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        返廠油水分離器水分離效率研究

        2018-10-31 10:47:08何旭軍
        汽車科技 2018年4期

        何旭軍

        摘 要:對(duì)返廠油水分離器的水分離效率重復(fù)性差進(jìn)行了分析,提出了一種新的試驗(yàn)方法。

        關(guān)鍵詞:水分離效率;顆粒分析;試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)

        中圖分類號(hào):U467.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1005-2550(2018)04-0084-04

        Abstract: Analysis Water separation efficiency is poor repeatability of the Used oil-water separator, proposed a new test method

        Key Words:water separation efficiency; Particle analysis; Test time

        隨著客戶10萬(wàn)公里發(fā)動(dòng)機(jī)的提出,對(duì)我們的油水分離器要求也越來(lái)越高,以前2萬(wàn)公里要求更換的油水分離器現(xiàn)在需要滿足10萬(wàn)公里的要求,在做返廠的長(zhǎng)壽命油水分離器剩余水分離效率試驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)返廠件的水分離效率沒(méi)有重復(fù)性,而且試驗(yàn)結(jié)果差。由于是返廠件,每個(gè)樣件都是使用過(guò)的,用標(biāo)準(zhǔn)的方法顯然不合適,我們需要使用新的方法才測(cè)量。

        1 返廠油水分離器油水分離影響因素研究

        由于是返廠件,每個(gè)樣件使用的里程數(shù)都不一樣,不能以同一種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量產(chǎn)品的性能。那么以什么樣的方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)才能夠更加科學(xué)的來(lái)評(píng)判我們產(chǎn)品的性能,我們做了一些粗淺的研究。

        研究基于以下設(shè)備和試驗(yàn)材料:

        油水分離試驗(yàn)臺(tái):

        適用ISO 16332-2006/SAE J1839/SAE J 1488

        制造商:IFTS

        表面張力儀:

        適用:ISO 6889 表面活性介質(zhì)-通過(guò)液膜測(cè)定界面的張力

        制造商:上海方瑞儀器有限公司

        庫(kù)倫水分析儀:

        適用:ISO 760 水分的測(cè)定-卡爾.費(fèi)休法

        制造商:瑞士萬(wàn)通

        實(shí)驗(yàn)油:國(guó)VI柴油

        活性劑:monoolein

        1.1 濾清器里雜質(zhì)對(duì)水分離效率的影響:

        壓差:由于是返廠件,壓差肯定會(huì)因?yàn)橛退蛛x器里面的雜質(zhì)而使阻力增大,壓差升高,而雖然壓差的增加會(huì)影響濾清器的效率,但是如果清除掉濾清器里面的雜質(zhì)來(lái)降低壓差做試驗(yàn)的話,雖然可能能達(dá)到提高效率,勢(shì)必會(huì)和實(shí)際情況有所差別,那么我們對(duì)返廠件的壓差不做改變。但是油水分離器里面會(huì)殘留有炭黑等一類的雜質(zhì),由于試驗(yàn)的運(yùn)行,雜質(zhì)附著在濾紙上導(dǎo)致壓差升高,也有可能會(huì)隨著實(shí)驗(yàn)油流到下游,由于我們?cè)O(shè)備是針對(duì)于新的樣品來(lái)設(shè)計(jì)的,下游絕對(duì)濾清器是過(guò)濾油里面的水而不是過(guò)濾雜質(zhì)的,可能會(huì)對(duì)我們的設(shè)備的泵,傳感器等零件造成損壞,所以需在設(shè)備下游增加一個(gè)過(guò)濾雜質(zhì)的濾清器,那么我們選用什么樣的濾清器呢,經(jīng)過(guò)挑選,我們選擇了總成清潔度設(shè)備用的絕對(duì)濾清器,絕對(duì)濾清器后的顆粒分析見表1:我們從下游取樣200ml進(jìn)行分析,從表1顆粒分析結(jié)果可以看出,下游油樣沒(méi)有超過(guò)150μm的顆粒,清潔度比我們一般的濾清器等級(jí)都要高,不會(huì)對(duì)我們的設(shè)備有較大影響。

        1.2 油的表面張力對(duì)水分離效率的影響:

        油的表面張力:經(jīng)過(guò)測(cè)量國(guó)五柴油和去離子水的界面張力基本在25N/mm-28N/mm之間,而我們?cè)囼?yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求是15 N/mm-19 N/mm,考慮到實(shí)際情況,我們按照接近實(shí)際的柴油取值,調(diào)整油水界面張力在24N/mm-28N/mm。

        1.3 試驗(yàn)時(shí)間對(duì)水分離效率的影響:

        試驗(yàn)時(shí)間:這個(gè)也是返廠件試驗(yàn)的重要影響因子了,試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間是150min,但那時(shí)針對(duì)于新的樣件來(lái)說(shuō),對(duì)于返廠件的試驗(yàn)時(shí)間如果還和新的樣件試驗(yàn)時(shí)間一致那顯然不合適,那我們?cè)趺磥?lái)確定試驗(yàn)的時(shí)長(zhǎng)呢,看一下以下分析:

