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新聞主題 |
機油濾清器的設計要求、種類(lèi)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(guò)時(shí)，必不可少地會(huì )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(huì )使柴油發(fā)電機運動(dòng)零件的磨損加速，甚至會(huì )堵塞油管。所以機油在使用過(guò)程中應進(jìn)行過(guò)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(jìn)入零件的
一、對機油濾清器的設計要求
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(jìn)入發(fā)動(dòng)機而對發(fā)動(dòng)機造成損壞，因此，發(fā)動(dòng)機的機油入口上都會(huì )設置機油濾清器，以對機油中的雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)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各元件阻力供油至摩擦表面，建立起壓力油膜，隨著(zhù)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(lái)直接影響。如果出現的機油濾清器破裂故障，直接造成漏油嚴重，導致軸瓦拉瓦、咬死等重大故障。柴油機振動(dòng)、系統高油壓、濾清器處油壓波動(dòng)大、濾清器卷邊和外殼材料缺陷都是造成破裂的原因。
因此對旋轉式濾清器結構（外觀(guān)矢量圖如圖1所示）強度設計、避振設計、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，嚴加控制。這也要求供應商增強模塊式設計、分析計算和功能試驗能力，能及時(shí)結合柴油機開(kāi)發(fā)同步進(jìn)行改進(jìn)。提高排放標準后，燃燒爆壓大幅度增加，潤滑部件磨損加劇，對濾紙的過(guò)濾精度和過(guò)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、油阻和精度等指標平衡問(wèn)題，保證性能基礎上，避免給機油泵帶來(lái)的過(guò)大背壓，造成功率和油耗的損失?！?/span>
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子上的切向噴嘴噴出，推動(dòng)轉子高速旋轉，將機油中的雜質(zhì)通過(guò)離心力分離的機械裝置，結構如圖2所示。其優(yōu)點(diǎn)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(kāi)發(fā)過(guò)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(shí)間，在歐Ⅳ時(shí)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(shí)就帶來(lái)潤滑油的煙炱水平過(guò)高的負面問(wèn)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，導致機油過(guò)早失效、過(guò)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(guò)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(guò)旁通式的高精度細濾、高效率的離心式轉子過(guò)濾可以明顯地積聚和過(guò)濾碳黑?！?/span>
對離心式轉子濾清器來(lái)說(shuō)，其高效率的濾清性能必須保證轉子具備高工作轉速7000r/min以上；轉子濾在出廠(chǎng)測試臺位上的性能并不一定在柴油機實(shí)際運行中一致，受到柴油機結構布置、油壓、通流面積、機油狀況、曲軸箱壓力等諸多因素影響。轉子濾廠(chǎng)商應與柴油機同步進(jìn)行開(kāi)發(fā)—進(jìn)行實(shí)際柴油機運轉時(shí)的性能測量、耐久試驗件濾清效果分析及使用壽命測定?！⊥瑯愚D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(shí)軸強度、轉子強度等。
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部構造。
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圖1 旋轉式機油濾清器外觀(guān)矢量圖 |
圖2 離心式機油濾清器外觀(guān)結構圖 |
二、機油濾清器的種類(lèi)
機油濾清器的工作原理是通過(guò)過(guò)濾器中的過(guò)濾介質(zhì)對機油中的雜質(zhì)和污垢進(jìn)行過(guò)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。機油濾清器的過(guò)濾介質(zhì)一般采用纖維材料、納米材料、陶瓷材料等，其過(guò)濾效果和使用壽命都有所不同。機油濾清器的種類(lèi)主要分為三類(lèi)：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的一種機油濾清器，其主要原理是通過(guò)濾網(wǎng)將機油中的雜質(zhì)過(guò)濾掉。這種濾芯的過(guò)濾效果較差，只能過(guò)濾掉直徑較大的顆粒，而對于微小顆粒的過(guò)濾效果不佳。同時(shí)，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)濾芯是目前應用最廣泛的一種機油濾清器，其過(guò)濾介質(zhì)采用多層紙質(zhì)濾紙，可以過(guò)濾掉直徑在20微米以上的顆粒，過(guò)濾效果較好。同時(shí)，紙質(zhì)濾芯的使用壽命較長(cháng)，一般可以使用250小時(shí)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一高度的鋸齒褶皺后再卷繞而成，在使用中，當濾筒外側油壓過(guò)大時(shí)，極易會(huì )造成相鄰的鋸齒貼合在一起，造成濾筒的過(guò)濾面積大幅降低，機油供應量驟降。因此，在設計時(shí)應盡量避免該缺陷，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(guò)濾介質(zhì)采用合成纖維材料，可以過(guò)濾掉直徑在5微米以上的顆粒，過(guò)濾效果更加出色。同時(shí)，合成纖維濾芯的使用壽命也更長(cháng)，可以使用300小時(shí)以上。纖維濾清器制作工藝如圖4所示。
此外，機油濾清器的內部構造按濾清方式可分為過(guò)濾式和離心式兩類(lèi)。過(guò)濾式濾清器按其結構又分為線(xiàn)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構。線(xiàn)繞式機油濾清器是由兩層細銅絲繞成的過(guò)濾網(wǎng)。主要是利用機油穿過(guò)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
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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)電機正常運轉的關(guān)鍵，一般建議在每次更換機油時(shí)同時(shí)更換機油濾清器。如果機油濾清器長(cháng)時(shí)間不更換，就會(huì )導致機油中的雜質(zhì)和污垢越來(lái)越多，影響機油的流動(dòng)性和潤滑性，最終導致柴油發(fā)電機出現故障。在更換機油濾清器時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：
（1）確認機油濾清器的型號和規格是否與原機相同，避免購買(mǎi)錯誤的機油濾清器。
（2）更換機油濾清器時(shí)需要將機油放空，避免機油泄漏。
（3）更換機油濾清器時(shí)需要將舊的機油濾清器拆下來(lái)，將新的機油濾清器安裝好，并按照規定的扭矩力進(jìn)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：
機油濾清器是柴油發(fā)電機中的一個(gè)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，延長(cháng)柴油發(fā)電機的使用壽命，因此我們應該重視機油濾清器的維護和更換。
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