新聞主題	康明斯發(fā)電機組的濾清器質(zhì)量判別

 

摘要：康明斯設備專(zhuān)家給大家介紹一款大型柴油發(fā)電機“奶爸級”管家——全面可視化監控管理的智能系統FleetguardFIT™。有了它，隨時(shí)掌握柴油發(fā)電機濾清器壽命和機油質(zhì)量狀況，有效延長(cháng)濾清器壽命，創(chuàng )造更大價(jià)值！隨著(zhù)IOT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、AI人工智能、柴油機學(xué)習與傳感器產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展，由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)的基于真實(shí)工況的維保策略（CBM）將取代傳統基于固定里程數的保養策略，同時(shí)為柴油發(fā)電機組提供對設備健康和維護管理更全面、更及時(shí)的認知。

 

一、智能濾清器功能

 

      康明斯弗列加（Fleetguard^®）是柴油發(fā)電機機過(guò)濾行業(yè)中的領(lǐng)先品牌，其Fleetguard FIT濾清器監控系統為行業(yè)用戶(hù)提供了用于實(shí)時(shí)監控機油和濾清器等消耗性零件的解決方案。這種顛覆性的科技通過(guò)對設備本身的溫度、壓力、流體品質(zhì)等重要參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控與分析，實(shí)現對設備的健康管理。機油是柴油發(fā)電機中必不可少的部分，業(yè)內的專(zhuān)家常將機油比作發(fā)電機的“血液”，它的重要程度不言而喻。同時(shí)，發(fā)電機相當一部分的失效模式都會(huì )引起機油成分比例的變化（比如：金屬磨損、燃油稀釋、冷卻液稀釋等等）甚至在多數情況下，在這些失效模式還沒(méi)有引起嚴重的發(fā)電機故障的時(shí)候，機油的劣化已經(jīng)先行產(chǎn)生。

      FleetguardFIT通過(guò)在濾清器前后油路等相應的位置安裝智能傳感器（濾清器位置如圖1所示），探測濾清器本身的“阻力”參數。“阻力”是過(guò)濾器重要的物理參數之一，它與柴油發(fā)電機的一些運行參數結合起來(lái)，能夠體現濾清器工作時(shí)的實(shí)時(shí)狀態(tài)：

① 濾清器工作原理如圖2，檢查濾紙濾孔的堵塞狀態(tài)；

② 燃油中雜質(zhì)含量的初步判斷（新濾清器阻力短時(shí)間異常升高可能表示油品品質(zhì)出現問(wèn)題）；

③ 檢查濾清器安裝是否恰當。

 

圖1  柴油機濾清器位置圖

圖2  油水分離器工作原理圖

 

二、濾清器的質(zhì)量判別技巧

 

3、濾紙質(zhì)量

      質(zhì)量好的濾紙與質(zhì)量差的濾紙，從表面上是差不多的，只有專(zhuān)業(yè)的檢驗設備下驗，就能有明顯的區別，濾紙質(zhì)量好壞關(guān)系到清器效率，質(zhì)量好的濾紙所過(guò)濾到系統中的雜質(zhì)、鐵屑類(lèi)、塵土類(lèi)東西比較多、質(zhì)量差的濾紙過(guò)濾的雜質(zhì)、鐵屬類(lèi)、塵土類(lèi)東西比較少，起不到保護作用，發(fā)動(dòng)機的相關(guān)機件就容易腐損。

4、濾清器的過(guò)濾效率

      主要由濾清器中使用的濾紙質(zhì)量好壞決定，濾清器的過(guò)濾效率過(guò)到96%以上才算合格品，在同一時(shí)間、同一地點(diǎn)、不同濾清器的使用效果不一樣，明顯區別在發(fā)動(dòng)機起動(dòng)、行駛過(guò)程中，對發(fā)動(dòng)機的感覺(jué)及發(fā)動(dòng)機尾氣煙度大小，發(fā)動(dòng)機在修理當中看到機件磨損有明顯區別。

5、濾紙與端蓋粘接材料

      質(zhì)量好的濾紙，還需要有品質(zhì)好的粘合劑，如選擇不當，濾清器中的濾紙與上下端蓋粘合不牢，使用過(guò)程中碰到油易脫落，無(wú)粘性，造成短路，起不到過(guò)濾作用。

