecimiento del aceite, la entrada de contaminantes durante las operaciones comerciales y prevenir fallas mecánicas incipientes debido a la pérdida de propiedades de lubricación del aceite.

Desafíos con las técnicas tradicionales de monitoreo de aceite

En la práctica común, el aceite del motor se cambia a un tiempo constante o intervalo de kilometraje de acuerdo con la recomendación de los fabricantes de aceite lubricante u OEM. Este método de cambio de aceite no se basa en la condición real del aceite del motor específico y puede reemplazarse antes de llegar al final de su vida útil o después de que se exceda su vida útil. Esto no es económico, ya que será un desperdicio y también deteriorará el motor.

En algunas técnicas de control de lubricantes, dichos intervalos flexibles de cambio de aceite se determinan mediante el control continuo de los parámetros característicos del motor y de conducción (como, por ejemplo, distancia conducida, velocidad y temperatura del aceite). A continuación, se calcula el intervalo de drenaje de aceite adecuado mediante los algoritmos correspondientes que procesan estos parámetros. Estos algoritmos se desarrollan empíricamente mediante extensos estudios de campo. Los algoritmos básicamente utilizan dichos parámetros para estimar el estado del aceite de forma indirecta. Estas técnicas no controlan directamente las propiedades físicas del lubricante, por lo que se pueden pasar por alto problemas críticos como la contaminación del combustible. La contaminación excesiva del lubricante puede provocar cambios drásticos en las propiedades del lubricante, lo que evita que el lubricante realice sus funciones requeridas. Sin embargo, idealmente, la evaluación del estado del aceite debería basarse únicamente en parámetros medidos directamente en el propio aceite.

Los viscosímetros mecánicos y electromecánicos convencionales diseñados principalmente para mediciones de laboratorio son difíciles de integrar en el entorno de control y monitoreo. La metodología actual de prueba en laboratorios fuera del sitio no es óptima y costosa debido a los desafíos logísticos del envío y los altos costos fijos. Los cambios complejos que tienen lugar dentro de un motor o compresor a menudo no pueden determinarse a partir de una muestra de aceite de rutina porque los datos representados por dicha muestra simplemente reflejan una instantánea de la condición del aceite en el momento en que se toma la muestra y la instrumentación convencional puede verse afectada por velocidad de corte, temperatura y otras variables.

¿Por qué es importante el monitoreo en tiempo real de la viscosidad del aceite del motor?

Existen varios beneficios motivadores desde las perspectivas de costos, ambientales y logísticas hasta el monitoreo en línea de la viscosidad del aceite del motor en tiempo real. Los puntos clave son los siguientes:

Ventajas económicas: La mayoría de las muestras de aceite analizadas en laboratorios externos se consideran normales. El monitoreo en línea de la condición del aceite / lubricantes del motor en rendimientos en tiempo real aumentó los intervalos de drenaje de aceite adaptados al estado real del aceite del motor, lo que resulta en ahorros de costos.

Ventajas logísticas: El análisis de la viscosidad del aceite en línea reduciría la cantidad de muestras enviadas a laboratorios externos y los costos involucrados. Los resultados continuos de la condición del aceite de los análisis in situ también reducirían la mano de obra / costos de envío y el error de muestreo.

Tiempos de respuesta más rápidos: El análisis de la viscosidad del aceite in situ reduciría / eliminaría el retraso entre el muestreo y la recepción de una respuesta del laboratorio.

Información precisa: El verdadero valor de las tendencias de datos en tiempo real es que proporciona una ventana a las tensiones transitorias en un sistema de lubricación a medida que una máquina se somete a varios ciclos operativos y de trabajo. Las técnicas de monitoreo de la viscosidad en tiempo real cuantifican los cambios en las propiedades físicas del lubricante y brindan una lectura más precisa de la condición del aceite, reduciendo así el consumo de aceite y proporcionando los medios para diagnosticar la falla de los componentes.

