張雄

(航空工業(yè)過濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心, 河南新鄉(xiāng) 453019)

淺析燃油濾清器試驗(yàn)污注流量的選擇

張雄

(航空工業(yè)過濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心, 河南新鄉(xiāng) 453019)

介紹了燃油濾清器在車用發(fā)動機(jī)上的作用。從燃油濾清器多次通過試驗(yàn)方法出發(fā)，確定了污注流量對試驗(yàn)結(jié)果的影響。列舉了應(yīng)用不同污注流量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的實(shí)例，表明了選擇合理的污注流量是保證燃油濾清器試驗(yàn)準(zhǔn)確可靠的重要條件。

燃油濾清器；多次通過試驗(yàn)法；污注流量

0 前言

燃油濾清器是車用發(fā)動機(jī)供油系統(tǒng)的主要元件之一,其功能是濾除發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)中的有害顆粒和水分，以保護(hù)油泵油嘴、缸套、活塞環(huán)等，減少磨損、避免堵塞;把含在燃油中的鐵銹、粉塵等固體雜物除去，防止燃油系統(tǒng)(特別是噴油嘴)堵塞;減少機(jī)械磨損，確保發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，提高可靠性。

燃油濾清器由于其工況的特點(diǎn)，選擇的濾紙孔徑小、均勻性好、過濾效率高、納污容量也較高。并且設(shè)計的額定流量一般都比較小，流量范圍絕大多數(shù)都是在2～8 L/min之內(nèi)。而多次通過試驗(yàn)法是評定燃油濾清器過濾效率等主要性能指標(biāo)的方法。多次通過試驗(yàn)法模擬燃油濾清器在供油系統(tǒng)中的實(shí)際工作狀況，污染物不斷地從外界侵入并在內(nèi)部產(chǎn)生，燃油濾清器不斷濾除其中部分污染物，而未被濾除的部分在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)并多次通過燃油濾清器。其試驗(yàn)內(nèi)容包括：評定燃油濾清器的壓降流量特性、過濾效率和納垢容量。

在燃油濾清器多次通過試驗(yàn)法中，污注流量是一項(xiàng)重要的試驗(yàn)參數(shù)。選擇不同的污注流量對燃油濾清器過濾效率評定是否有影響？假如存在影響，那么影響要有多大？文中對上述問題展開論述。

1 數(shù)學(xué)公式

ISO 19438：2003(內(nèi)燃機(jī)柴油濾清器和汽油濾清器-采用粒子計數(shù)法測定濾清器和雜質(zhì)儲存能力)是評定燃油濾清器的多次通過試驗(yàn)法之一。

依據(jù)該試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，用下式計算注入污注油箱內(nèi)油液的質(zhì)量污染度Gi：

(1)

式中：Gb為上游基本重量污染度，單位為mg/L；

Q為試驗(yàn)流量，單位為L/min；

qi為污注流量，單位為mL/min。

用下式計算燃油濾清器的視在納污容量m：

m=Gi×Vh

(2)

式中：Vh為污注油箱內(nèi)消耗的油液體積，單位為L。

將式(1)代入式(2)可得到如下公式：

(3)

當(dāng)同一型號燃油濾清器選取不同污注流量進(jìn)行多次通過試驗(yàn)時，視在納污容量m只與濾清器的濾材與結(jié)構(gòu)有關(guān)，是定量；試驗(yàn)流量Q和上游基本污染度Gb也都是相同的。由此可得：

(4)

式中：qi,n為第n次選擇的污注流量，單位為mL/min；

Vh,n為第n次選擇污注流量時污注油箱內(nèi)消耗的油液體積，單位為L。

由公式(4)可知，污注流量的選取只與污注油箱內(nèi)消耗的油液體積成正比關(guān)系，與試驗(yàn)結(jié)果沒有關(guān)系。選取的污注流量越大，消耗的油液體積越多；選取的污注流量越小，消耗的油液體積越少。

但是，當(dāng)選取的污注流量過小時，由公式(1)可得出質(zhì)量污染度也很大，造成污注油箱內(nèi)污染物的濃度極大，當(dāng)運(yùn)用污注泵進(jìn)行噴射時，高濃度污染液導(dǎo)致污注泵卡滯，造成噴射流量波動，污注流量不準(zhǔn)確，對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

由以上分析，可以得出以下兩種情況：

(1)當(dāng)污注流量qi值選取在合適范圍內(nèi)，保證質(zhì)量污染度Gi不大時，選取的污注流量對燃油濾清器多次通過試驗(yàn)結(jié)果無影響。

(2)當(dāng)污注流量qi值選取較小時，造成質(zhì)量污染度Gi較大時，選取的污注流量對燃油濾清器多次通過試驗(yàn)結(jié)果有影響。

2 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了保證上述理論成立，以下討論的試驗(yàn)驗(yàn)證所使用的燃油過濾器是同一型號，都為某廠家提供。而且，試驗(yàn)設(shè)備相同，試驗(yàn)人員相同，除了污注流量不同外，其他試驗(yàn)條件均相同。主要的試驗(yàn)條件如下：

