Southwest Research Institute heeft een nieuwe test ontwikkeld die de tijd en brandstof die nodig is om de vorming van interne afzettingen op brandstofinjectoren van dieselmotoren te evalueren, aanzienlijk verkort. De test maakt gebruik van een op maat gemaakte injectorinstallatie. Eventuele afzettingen die in de injector worden gevormd, worden gemeten met een spectroscopische ellipsometer met variabele hoek (VASE), dat is een hulpmiddel dat doorgaans door computeringenieurs wordt gebruikt om lagen in microchips te onderzoeken.

Interne dieselinjectorafzettingstests (IDID) worden al tientallen jaren gebruikt om de vorming van afzettingen veroorzaakt door brandstoffen, additieven, en verontreinigingen. Sommige tests worden gebruikt om te bepalen of bepaalde additieven afzettingen kunnen voorkomen of helpen deze te verwijderen zodra ze zich hebben gevormd.

"Deposito's kunnen een injector vertragen of zelfs verstoppen, die de motor kan stoppen met werken, " zei Doug Yost, stafingenieur bij de SwRI-divisie Brandstoffen en Smeermiddelen. "Voor vele jaren, de meest voorkomende IDID-testmethoden waren een combinatie van grote motoren en testbrandstoffen, misschien gedoteerd met overmatige niveaus van additieven of verontreinigingen, wat uiteindelijk afzettingen zou opleveren die met het blote oog kunnen worden gekarakteriseerd. Maar de noodzaak om de deposito's visueel te beoordelen, betekende dat abnormaal hoge depositoniveaus nodig waren. Het verkrijgen van de hoge afzettingsniveaus betekende het gebruik van hogere dan gebruikelijke hoeveelheden additieven of verontreinigingen. Deze testomstandigheden waren niet representatief voor de normale werking van de motor."

De oplossing voor dit dilemma van de brandstofinjector kwam uit een geheel andere industrie:de productie van computercircuits. Het SwRI-onderzoeksteam werd op de hoogte van de VASE, een zeer nauwkeurig apparaat dat het meest wordt gebruikt om de dikte van microchiplagen tijdens de montage te meten.

"In plaats van microchiplagen, onze VASE meet de dikte van afzettingen in de brandstofinjector, ' zei Jos.

De VASE kan afzettingen zo dun als 10 nanometer identificeren, onzichtbaar voor het blote oog. Het werkt door de reactie van een materiaal op licht te meten, die afhangt van de dikte van het materiaal dat wordt getest, waardoor de ellipsometer de dikte van het materiaal ongelooflijk nauwkeurig kan meten. IDID-testen, die voorheen honderden uren in beslag namen en honderden liters brandstof vereisten, is teruggebracht tot een proces van zeven uur dat ongeveer zeven liter brandstof verbruikt.

"Met het blote oog is er niet meer te meten, "zei hij. "We doen de brandstoftest, en de VASE meet de dikte van de afzettingen op de injectordelen."

SwRI begon met het aanbieden van haar nieuwe, zeer nauwkeurige interne dieselinjectorafzettingstests in november 2019.