Reducción de fallas y mejores operaciones: El conocimiento de la viscosidad en tiempo real proporciona un beneficio significativo para medir el envejecimiento del aceite, la entrada de contaminantes durante las operaciones comerciales y prevenir la falla mecánica incipiente debido a la pérdida de las propiedades de lubricación del aceite. Los cambios transitorios debido a la combustión del combustible o la interacción del refrigerante, a medida que cambian las condiciones ambientales y de carga, pueden capturarse, lo que permite evaluar los datos de viscosidad del aceite a lo largo de su vida útil operativa.

Ambiente: La utilización del petróleo se puede maximizar a través de sistemas de monitoreo en línea, lo que resulta en un desperdicio reducido que es bueno para el medio ambiente.

Optimizar el diseño del motor:

  • En comparación con el enfoque indirecto de usar dichos parámetros para estimar la condición del aceite mediante el despliegue de algoritmos, el monitoreo en tiempo real de la viscosidad del aceite del motor produciría una imagen física real de la condición del aceite que permite la detección de posibles fallas del motor o estados anormales. Esto permitiría evaluar la condición del aceite únicamente en función de las propiedades físicas del aceite mismo.
  • Con el monitoreo de la viscosidad en tiempo real, los efectos del diseño del motor en la viscosidad del aceite se pueden medir directamente, proporcionando más datos a los diseñadores de motores y fabricantes de lubricantes.
  • El diseño del sistema de combustible para motores diesel y de gasolina también puede beneficiarse enormemente de la medición de la viscosidad del aceite del motor. Algunos de los parámetros más importantes de economía de combustible son difíciles y caros de medir. Sin embargo, la dilución del combustible y la formación de subproductos de la combustión se pueden observar fácilmente al monitorear los cambios en la viscosidad del aceite en tiempo real.
  • El monitoreo en tiempo real de la condición del aceite puede cuantificar cómo cambian las propiedades del lubricante con el tiempo de operación del motor, los niveles de contaminación e identificar las posibles causas de cualquier cambio detectado en las propiedades del aceite.

Soluciones de Rheonics

La medición automática de la viscosidad en línea en tiempo real es crítica para el monitoreo de la condición del aceite. Rheonics ofrece las siguientes soluciones, basadas en un resonador torsional equilibrado, para el control del proceso y la optimización en el monitoreo en tiempo real del estado del aceite del motor:

  1. En línea Viscosidad mediciones: Rheonics SRV Este es un dispositivo de medición de viscosidad en línea de amplio rango con medición de temperatura de fluido incorporada y es capaz de detectar cambios de viscosidad dentro de cualquier flujo de proceso en tiempo real.
  2. En línea Viscosidad y Densidad mediciones: Rheonics SRD es un instrumento de medición simultánea en línea de densidad y viscosidad con medición de temperatura de fluido incorporada. Si la medición de densidad es importante para sus operaciones, SRD es el mejor sensor para satisfacer sus necesidades, con capacidades operativas similares al SRV junto con mediciones precisas de densidad.

 

La medición automática de la viscosidad en línea a través de SRV o un SRD elimina las variaciones en la toma de muestras y las técnicas de laboratorio que se utilizan para la medición de la viscosidad mediante los métodos tradicionales. El sensor está ubicado en línea para que mida continuamente la viscosidad del lubricante (y la densidad en caso de SRD). El uso de un SRV / SRD en tiempo real para monitorear el estado del aceite puede mejorar la productividad y aumentar los márgenes de ganancia. Ambos sensores tienen un factor de forma compacto para una instalación sencilla de OEM y de retroadaptación. No requieren mantenimiento ni reconfiguraciones. Ambos sensores ofrecen resultados precisos y repetibles sin importar cómo o dónde se monten, sin necesidad de cámaras especiales, sellos de goma o protección mecánica. Sin consumibles, SRV y SRD son extremadamente fáciles de operar.

Factor de forma compacto, sin partes móviles y no requiere mantenimiento

El SRV y el SRD de Rheonics tienen un factor de forma muy pequeño para la instalación sencilla de OEM y modificaciones. Permiten una fácil integración en cualquier flujo de proceso. Son fáciles de limpiar y no requieren mantenimiento ni reconfiguraciones. Tienen una huella pequeña que permite la instalación en línea en cualquier línea de proceso, evitando cualquier espacio adicional o requisito de adaptador.