試驗(yàn)流量：3.0 L/min；

試驗(yàn)粉塵：ISO MTD；

上游基本污染度：100 mg/L；

試驗(yàn)介質(zhì)：YH-15；

介質(zhì)黏度：15 mm2/s；

稀釋比：1∶5；

總成極限壓差：70.0 kPa。

(1)當(dāng)污注流量qi選取250 mL/min時，質(zhì)量污染度Gi=1 200 mg/L，燃油濾清器多次通過試驗(yàn)不同粒徑上游每10 min平均顆粒數(shù)和平均過濾效率數(shù)據(jù)如表1—3所示。

表1 4 μm(c)粒徑上游每10 min平均顆粒數(shù) (qi=250 mL/min,Gi=1 200 mg/L)

表2 5 μm(c)粒徑上游每10 min平均顆粒數(shù) (qi=250 mL/min,Gi=1 200 mg/L)

表3 燃油濾清器平均過濾效率數(shù)據(jù) (qi=250 mL/min,Gi=1 200 mg/L)

(2)當(dāng)污注流量qi選取100 mL/min時，質(zhì)量污染度Gi=3 000 mg/L，燃油濾清器多次通過試驗(yàn)不同粒徑上游每10 min平均顆粒數(shù)和平均過濾效率數(shù)據(jù)如表4—6所示。

表4 4 μm(c) 粒徑上游每10 min平均顆粒數(shù) (qi=100 mL/min,Gi=3 000 mg/L)

表5 5 μm(c) 粒徑上游每10 min平均顆粒數(shù) (qi=100 mL/min,Gi=3 000 mg/L)

表6 燃油濾清器平均過濾效率數(shù)據(jù) (qi=100 mL/min,Gi=3 000 mg/L)

對表1—6中數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到圖1和圖2。

當(dāng)選擇污注流量250和100 mL/min時，質(zhì)量污染度Gi都不大。分析圖1可以得出：不同污注流量下，燃油濾清器不同粒徑檔的上游顆粒數(shù)基本一致；分析圖2可以得出：不同污注流量下，燃油濾清器不同粒徑檔的平均過濾效率也基本一致。由此可知，對試驗(yàn)結(jié)果沒有產(chǎn)生影響。

(3)當(dāng)污注流量qi選取50 mL/min時，質(zhì)量污染度Gi=6 000 mg/L，燃油濾清器多次通過試驗(yàn)4 μm(c)粒徑上游每10 min平均顆粒數(shù)如表7所示。

表7 4 μm(c) 粒徑上游每10 min平均顆粒數(shù) (qi=50 mL/min,Gi=6 000 mg/L)

對表1和表7中數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到圖3。

分析圖3可以得出：當(dāng)選擇污注流量為50 mL/min時，質(zhì)量污染度Gi較大，上游顆粒數(shù)波動較大，一致性很差；并且與污注流量qi=250 mL/min的上游顆粒數(shù)不能吻合，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)造成較大影響。

3 結(jié)論

在進(jìn)行燃油濾清器多次通過試驗(yàn)時，應(yīng)選擇合適范圍內(nèi)的污注流量，保證質(zhì)量污染度不要很大，試驗(yàn)結(jié)果與污注流量無關(guān)；當(dāng)選擇的污注流量較小時，質(zhì)量污染度很大，污注流量對試驗(yàn)結(jié)果有影響。

【1】 王繼鎖,楚鵬飛,卜嘯天.汽車電動燃油泵失效模式分析[J].汽車零部件,2014(2):17-19.

【2】 全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.ISO19438-2003內(nèi)燃機(jī)柴油濾清器和汽油濾清器-采用粒子計數(shù)法測定濾清器和雜質(zhì)儲存能力[S].2003.

【3】 王同慶,郭桂霞.發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)污染元件的凈化[J].過濾與分離,2000(4):41-43.

【4】 王同慶,曹建軍.過濾材料主要性能參數(shù)關(guān)系[J].過濾與分離,2000(1):30-32.

【5】 路紅,馬書根,齊全.ISO16889草案的國際聯(lián)合比對試驗(yàn)綜述[S].液壓與氣動,2003(8):148-154.

SelectionofSewageDischargeinFuelOilFilterTest

ZHANG Xiong

(Aviation Industry Filtration Product Quality Supervision and Test Center，Xinxiang Henan 453019,China)

The role of the fuel oil filter in a car engine was introduced. From the fuel oil filter multi-pass test methods, the effect of different sewage discharge on test results were confirmed. Some examples about impact of different sewage discharge on experimental results were presented. It is shown that the reasonable selection of sewage discharge is an important condition to ensure accurate and reliable fuel filter test.

Fuel oil filter; Multi-pass test method; Sewage discharge

2014-05-12

張雄(1984—),男，本科，工程師，研究方向?yàn)榱黧w污染測試與控制技術(shù)研究工作。E-mail：xiong19841029@sina.com。