6、生產(chǎn)工藝的保證

      從表而看，濾紙下紙之間不能粘連，必須在光照上看到透光，如在光照上看不到透光，濾紙間粘連會(huì )影響整個(gè)空的流量，壽命短，造成動(dòng)力不足、無(wú)在清理過(guò)程不易去掉塵土。好的空濾是濾紙這間不粘連，具有強的透光度，適合發(fā)動(dòng)機組進(jìn)氣標準，使用壽命長(cháng)，易清理。

      對于動(dòng)力出現明顯問(wèn)題的柴油發(fā)電機，Fleetguard FIT的監控警報提供了非常有參考意義的信息。此外，通過(guò)安裝機油品質(zhì)傳感器，Fleetguard FIT可對發(fā)電機機油的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。Fleetguard FIT系統通過(guò)先進(jìn)的傳感器和數據分析主動(dòng)探測失效(濾清器提前堵塞和機油惡化指示)，可以幫助用戶(hù)減少停機時(shí)間;同時(shí)，通過(guò)早期問(wèn)題監測，制定更優(yōu)化的維護計劃，延長(cháng)濾清器壽命，降低TCO (總持有成本) ，為用戶(hù)創(chuàng )造更大價(jià)值。

 

圖3  空氣濾清器濾芯基本結構

圖4  空氣濾清器折疊濾紙示意圖

 

三、濾清器性能試驗標準

 

1、空氣濾芯試驗

      選用的空氣濾芯（內部組成如圖3所示）一定要與原裝發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性、經(jīng)濟性及可靠性匹配。

（1）額定進(jìn)氣量濾芯技術(shù)參數中的空氣流量應大于配用發(fā)動(dòng)機的額定進(jìn)氣量。

（2）過(guò)濾材料如圖6所示。對過(guò)濾材料有定量、厚度、挺度、耐破度、透氣度、最大孔徑、平均孔徑等要求?？得魉共裼蜋C要求空氣過(guò)濾精度為5ym，而國產(chǎn)濾紙僅為80ym。

（3）濾芯性能試驗：

① 流量-阻力（壓降）試驗測定空氣流動(dòng)壓力損失（流量-阻力或流量-壓力降曲線(xiàn)）。

② 原始過(guò)濾效率試驗可計算出濾芯的集塵效率，正常濾芯的降塵率應為99%以上。

③ 儲塵能力試驗和累積效率試驗濾芯積塵灰過(guò)多造成堵塞、進(jìn)氣阻力增大。使發(fā)動(dòng)機功率下降5%或油耗上升5%時(shí)的進(jìn)氣阻力是一極限值，達到此值時(shí)就必須清掃或更換濾芯。試驗時(shí)，進(jìn)氣阻力或壓力降達到7—46kPa時(shí)的積灰重量即是濾芯的儲塵能力，而在此試驗期間的過(guò)濾效率則為累積效率。

④ 原始進(jìn)氣阻力試驗進(jìn)氣阻力（額定空氣流量通過(guò)濾芯時(shí)在進(jìn)、出口處的壓差）不應超過(guò)3.2kPa，否則功率將下降，發(fā)動(dòng)機會(huì )冒黑煙。

 

圖5  空氣濾清器內部組成示意圖

圖6  空氣濾芯結構（濾紙位置）

 

