Возможность диагностики двигателя по концентрации продуктов износа (свинца, хрома, железа, алюминия и др.) в картерном масле обусловлена зависимостью её уровня только от интенсивности изнашивания соответствующих деталей (подшипников, колец, цилиндров) двигателя. Это означает, что по истечении некоторого времени работы масла в двигателе (при практическом постоянстве объёма масла, интенсивности очистки и угаре) концентрация каждого из продуктов износа в масле достигает определённого уровня и стабилизируется. Убыль и пополнение взвешенных в масле частиц уравновешивается. Этот уровень будет тем выше, чем больше скорость изнашивания деталей двигателя. Так как скорость изнашивания при исправных системах фильтрации и охлаждения характеризует исправность сопряжения трущихся пар механизма, то по уровню концентрации можно выявить скрытые и назревающие отказы.
Уровень концентрации к продуктов износа в масле после наступления его стабилизации определяется выражением
где с - интенсивность поступления в масло продуктов износа;
вф - интенсивность удаления продуктов износа маслоочистителем;
ву - интенсивность убыли продуктов износа за счёт угара масла.
Для диагностики двигателя по концентрации продуктов износа в картерном масле (каждого металла в отдельности) применяют спектральный анализ, обладающий весьма высокой чувствительностью.
Спектральный анализ заключается в следующем. Пробу картерного масла сжигают в высокотемпературном пламени вольтовой дуги и регистрируют спектр при помощи спектрографа или автоматизированной фотоэлектрической установки. Пары продуктов износа дают линейчатый спектр, который подвергают качественному и количественному анализу.
Качественный анализ состоит в обнаружении спектральных линий, свидетельствующих о присутствии в картерном масле металлов изнашивающихся деталей, а количественный - в определении интенсивности почернения спектральных линий. Плотность почернения линий измеряют при помощи микрофотометра. Полученный результат переводят в абсолютные единицы концентрации, используя тарировочные графики. График строят для каждого элемента по результатам анализа эталонов (проб масла с известным содержанием элемента). В процессе эксплуатации на каждый автомобиль ведут график изменения уровня концентрации продуктов износа металлов наиболее ответственных деталей двигателя (например, цилиндров - Fe, поршней - Al, колец - Cr, подшипников коленчатого вала - Pb), а также следят за концентрацией кремния, вязкостью и другими параметрами масла. Таким образом наблюдая за темпом изнашивания основных деталей, за появлением в масле кремния и годностью масла, заблаговременно выявляют отказы механизмов и систем, и прогнозируют ресурс работы двигателя.
Менее точно, но относительно быстро и просто можно диагностировать двигатель по концентрации ферромагнитных частиц в его картерном масле. Такую диагностику осуществляют при помощи электрического прибора, измеряющего концентрацию продуктов износа железа по изменению индуктивности масла за счёт присутствия в нём ферромагнитных частиц.