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        燃油濾清器的試驗方法與分析

        2019-10-21 10:16:52陳海濱
        時代汽車 2019年1期

        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。

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