2、柴油濾清器試驗

      柴油濾清器要按ISO4020標準（柴油機用燃油濾清器試驗方法）進(jìn)行下述試驗。

（1）新濾清器清結度試驗

      確定濾芯內側是否清除了生產(chǎn)儲運中殘留的灰塵雜質(zhì)。

（2）氣泡法試驗

      用于證實(shí)濾芯是否有大于過(guò)濾精度的孔隙存在。

（3）過(guò)濾效率和壽命試驗

      過(guò)濾效率是指測定被濾除的特定粒子的百分比，濾清器壽命則以堵塞試驗壓差大于0.07MPa的時(shí)間表示。

（4）水分離效度試驗

      確定濾油器分離油水混合液中水分的百分數

（5）濾芯破損試驗

      確定濾芯的抗破裂壓力

（6）濾油器總成破損試驗

      測定總成承受內壓力的能力

（7）脈動(dòng)壓力疲勞試驗

      測定在脈動(dòng)壓力下（模擬發(fā)動(dòng)機起動(dòng)或停止時(shí)）濾油器總成的機械強度

（8）抗振疲勞試驗

      確定正常使用條件下濾油器抗振動(dòng)的機械強度。

3、機油濾清器

      復合式機油濾清器（工作原理如圖7所示）應按ISO4548標準進(jìn)行下述試驗。

（1）壓力降-流量特性試驗

      用指定粘度的機油測定濾油器總成的壓力降-流量曲線(xiàn)。

（2）濾芯旁通元件的特性試驗

      測定濾芯壓力降-旁通流量曲線(xiàn)。當通過(guò)濾芯的壓力降較低時(shí)，為限制未經(jīng)過(guò)濾的機油量，旁通元件在低于規定的開(kāi)啟壓力降時(shí)，允許有不大的漏油量；而當濾芯完全堵塞時(shí)，可旁通全部流量且不超過(guò)規定的壓力降。

（3）高壓降和高溫特性試驗

      機油濾清器在工作中（特別是在濾芯堵塞時(shí)）將經(jīng)受高壓降。另外，濾芯還受到機油高溫的影響，應在模擬高溫條件下測試濾芯承受高壓降而不破損的能力。

（4）濾芯壽命與過(guò)濾效率試驗

      采用粒子計數法測定濾芯奉命，試驗時(shí)繪制壓差-試驗時(shí)間或壓差-加灰重量的關(guān)系曲線(xiàn)，以達到75%旁通閥設計開(kāi)啟壓力時(shí)的試驗時(shí)間或污染物重量來(lái)表示濾芯壽命。濾紙過(guò)濾孔形狀如圖8所示。

（5）累積效率試驗

      采用重量分析法測定濾芯壽命時(shí)，以達到試驗終點(diǎn)壓差時(shí)的試驗時(shí)間或污染物的捕獲量來(lái)評定。

（6）液壓脈沖疲勞試驗

      機油濾清器在使用中要受到發(fā)動(dòng)機冷卻狀態(tài)下波動(dòng)壓力的作用。試驗時(shí)用規定的脈動(dòng)油壓，循環(huán)1000次，以確定濾油器殼體，密封圈及濾芯高壓波動(dòng)的抗壓能力。

（7）耐振疲勞試驗

      安裝機油濾清器總成后，加上模似發(fā)動(dòng)機或安裝結構振動(dòng)面造成共振的頻率與振幅，保持規定的機油壓力，循環(huán)1000萬(wàn)次，以確定無(wú)小滲漏油跡或疲勞損壞性能。

 

圖7  復合式機油濾清器的工作原理圖.

圖8  機油濾清器濾芯高效濾紙放大圖

 

 

總結：

      濾清器濾芯的精度?般是?微?表示，精度多少µm，是指過(guò)濾器濾芯的孔徑大??；包含雜質(zhì)的溶液通過(guò)過(guò)濾?時(shí)，允許通過(guò)的最?顆粒的尺寸?？讖皆叫?，過(guò)濾精度越?。在眾多過(guò)濾芯及過(guò)濾產(chǎn)品中，?個(gè)重要的參數就是過(guò)濾精度，通常單位為微米，也有??數或其他單位來(lái)表示，但如何來(lái)檢測濾芯及過(guò)濾產(chǎn)品的過(guò)濾精度呢？其實(shí)在國內市場(chǎng)中關(guān)于過(guò)濾精度的理解?直是混亂的，過(guò)濾精度的標法也是混亂的，基本上的現狀是過(guò)濾精度由?產(chǎn)?商通過(guò)?定的檢測?段根據?定的標準來(lái)確定的(包括濾芯孔徑、對顆粒的截留效率，細菌截留能?等)。不同?產(chǎn)廠(chǎng)家對于濾芯的標稱(chēng)單位可能是不同的，因此，用戶(hù)在選擇濾清器時(shí)一定要看清制造商標注精度的單位，以免產(chǎn)生誤解。

 

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