Alta estabilidad e insensible a las condiciones de montaje: cualquier configuración posible

Rheonics SRV y SRD utilizan un resonador coaxial patentado único, en el que dos extremos de los sensores se retuercen en direcciones opuestas, cancelando los pares de reacción en su montaje y, por lo tanto, los hacen completamente insensibles a las condiciones de montaje y a los caudales de tinta. Estos sensores pueden hacer frente fácilmente a la reubicación regular. El elemento sensor se encuentra directamente en el fluido, sin necesidad de carcasa especial o jaula protectora.

Lecturas instantáneas precisas sobre las condiciones del aceite: descripción general completa del sistema y control predictivo

El software de Rheonics es potente, intuitivo y conveniente de usar. La viscosidad de la tinta en tiempo real se puede monitorear en una computadora. Se manejan múltiples sensores desde un solo tablero de instrumentos distribuido por el piso de la fábrica. Ningún efecto de la pulsación de presión del bombeo sobre el funcionamiento del sensor o la precisión de la medición. No se ve afectado por golpes, vibraciones o condiciones de flujo.

Instalación fácil y no se necesitan reconfiguraciones / recalibraciones

Reemplace los sensores sin reemplazar o reprogramar la electrónica, reemplazos directos tanto para el sensor como para la electrónica sin actualizaciones de firmware o cambios en el coeficiente de calibración. Fácil montaje. Se enrosca en una rosca NPT de ¾ ”en el conector de la línea de tinta. Sin cámaras, juntas tóricas ni juntas. Se quita fácilmente para su limpieza o inspección. SRV disponible con brida y conexión de tres abrazaderas para un fácil montaje y desmontaje.

Bajo consumo de energía

Fuente de alimentación de CC 24V con menos de 0.1 A consumo de corriente durante el funcionamiento normal

Tiempo de respuesta rápido y viscosidad compensada por temperatura

La electrónica ultrarrápida y robusta, combinada con modelos computacionales integrales, hacen de los dispositivos Rheonics uno de los más rápidos y precisos de la industria. ¡SRV y SRD brindan mediciones de viscosidad (y densidad para SRD) precisas en tiempo real cada segundo y no se ven afectadas por las variaciones del caudal!

Amplias capacidades operativas

Los instrumentos de Rheonics están diseñados para realizar mediciones en las condiciones más difíciles. SRV tiene la gama operativa más amplia en el mercado para el viscosímetro de proceso en línea:

  • Rango de presión hasta 5000 psi
  • Rango de temperatura desde -40 hasta 200 ° C
  • Rango de viscosidad: 0.5 cP hasta 50,000 cP

SRD: instrumento único, función triple - Viscosidad, temperatura y densidad

El SRD de Rheonics es un producto único que reemplaza tres instrumentos diferentes para mediciones de viscosidad, densidad y temperatura. Elimina la dificultad de colocar tres instrumentos diferentes y ofrece mediciones extremadamente precisas y repetibles en las condiciones más duras.

Obtenga información precisa sobre la calidad del aceite a través de mediciones directas, reduzca costos y mejore la productividad

Integre un SRV / SRD en la línea de proceso para programar los intervalos de cambio de aceite de manera óptima y lograr ahorros de costos significativos. En comparación con el enfoque indirecto de usar algoritmos para predecir el estado real, las mediciones de viscosidad del aceite producirían una imagen física real de la condición del aceite, permitiendo la detección de posibles fallas del motor o estados anormales. Y al final de todo, ¡contribuye a un mejor resultado final y un mejor ambiente!

Diseño y tecnología de sensores superiores.

La electrónica sofisticada y patentada de la generación 3rd impulsa estos sensores y evalúa su respuesta. SRV y SRD están disponibles con conexiones de proceso estándar de la industria como Tri ”NPT y 1” Tri-clamp que permite a los operadores reemplazar un sensor de temperatura existente en su línea de proceso con SRV / SRD, lo que brinda información de fluidos de proceso altamente valiosa y accionable como la viscosidad además de una medición precisa de temperatura utilizando un Pt1000 incorporado (DIN EN 60751 Clase AA, A, B disponible).

Electrónica construida para satisfacer sus necesidades.

