重型车辆齿轮油污染度和铁谱磨粒含量的关联分析

　　随着油液监测技术在各种设备管理中的广泛应用,可监测的齿轮油质量指标越来越多。污染度和铁系金属含量经常用来判别被测油样的质量以及车辆传动系统磨损程度。大量油液监测实验结果表明:重型车辆传动系统齿轮油中,铁系金属磨粒的含量和油样的污染度存在着很强的关联性。因此可以通过一些模型来分析这2个指标间的定量联系,以达到通过其中1个指标判断另一个指标发展趋势,或者2个指标互相印证的目的。

　　1　实验数据的获取

　　实验油样来自于训练中的某重型车辆变速箱,由于只考虑同一种油样中油液污染度和铁谱磨粒之间的关联性,因此,从同一台车不同时段所采集的油样中,随机抽取了6组油样。每组油样分别利用直读式铁谱仪和污染度测试仪进行分析。

　　采用ZTP-2型直读式铁谱仪测量油液中的铁含量。每组油样可获得DL和DS2组铁谱磨粒含量数据。其中,DL表示该油液中大磨粒的含量(含部分小磨粒);而DS则表示直径在1~2μm的小磨粒的含量。磨粒的含量以铁系金属磨粒在铁谱片上的覆盖面积百分比来表示。

　　采用LP1污染度检测仪检测该油样的污染度,即单位容积油样中含有固体颗粒污染物的数量。根据车辆传动系统的具体工况,选用ISO 4406《油液污染度等级标准》中规定的颗粒尺寸范围在38~70μm之间[2]的大颗粒数量来描述某重型车辆变速箱齿轮油的污染度。所测得的油样实验数据见表1。

　　2　实验数据的预处理

　　在进行关联分析之前,首先将直读式铁谱仪数据进行定量处理,用磨粒浓度(WPC)、磨损烈度指数(Is)和大磨粒百分比P3个参数来描述油液中大小磨粒读数(DL, DS)间的关系。其中,磨粒浓度WPC=(DL+DS) /V (V为样品量),表示每毫升未稀释样品的总磨损量。磨损烈度指数Is为总磨损量与磨损严重度的乘积,可通过式(1)计算。

　　大磨粒的百分比P用以定量说明大颗粒铁磨粒占所有铁磨粒的百分比,用式(2)表示。

　　3　油液污染度与铁谱数据灰色关联度计算

　　灰色关联度分析是定量描述灰色系统构成因素之间发展态势的相似或相异关联程度的一种方法,是一种相对性的排序分析方法,最终目的在于找出影响参考序列的诸因素中各因素的重要度顺序[1]。按照计算方法的差异,灰色关联度分析分为绝对值关联度和速率关联度2类。其中绝对值关联度描述了2个事物在数值序列上的相近程度,速率关联度则描述了2个事物在变化速率上的关联情况。为了准确反映铁谱磨粒含量和污染度之间的关联,本文作者将分别计算2种参数间的绝对值关联度和速率关联度。