陳海濱

摘 要：燃油系統(tǒng)被稱為車輛的“血液中心”，而燃油濾清器是機(jī)械燃油系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，對燃油系統(tǒng)起著保護(hù)作用。本文中，筆者以燃油濾清器作為研究對象，首先對燃油濾清器的工作機(jī)理進(jìn)行闡述，然后結(jié)合工作實際，探討燃油濾清器的匹配設(shè)計，為后期類似車輛燃油濾清器的選配提供經(jīng)驗參考。

關(guān)鍵詞：燃油共給系統(tǒng)；燃油濾清器；匹配實驗

1 引言

國家有關(guān)機(jī)構(gòu)公布的數(shù)據(jù)顯示，目前我國汽車用量正以年均15%的增長率增加，汽車用量的增加給國家環(huán)保帶來了更大的壓力，綠色環(huán)保出行理念的提出使得更多的企業(yè)追求更低的汽車排放量和燃油耗。目前，許多汽車企業(yè)已逐步用電控高壓共軌噴油系統(tǒng)代替機(jī)械調(diào)節(jié)式噴油系統(tǒng)，隨著電控高壓共軌噴油系統(tǒng)逐步推進(jìn)，傳統(tǒng)燃油濾清器顯然已不能滿足現(xiàn)實需要。國五以上發(fā)動機(jī)中的零部件對燃油質(zhì)量提出了更高的要求，若燃油有水或其它雜物必然會引起系統(tǒng)整個油路的堵塞，甚至導(dǎo)致噴油嘴被卡死損壞，導(dǎo)致車輛無法行駛。而燃油中的水會促使含鐵的金屬和鋁制壓鑄部分生銹引起穴蝕，導(dǎo)致噴油嘴失效，此外還會降低潤滑性加速噴油嘴和柱塞泵磨損。另外，水和燃油中的硫高溫下會反應(yīng)生成硫酸，對供油系統(tǒng)部件造成腐蝕。因此，對于燃油濾清器的選擇必須按照嚴(yán)格的要求，使其能夠有效分離燃油中水和其它雜物。

2 燃油濾清器的工作原理

燃油濾油器作為車輛燃油系統(tǒng)的重要組成部分能夠?qū)θ加拖到y(tǒng)起到保護(hù)作用，還可以對發(fā)動機(jī)相關(guān)部件的高效率運(yùn)行起到促進(jìn)作用。它的基本作用為：可以實現(xiàn)排氣泵油的自動化，減少車輛發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障的概率，對飛輪齒圈起到保護(hù)作用，提升噴油器高壓油泵運(yùn)行穩(wěn)定性。燃油濾油器主要具備泵油排氣、預(yù)熱、燃油濾清以及報警等功能。燃油濾清器組成如圖1所示。

燃油由輸油泵送入燃油濾清器，通過紙質(zhì)濾芯清除燃油中的雜質(zhì)后進(jìn)入濾油筒內(nèi)腔，再通過濾清器座上的集油腔通向噴油泵。濾清器座上設(shè)有回油接頭，內(nèi)裝溢流閥，當(dāng)燃油濾清器內(nèi)燃油壓力超過0.08MPa時，多余的燃油由回油接頭回至燃油箱。應(yīng)按座上箭頭所指方向連接低壓燃治管路，不可接錯。濾芯底部的密封墊圈裝在彈簧座內(nèi)，彈簧將密封墊圈貼在螺母的底面起密封作用。濾清器座和外殼之間靠拉桿連接，并由橡膠圈密封，濾清器座上端有放氣螺塞，用戶在使用中可以松開放氣螺釘清除燃油濾清器內(nèi)的空氣。

3 某燃油濾清器的匹配設(shè)計及試驗

3.1 燃油濾清器選型

以某廠生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)（XX）為例，該發(fā)動機(jī)額定功率為112KW，排量4.752L，該發(fā)動機(jī)要求濾清器性能參數(shù)如表1所示。

收集的資料顯示，同樣級別的發(fā)動機(jī)使用的是XX系列的粗濾器，可初步確定本車型使用XX型粗濾器作為匹配濾清器。該濾清器的有關(guān)參數(shù)見表2。

對比表1和表2中的數(shù)據(jù)能夠得知，初始選擇的匹配燃油濾清器的額定流量和壓差都小于發(fā)動機(jī)對于濾清器的參數(shù)要求。其中，流量過小和壓差不足會造成燃油系統(tǒng)供油問題，影響發(fā)動機(jī)油軌的軌壓，導(dǎo)致車輛運(yùn)行的欠動力和經(jīng)濟(jì)性。為對該型號（XX）粗濾器的參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確計算，對其進(jìn)行相應(yīng)的流量和壓差進(jìn)行實驗測試，本次實驗所采用工裝管內(nèi)徑為8mm。流量阻力關(guān)系如表3所示。從表3能夠得知，當(dāng)流量為120L/min時壓差值小于要求值，故需繼續(xù)進(jìn)行的對比試驗與整車匹配實驗。