Disponible tanto en una carcasa del transmisor a prueba de explosión como en un montaje de riel DIN de factor de forma pequeño, la electrónica del sensor permite una fácil integración en las tuberías de proceso y dentro de los gabinetes de equipos de las máquinas.

 

Fácil de integrar

Múltiples métodos de comunicación analógica y digital implementados en la electrónica del sensor hacen que la conexión a PLC industriales y sistemas de control sea sencilla y sencilla.

 

Cumplimiento de ATEX e IECEx

Rheonics ofrece sensores intrínsecamente seguros certificados por ATEX e IECEx para su uso en entornos peligrosos. Estos sensores cumplen con los requisitos esenciales de salud y seguridad relacionados con el diseño y la construcción de equipos y sistemas de protección destinados a utilizarse en atmósferas potencialmente explosivas.

Las certificaciones intrínsecamente seguras y a prueba de explosiones de Rheonics también permiten la personalización de un sensor existente, lo que permite a nuestros clientes evitar el tiempo y los costos asociados con la identificación y prueba de una alternativa. Se pueden proporcionar sensores personalizados para aplicaciones que requieren una unidad hasta miles de unidades; con plazos de entrega de semanas versus meses.

Rheonics SRV & SRD están certificados por ATEX e IECEx.

Certificado ATEX (2014 / 34 / EU)

Los sensores intrínsecamente seguros con certificación ATEX de Rheonics cumplen con la directiva ATEX 2014/34 / EU y están certificados para seguridad intrínseca según Ex ia. La directiva ATEX especifica requisitos mínimos y esenciales relacionados con la salud y la seguridad para proteger a los trabajadores empleados en atmósferas peligrosas.

Los sensores con certificación ATEX de Rheonics están reconocidos para su uso en Europa e internacionalmente. Todas las piezas con certificación ATEX están marcadas con “CE” para indicar cumplimiento.

Certificación IECEx

Los sensores intrínsecamente seguros de Rheonics están certificados por IECEx, la Comisión Electrotécnica Internacional para la certificación de estándares relacionados con equipos para uso en atmósferas explosivas.

Esta es una certificación internacional que garantiza el cumplimiento de la seguridad para su uso en áreas peligrosas. Los sensores Rheonics están certificados para seguridad intrínseca a Ex i.

Implementación

Instale directamente el sensor en su flujo de proceso para realizar mediciones de viscosidad y densidad en tiempo real. No se requiere línea de derivación: el sensor puede sumergirse en línea, el caudal y las vibraciones no afectan la estabilidad y precisión de la medición. Optimice el proceso de toma de decisiones al proporcionar pruebas repetidas, consecutivas y consistentes en el fluido.

Selección de instrumentos reónicos

Rheonics diseña, fabrica y comercializa sistemas innovadores de detección y monitoreo de fluidos. Los viscosímetros en línea de Rheonics, fabricados con precisión en Suiza, tienen la sensibilidad que exige la aplicación y la confiabilidad necesaria para sobrevivir en un entorno operativo hostil. Resultados estables, incluso en condiciones de flujo adversas. Sin efecto de caída de presión o caudal. Es igualmente adecuado para mediciones de control de calidad en el laboratorio.

Producto (s) sugerido (s) para la aplicación

• Amplio rango de viscosidad: supervise el proceso completo
• Mediciones repetibles en fluidos newtonianos y no newtonianos, fluidos monofásicos y multifásicos.
• Construcción totalmente metálica (acero inoxidable 316L)
• Construido en la medición de temperatura del fluido
• Factor de forma compacto para una instalación simple en líneas de proceso existentes
• Fácil de limpiar, no requiere mantenimiento ni reconfiguraciones.

• Instrumento único para medir la densidad, viscosidad y temperatura del proceso
• Mediciones repetibles en fluidos newtonianos y no newtonianos, fluidos monofásicos y multifásicos.
• Construcción totalmente metálica (acero inoxidable 316L)
• Construido en la medición de temperatura del fluido
• Factor de forma compacto para una instalación simple en tuberías existentes
• Fácil de limpiar, no requiere mantenimiento ni reconfiguraciones.

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