新聞主題	機油濾清器的設(shè)計要求、種類和維護方法

 

摘要：柴油發(fā)電機的機油在相互摩擦的零件表面之間經(jīng)過時，必不可少地會帶走部分因摩擦而脫落的金屬顆粒，還可能夾雜有大氣中的灰塵以及其他污染物。這些雜質(zhì)如保留在機油中，不僅會使柴油發(fā)電機運動零件的磨損加速，甚至?xí)氯凸堋Ｋ詸C油在使用過程中應(yīng)進行過濾。目前，柴油發(fā)電機上都裝有機油濾清器。其功用是除去機油中的金屬磨屑及金屬雜質(zhì)，防止它們進入零件的摩擦表面而使零件出現(xiàn)磨損加劇和防止?jié)櫥吐范氯馃叩仁鹿省?/span>

 

一、對機油濾清器的設(shè)計要求

 

      由于機油中含有一些灰塵、金屬顆粒、碳沉淀物和煤煙顆粒等雜質(zhì)，為了降低機油中的雜質(zhì)進入發(fā)動機而對發(fā)動機造成損壞，因此，發(fā)動機的機油入口上都會設(shè)置機油濾清器，以對機油中的雜質(zhì)進行過濾。

1、旋裝式機油濾清器的要求

      高強化柴油機機油泵輸出的潤滑機油壓力一般都較高，以確?？朔櫥到y(tǒng)各元件阻力供油至摩擦表面，建立起壓力油膜，隨著柴油機強化程度及歐Ⅲ機型爆發(fā)壓力日益升高，各軸承承載要求也日漸提高，甚至部分軸瓦最小油膜厚度在1μm左右，這些對油壓和機油濾清器的可靠性能同樣提出很高要求。另外機油濾清器通常直接接在機油泵后，高油壓對機油濾清器可靠性帶來直接影響。如果出現(xiàn)的機油濾清器破裂故障，直接造成漏油嚴(yán)重，導(dǎo)致軸瓦拉瓦、咬死等重大故障。柴油機振動、系統(tǒng)高油壓、濾清器處油壓波動大、濾清器卷邊和外殼材料缺陷都是造成破裂的原因。

      因此對旋轉(zhuǎn)式濾清器結(jié)構(gòu)（外觀矢量圖如圖1所示）強度設(shè)計、避振設(shè)計、承壓能力、材料性能、工藝控制等影響可靠性的關(guān)鍵之處必須提高要求，嚴(yán)加控制。這也要求供應(yīng)商增強模塊式設(shè)計、分析計算和功能試驗?zāi)芰?，能及時結(jié)合柴油機開發(fā)同步進行改進。提高排放標(biāo)準(zhǔn)后，燃燒爆壓大幅度增加，潤滑部件磨損加劇，對濾紙的過濾精度和過濾可靠性同樣必須提高。合理配置濾紙材料，優(yōu)化體積、流量、油阻和精度等指標(biāo)平衡問題，保證性能基礎(chǔ)上，避免給機油泵帶來的過大背壓，造成功率和油耗的損失。　

2、離心式機油濾清器的要求

      離心式機油濾清器是利用具有一定壓力的機油從轉(zhuǎn)子上的切向噴嘴噴出，推動轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，將機油中的雜質(zhì)通過離心力分離的機械裝置，結(jié)構(gòu)如圖2所示。其優(yōu)點是分離油底殼機油中的顆粒物，減緩機油老化速率，提升換油周期。

      近幾年，歐Ⅲ柴油機開發(fā)過程中，為降低NO和顆粒物排放，普遍采用了的一種有效措施是大幅延遲噴油噴射時間，在歐Ⅳ時采用的廢氣再循環(huán)(EGR)，高爆發(fā)壓力采用鋼活塞等技術(shù)，這些新技術(shù)同時就帶來潤滑油的煙炱水平過高的負面問題。柴油發(fā)電機油中的煙炱碳黑和極細小顆粒增加到一定水平，如果不能很好地被分散，超出濃度界限，一直接造成關(guān)鍵潤滑部件的磨損，此外造成容易造成機油粘度，增加形成油泥、活塞閥系的高溫沉積物，導(dǎo)致機油過早失效、過濾器阻塞、供油不足、油膜破壞而造成磨損，直接影響到柴油發(fā)電機正常工作和壽命?！?/span>

      一方面通過優(yōu)化燃燒、優(yōu)選機油可以得到降低，但可能犧牲了油耗和使用成本，另一方面通過旁通式的高精度細濾、高效率的離心式轉(zhuǎn)子過濾可以明顯地積聚和過濾碳黑?！?/span>

      對離心式轉(zhuǎn)子濾清器來說，其高效率的濾清性能必須保證轉(zhuǎn)子具備高工作轉(zhuǎn)速7000r/min以上；轉(zhuǎn)子濾在出廠測試臺位上的性能并不一定在柴油機實際運行中一致，受到柴油機結(jié)構(gòu)布置、油壓、通流面積、機油狀況、曲軸箱壓力等諸多因素影響。轉(zhuǎn)子濾廠商應(yīng)與柴油機同步進行開發(fā)—進行實際柴油機運轉(zhuǎn)時的性能測量、耐久試驗件濾清效果分析及使用壽命測定。　同樣轉(zhuǎn)子濾的使用可靠性要求也值得關(guān)注，如密封性、反螺紋旋向時軸強度、轉(zhuǎn)子強度等。