本次實驗的目的在于對發(fā)動機(jī)自帶燃油濾清器與XX濾清器的流量和壓差進(jìn)行對比，為之后匹配濾清器提供數(shù)據(jù)支撐。為保證數(shù)據(jù)可靠性，實驗采用同一轉(zhuǎn)速。本次實驗所用實驗設(shè)備主要為壓差儀（精度0.001bar），把兩個濾清器分別置于系統(tǒng)供油管路，開啟發(fā)動機(jī)對兩者的壓差進(jìn)行測量。結(jié)果如表4所示。

根據(jù)流體力學(xué)的理論可知，測試環(huán)境一定時濾清器的壓差會由于流量的增加而變大，但從表4中可看出，轉(zhuǎn)速從800增加至2600時濾清器的壓差基本穩(wěn)定，未出現(xiàn)較大波動，出現(xiàn)這種情況的原因在于車輛處于空載狀態(tài)，雖然轉(zhuǎn)速在增加，但實際流量卻未明顯增加，故壓差數(shù)值基本不變。此外，從表4中看出，在相同轉(zhuǎn)速下XX型粗濾器的壓差要小于發(fā)動機(jī)自帶濾油器的壓差，因此我們能夠確認(rèn)XX型粗濾器更優(yōu)于發(fā)動機(jī)自帶濾油器。本次實驗因為未對車輛加載情況進(jìn)行實驗，故需繼續(xù)進(jìn)行相應(yīng)的匹配測試。

3.2 燃油濾清匹配試驗

本次實驗所采用的發(fā)動機(jī)的燃油供給系統(tǒng)是BOSCH，依據(jù)實際要求該發(fā)動機(jī)油泵油口壓差需為0.5-1.0bar?；赜涂趬翰畈坏么笥?.2KP，故繼續(xù)對進(jìn)回油口壓差進(jìn)行測試。本次實驗首先按照要求對燃油濾清器油路進(jìn)行布設(shè)，開啟發(fā)動機(jī)，測量泵油進(jìn)出口壓差在發(fā)動機(jī)扭矩點(diǎn)（1400r/min）、怠速點(diǎn)（700r/min）、功率點(diǎn)（2500r/min）的數(shù)值。測量過程中為保證數(shù)值的可信性，選擇的燃油管管徑、長度都和主機(jī)廠車型相同。測量結(jié)果如圖2所示。

從圖2中我們能夠看出，雖然濾清器的流阻較大但相應(yīng)的油泵進(jìn)回油口壓差是符合實際要求的，故本燃油濾清器是能夠?qū)崿F(xiàn)與發(fā)動機(jī)的匹配。

4 結(jié)論與優(yōu)化

燃油濾油器作為車輛燃油系統(tǒng)的重要組成部分能夠?qū)θ加拖到y(tǒng)起到保護(hù)作用，還可以對發(fā)動機(jī)相關(guān)部件的高效率運(yùn)行起到促進(jìn)作用。作者在對燃油濾清器的工作機(jī)理進(jìn)行闡述的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討了燃油濾清器的匹配設(shè)計。國六的實施意味著發(fā)動機(jī)廠家對燃油濾清器提出了更高的要求，但這也同時意味著可能會導(dǎo)致主機(jī)廠產(chǎn)品質(zhì)量的過剩，生產(chǎn)成本的提升。本文正是在此背景下，對燃油濾清器進(jìn)行選配設(shè)計與試驗論證，以達(dá)到平衡成本與質(zhì)量的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇洪良.高壓共軌柴油機(jī)電控系統(tǒng)集成研究[D].山東：山東理工大學(xué)，2010.

[2]趙玉軍，楊淑燕，李維，等.一種燃油濾清器及燃油濾清系統(tǒng)[P].中國專利：zL201220103384.6，2012—03一19.

[3]陳希穎，居鈺生，張慶，等.非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)中國第三階段排放標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].現(xiàn)代車用動力，2015，（3）：1—6.

[4] 郭紅琦.工程機(jī)械柴油機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)與控制技術(shù)[J]-石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，（1）：92—95.

[5]崔志成.工程機(jī)械電噴柴油發(fā)動機(jī)保養(yǎng)要點(diǎn)[J].設(shè)備管理與維修，2014，（7）：24—25.