https://doi.org/10.15407/jopt.2018.53.261
Optoelectron. Semicond. Tech. 53, 261-267 (2018)
G.V. Dorozinsky, H.V. Dorozinska, V.P. Maslov
FEATURES OF REFRACTOMETRIC CHARACTERISTICS OF SURFACE PLASMON RESONANCE OF MOTOR OILS FOR USE
It has been experimentally shown that the information-important for the analysis of the engine oil condition is the initial stage of operation in the engine of the car. Engine oil changes its physical and chemical properties during operation, with frequent cases where one or several indicators of oil quality reach limit values long before its regular replacement. In order to prevent precipitation of oxidation products into the oil, special additives are introduced into the oil, with the reduction of which in the process of use there is a sharp decrease in the operation characteristics, which leads to rapid deterioration of the engine. Therefore, the study of the intensity of degradation of motor oils is an important direction for increasing the engine life and diagnostics of motor oils during operation. We tested 9 samples of Hyundai Super Extra 5W-30 oil with a run of 47, 150, 197, 292, 387, 549, 644, 834 and 928 km, as well as 8 samples of Castrol Edge 5W-40 oil with a run of 20, 40, 60 , 100, 170, 250, 500 and 1000 km, and comparative studies of their refractometric characteristics were carried out. According to the results of comparative studies of the surface plasmon resonance refractometric characteristics of motor oils samples by two brands Hyundai Super Extra 5W-30 and Castrol Edge 5W-40 with different mileage, it has been ascertained that the relative change in the angular position of the resonant angle during the period of operation can indicate the rate of degradation of motor oil, and a decrease in its value during the first 100 km of run - about the ingress of inorganic impurities in the oil: soot, fuel, water, antifreeze, which can characterize the state of the car fuel and lubrication systems. The results of the work may be useful for the development of new diagnostic systems of car maintenance stations.
Keywords: diagnostics, surface plasmon resonance, synthetic motor oils, car engine, operational wear
References
1. Chakchir B.A., Alekseeva G.M. Fotometricheskie metody analiza: Metodicheskie ukazaniya. SPb.: Izd-vo SPHFA, 2002. (in Russian)
2. Zaburnyagin V.P., Yarovoj P.N. Primenenie lazernogo fluorescentnogo analiza dlya identifikacii nefteproduktov. Zhurnal prikladnoj spektroskopii. 1988. 48, №5. S. 819-822. (in Russian)
3. Powell J.R., Toms A.M. Molecular Analysis of Lubricants by FTIR Spectroscopy. P/PM Technol. 1997. 10, No4. P. 58-64.
4. Bley T., Pignanelli E., Schütze A. Multi-channel IR sensor system for determination of oil degradation. Journal of Sensors and Sensor Systems. 2014. 3. P. 121-132.
https://doi.org/10.5194/jsss-3-121-2014
5. Myshkin N.K., Holodilov O.V., Markova L.V., Semenyuk M.S. Diagnostika iznashivaniya smazannyh podvizhnyh sopryazhenij. Trenie i iznos. 1986. 7, №6. C. 1091-1101. (in Russian)
6. Naglyuk I.S. Ocenka kachestva motornyh masel pri ekspluatacii legkovyh avtomobilej. Avtomobilnyj transport. 2011. 46. C. 184-186. (in Russian)
7. Patent Ukrayini № 102049. V.V. Pidgornij, V.P. Maslov, G. V. Dorozhinskij. Sposib kontrolyu motornogo mastila. 12.10.2015, byul. №19. (in Ukrainian)
8. Esteban O., Naranjo F.B., Díaz-Herrera N., Valdueza-Felip S., Navarrete M.C., González-Cano A. Highsensitive SPR sensing with Indium Nitride as a dielectric overlay of optical fibers. Sensors and Actuators, B Chemie. 2011. 158. P. 372-376.
https://doi.org/10.1016/j.snb.2011.06.038
9. Homola J. Present and future of surface plasmon resonance biosensors. Anal. Bioanal. Chem. 2003. 377. P. 528-539.
https://doi.org/10.1007/s00216-003-2101-0
10. Gridina N., Dorozinsky G., Khristosenko R., Maslov V., Samoylov A., Ushenin Yu., Shirshov Yu. Surface plasmon resonance biosensor. Sensors & Transducers Journal. 2013. 149, No 2. P. 60-68.