        使用我們這款長(zhǎng)壽命產(chǎn)品的車輛油耗大概在35-40L/100Km,因?yàn)槲覀兊漠a(chǎn)品要求是10萬(wàn)公里壽命,我們?nèi)∷孔畲笾?0ppm,取油耗40L/100km,那么10萬(wàn)公里需過(guò)濾油里面的水的總量為:0.00002×40L/100km×100000km=0.8L(式1)。

        我們?cè)囼?yàn)注水量為油水分離器額定流量的0.25%,此樣品的額定流量為3.1L/min,那么根據(jù)實(shí)際情況模擬,我們的試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)該定為0.8L/(3.1L/min×0.25%)=103min,(式2)。

        但是我們的樣件是返廠件,每個(gè)都是已經(jīng)使用過(guò)幾萬(wàn)公里的樣件,上面計(jì)算的時(shí)間明顯也不合適,假設(shè)樣件已經(jīng)使用了Xkm,那么還需要加水量為YL,見式3。

        0.00002×40L/100km×(100000km-Xkm)=YL,(式3)。

        試驗(yàn)時(shí)間Z為:YL/(3.1L/min×0.25%)=Zmin,(式4)綜合式3和式4,我們得出試驗(yàn)時(shí)間Z為:Z=0.8(100000-X)/775min,(式5)。

        由于試驗(yàn)時(shí)間縮短,原標(biāo)準(zhǔn)取樣時(shí)間間隔為20min取一次樣,現(xiàn)在我們縮短了試驗(yàn)時(shí)間,現(xiàn)試驗(yàn)時(shí)間前30min為每5min取樣一次,每5min試驗(yàn)時(shí)間加水量相當(dāng)于汽車跑約4843km,我們約算為5000km,也就是每個(gè)返廠件樣件我們?cè)谇?萬(wàn)公里的時(shí)候每隔5000km取樣一次。后面按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間每隔20min取一次(20000公里取樣一次),使用新方法得出的水分離效率見表3:

        按照標(biāo)準(zhǔn)SAE J 1488-1990試驗(yàn)的水分離效率見表4:

        綜合表3和表4的數(shù)據(jù),我們可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)我們的濾清器超過(guò)使用壽命后,水分離效率會(huì)呈直線下降,因?yàn)槲覀冊(cè)囼?yàn)要求的是測(cè)量平均水分離效率,所以勢(shì)必會(huì)拉低我們的試驗(yàn)結(jié)果,使得試驗(yàn)結(jié)果很不理想。見圖3,圖4:

        2 總結(jié)

        本文針對(duì)返廠的長(zhǎng)壽命油水分離器的水分離效率影響因素做了粗淺研究,提出了一種新的試驗(yàn)方法,使得返廠件能夠有科學(xué)的驗(yàn)證方法和有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)返廠件里的雜質(zhì)進(jìn)行了相應(yīng)的處理,有效的避免了雜質(zhì)進(jìn)入到下游循環(huán)對(duì)設(shè)備的損壞及對(duì)取樣的影響。對(duì)試驗(yàn)用油進(jìn)行了相關(guān)確認(rèn),因?yàn)槠匠\囕v使用的是市面上國(guó)V柴油,而標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)是需要使用活性劑對(duì)柴油進(jìn)行改變,為了接近實(shí)際車況,確認(rèn)了試驗(yàn)的油品。對(duì)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)和取樣間隔進(jìn)行了計(jì)算,根據(jù)產(chǎn)品使用的壽命不同而調(diào)整試驗(yàn)時(shí)間,科學(xué)有效的保證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。新的試驗(yàn)方法大大提高了試驗(yàn)的效率和提供了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,更好協(xié)助產(chǎn)品工程師對(duì)長(zhǎng)壽命產(chǎn)品水分離性能進(jìn)行研究。

        由于資源的局限性,只針對(duì)返廠件油水分離器有上述影響因子的研究,對(duì)于實(shí)際車況的溫度,流量波動(dòng),不同地方的燃油性能是否差異性大等因素沒(méi)有相關(guān)數(shù)據(jù)及對(duì)其進(jìn)行研究,以后希望在實(shí)際車況下能夠采集到相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加深入的研究。

        參考文獻(xiàn):

        [1]SAE J 1488-2010 分離燃油中乳化水的試驗(yàn)方法.

        [2]SAE J1839-2010游離水/燃油水分離試驗(yàn)方法.

        [3]ISO 16332-2006柴油機(jī)燃油濾清器油/水分離效率的評(píng)定方法.

        [4]ISO 760 水份的測(cè)定——卡爾.費(fèi)休法.

        [5]ISO 6889 表面活性介質(zhì)——通過(guò)液膜測(cè)定界面張力.

        [6]ISO 16232-7 液體回路的清潔度-顯微鏡分析法測(cè)定顆粒.

        [7]ISO 16232-10液體回路的清潔度-結(jié)果的表達(dá).

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