3、限壓閥和旁通閥的要求

       限壓閥和旁通閥裝在機油濾清器底座上其內(nèi)部構(gòu)造。限壓閥由調(diào)整螺打、限壓彈簧和閥門組成。其作用是保證機油壓力符合規(guī)定要求，防止因機油壓力過高而破壞柴油發(fā)電機零件的正常潤滑和損壞機油管接頭等。一般情況下，機油壓力過高或過低均可通過調(diào)節(jié)限壓閥來達到規(guī)定要求。旁通閥由鋼球、彈簧和鎖緊螺母組成。其作用是當(dāng)機油粗濾器阻塞時，機油不經(jīng)過機油粗濾器而直接從旁通閥的流到主油道中，保證柴油發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)。

 

圖1  旋轉(zhuǎn)式機油濾清器外觀矢量圖

圖2  離心式機油濾清器外觀結(jié)構(gòu)圖

 

二、機油濾清器的種類

 

      機油濾清器的工作原理是通過過濾器中的過濾介質(zhì)對機油中的雜質(zhì)和污垢進行過濾，使得機油中的有害物質(zhì)得以清除，保證柴油發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)。機油濾清器的過濾介質(zhì)一般采用纖維材料、納米材料、陶瓷材料等，其過濾效果和使用壽命都有所不同。機油濾清器的種類主要分為三類：機械式濾芯、紙質(zhì)濾芯和合成纖維濾芯。

1、機械式濾芯

      機械式濾芯是最早出現(xiàn)的一種機油濾清器，其主要原理是通過濾網(wǎng)將機油中的雜質(zhì)過濾掉。這種濾芯的過濾效果較差，只能過濾掉直徑較大的顆粒，而對于微小顆粒的過濾效果不佳。同時，機械式濾芯的使用壽命較短，需要經(jīng)常更換。

2、紙質(zhì)濾芯

      紙質(zhì)濾芯是目前應(yīng)用最廣泛的一種機油濾清器，其過濾介質(zhì)采用多層紙質(zhì)濾紙，可以過濾掉直徑在20微米以上的顆粒，過濾效果較好。同時，紙質(zhì)濾芯的使用壽命較長，一般可以使用250小時以上，但需要注意的是，紙質(zhì)濾芯不適用于高溫高壓環(huán)境下的使用。

     由于機油濾清器其濾筒都是由濾紙折疊成統(tǒng)一高度的鋸齒褶皺后再卷繞而成，在使用中，當(dāng)濾筒外側(cè)油壓過大時，極易會造成相鄰的鋸齒貼合在一起，造成濾筒的過濾面積大幅降低，機油供應(yīng)量驟降。因此，在設(shè)計時應(yīng)盡量避免該缺陷，制作工藝如圖3所示。

3、合成纖維濾芯

      合成纖維濾芯是一種新型的機油濾清器，其過濾介質(zhì)采用合成纖維材料，可以過濾掉直徑在5微米以上的顆粒，過濾效果更加出色。同時，合成纖維濾芯的使用壽命也更長，可以使用300小時以上。纖維濾清器制作工藝如圖4所示。

      此外，機油濾清器的內(nèi)部構(gòu)造按濾清方式可分為過濾式和離心式兩類。過濾式濾清器按其結(jié)構(gòu)又分為線繞式、紙質(zhì)式和刮片式等；機油細濾器一般采用的是離心式結(jié)構(gòu)。線繞式機油濾清器是由兩層細銅絲繞成的過濾網(wǎng)。主要是利用機油穿過銅絲之間的縫隙，將機油中金屬顆粒和其他雜質(zhì)濾除。這種濾清器能將混在機油中大于0.04~0.09 mm的雜質(zhì)阻隔在過濾網(wǎng)外面。這種濾清器不易損壞，但柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)250h左右時，必須要將濾芯拆下放入柴油中進行清洗，然后用壓縮空氣吹干后，再按技術(shù)要求裝配到殼體內(nèi)。     

 

圖3  機油濾清器濾紙制作工藝

圖4  合成纖維式機油濾清器制作工藝

 

三、機油濾清器的維護和更換

 

      機油濾清器的維護和更換是保證柴油發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，一般建議在每次更換機油時同時更換機油濾清器。如果機油濾清器長時間不更換，就會導(dǎo)致機油中的雜質(zhì)和污垢越來越多，影響機油的流動性和潤滑性，最終導(dǎo)致柴油發(fā)電機出現(xiàn)故障。在更換機油濾清器時，需要注意以下幾點：

（1）確認機油濾清器的型號和規(guī)格是否與原機相同，避免購買錯誤的機油濾清器。

（2）更換機油濾清器時需要將機油放空，避免機油泄漏。

（3）更換機油濾清器時需要將舊的機油濾清器拆下來，將新的機油濾清器安裝好，并按照規(guī)定的扭矩力進行固定。

（4）更換機油濾清器后需要加入新的機油，并檢查機油的液面是否正常。

 

總結(jié)：

      機油濾清器是柴油發(fā)電機中的一個重要組成部分，其作用不可忽視。正確維護和更換機油濾清器可以保證柴油發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)，延長柴油發(fā)電機的使用壽命，因此我們應(yīng)該重視機油濾清器的維護和更換。

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