11. Liptuga A.I., Dorozinsky G. V., Gordienko V.I., Maslov V.P., Pidgornyi V.V. Diagnostics of motor oil quality by using the device based on surface plasmon resonance phenomenon. Scholars Journal of Engineering and Technology, 2015. 3. P. 372-374.
12. Maslov V.P., Dorozinsky G.V., Khrystosenko R.V., Samoylov A.V., Dorozinska H.V., Konchenko A.V. Surface plasmon resonance - a promising method for estimating the quality of motor oil. Trans & Motauto World Journal. 2017. 1. P. 41-44.
13. Dorozinska H.V., Turu T.A., Markina O.M., Dorozinsky G.V., Maslov V.P. Influence of temperature on the measuring accuracy of devices based on surface plasmon resonance phenomenon. Modern Instrumentation. 2018. 7. P. 1-10.
https://doi.org/10.4236/mi.2018.71001
Г.В. Дорожинська, Г.В. Дорожинський, В.П. Маслов
ОСОБЛИВОСТІ РЕФРАКТОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНЕВОГО ПЛАЗМОННОГО РЕЗОНАНСУ МОТОРНИХ ОЛИВ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
Експериментально показано, що інформаційно-важливим для аналізу стану моторної оливи є початковий етап експлуатації в двигуні автомобіля. Моторна олива в процесі роботи змінює свої фізико-хімічні властивості, при цьому часті випадки, коли один або кілька показників якості оливи досягають граничних значень задовго до його регламентної заміни. З метою запобігання випаданню в осад продуктів окиснення в оливи вводять спеціальні присадки, при зменшенні яких у процесі використання настає різке зниження експлуатаційних характеристик, що призводить до швидкого зносу двигуна. Тому вивчення інтенсивності деградації моторних олив є важливим напрямком для збільшення ресурсу двигуна та діагностики моторних олив у процесі експлуатації. Нами було досліджено 9 зразків оливи Hyundai Super Extra 5W-30 відповідно до пробігу автомобіля 47, 150, 197, 292, 387, 549, 644, 834 та 928 км, а також 8 зразків оливи Castrol Edge 5W-40 відповідно до пробігу автомобіля 20, 40, 60, 100, 170, 250, 500 та 1000 км та проведено порівняльні дослідження їх рефрактометричних характеристик. У моторній оливі марки Castrol фізико-хімічні зміни проходили більш інтенсивно, ніж у моторній оливі марки Hyundai, оскільки вже за перші 250 км пробігу відносний зсув резонансного кута досяг 97% свого максимуму і становив 0,47 кут. град. За результатами порівняльних досліджень рефрактометричних характеристик поверхневого плазмонного резонансу зразків моторних олив двох марок Hyundai Super Extra 5W-30 та Castrol Edge 5W-40 з різним терміном експлуатації встановлено, що відносна зміна кутового положення резонансного кута за період експлуатації може свідчити про швидкість деградації моторної оливи, а зменшення його величини протягом перших 100 км пробігу – про потрапляння в оливу неорганічних домішок (сажі, палива, атмосферної вологи), що може характеризувати стан паливнозмащувальної системи автомобіля. Результати роботи можуть бути корисні для розробки нових додаткових діагностичних систем станцій технічного обслуговування автомобілів.
Ключові слова: діагностика, поверхневий плазмонний резонанс, синтетичні моторні оливи, двигун автомобіля, експлуатаційний знос.