浅析燃油滤清器试验污注流量的选择

张雄

(航空工业过滤产品质量监督检测中心, 河南新乡 453019)

浅析燃油滤清器试验污注流量的选择

张雄

(航空工业过滤产品质量监督检测中心, 河南新乡 453019)

介绍了燃油滤清器在车用发动机上的作用。从燃油滤清器多次通过试验方法出发，确定了污注流量对试验结果的影响。列举了应用不同污注流量对实验结果造成影响的实例，表明了选择合理的污注流量是保证燃油滤清器试验准确可靠的重要条件。

燃油滤清器；多次通过试验法；污注流量

0 前言

燃油滤清器是车用发动机供油系统的主要元件之一,其功能是滤除发动机燃油系统中的有害颗粒和水分，以保护油泵油嘴、缸套、活塞环等，减少磨损、避免堵塞;把含在燃油中的铁锈、粉尘等固体杂物除去，防止燃油系统(特别是喷油嘴)堵塞;减少机械磨损，确保发动机稳定运行，提高可靠性。

燃油滤清器由于其工况的特点，选择的滤纸孔径小、均匀性好、过滤效率高、纳污容量也较高。并且设计的额定流量一般都比较小，流量范围绝大多数都是在2～8 L/min之内。而多次通过试验法是评定燃油滤清器过滤效率等主要性能指标的方法。多次通过试验法模拟燃油滤清器在供油系统中的实际工作状况，污染物不断地从外界侵入并在内部产生，燃油滤清器不断滤除其中部分污染物，而未被滤除的部分在系统内循环并多次通过燃油滤清器。其试验内容包括：评定燃油滤清器的压降流量特性、过滤效率和纳垢容量。

在燃油滤清器多次通过试验法中，污注流量是一项重要的试验参数。选择不同的污注流量对燃油滤清器过滤效率评定是否有影响？假如存在影响，那么影响要有多大？文中对上述问题展开论述。

1 数学公式

ISO 19438：2003(内燃机柴油滤清器和汽油滤清器-采用粒子计数法测定滤清器和杂质储存能力)是评定燃油滤清器的多次通过试验法之一。

依据该试验标准的内容，用下式计算注入污注油箱内油液的质量污染度Gi：

(1)

式中：Gb为上游基本重量污染度，单位为mg/L；

Q为试验流量，单位为L/min；

qi为污注流量，单位为mL/min。

用下式计算燃油滤清器的视在纳污容量m：

m=Gi×Vh

(2)

式中：Vh为污注油箱内消耗的油液体积，单位为L。

将式(1)代入式(2)可得到如下公式：

(3)

当同一型号燃油滤清器选取不同污注流量进行多次通过试验时，视在纳污容量m只与滤清器的滤材与结构有关，是定量；试验流量Q和上游基本污染度Gb也都是相同的。由此可得：

(4)

式中：qi,n为第n次选择的污注流量，单位为mL/min；

Vh,n为第n次选择污注流量时污注油箱内消耗的油液体积，单位为L。

由公式(4)可知，污注流量的选取只与污注油箱内消耗的油液体积成正比关系，与试验结果没有关系。选取的污注流量越大，消耗的油液体积越多；选取的污注流量越小，消耗的油液体积越少。

但是，当选取的污注流量过小时，由公式(1)可得出质量污染度也很大，造成污注油箱内污染物的浓度极大，当运用污注泵进行喷射时，高浓度污染液导致污注泵卡滞，造成喷射流量波动，污注流量不准确，对试验结果产生影响。

由以上分析，可以得出以下两种情况：

(1)当污注流量qi值选取在合适范围内，保证质量污染度Gi不大时，选取的污注流量对燃油滤清器多次通过试验结果无影响。

(2)当污注流量qi值选取较小时，造成质量污染度Gi较大时，选取的污注流量对燃油滤清器多次通过试验结果有影响。

2 试验验证

为了保证上述理论成立，以下讨论的试验验证所使用的燃油过滤器是同一型号，都为某厂家提供。而且，试验设备相同，试验人员相同，除了污注流量不同外，其他试验条件均相同。主要的试验条件如下：

试验流量：3.0 L/min；

试验粉尘：ISO MTD；

上游基本污染度：100 mg/L；

试验介质：YH-15；

介质黏度：15 mm2/s；

稀释比：1∶5；

总成极限压差：70.0 kPa。

(1)当污注流量qi选取250 mL/min时，质量污染度Gi=1 200 mg/L，燃油滤清器多次通过试验不同粒径上游每10 min平均颗粒数和平均过滤效率数据如表1—3所示。

表1 4 μm(c)粒径上游每10 min平均颗粒数 (qi=250 mL/min,Gi=1 200 mg/L)

表2 5 μm(c)粒径上游每10 min平均颗粒数 (qi=250 mL/min,Gi=1 200 mg/L)

表3 燃油滤清器平均过滤效率数据 (qi=250 mL/min,Gi=1 200 mg/L)

(2)当污注流量qi选取100 mL/min时，质量污染度Gi=3 000 mg/L，燃油滤清器多次通过试验不同粒径上游每10 min平均颗粒数和平均过滤效率数据如表4—6所示。

表4 4 μm(c) 粒径上游每10 min平均颗粒数 (qi=100 mL/min,Gi=3 000 mg/L)

表5 5 μm(c) 粒径上游每10 min平均颗粒数 (qi=100 mL/min,Gi=3 000 mg/L)

表6 燃油滤清器平均过滤效率数据 (qi=100 mL/min,Gi=3 000 mg/L)

对表1—6中数据进行处理，得到图1和图2。

当选择污注流量250和100 mL/min时，质量污染度Gi都不大。分析图1可以得出：不同污注流量下，燃油滤清器不同粒径档的上游颗粒数基本一致；分析图2可以得出：不同污注流量下，燃油滤清器不同粒径档的平均过滤效率也基本一致。由此可知，对试验结果没有产生影响。

(3)当污注流量qi选取50 mL/min时，质量污染度Gi=6 000 mg/L，燃油滤清器多次通过试验4 μm(c)粒径上游每10 min平均颗粒数如表7所示。

表7 4 μm(c) 粒径上游每10 min平均颗粒数 (qi=50 mL/min,Gi=6 000 mg/L)

对表1和表7中数据进行处理，得到图3。

分析图3可以得出：当选择污注流量为50 mL/min时，质量污染度Gi较大，上游颗粒数波动较大，一致性很差；并且与污注流量qi=250 mL/min的上游颗粒数不能吻合，对试验数据造成较大影响。

3 结论

在进行燃油滤清器多次通过试验时，应选择合适范围内的污注流量，保证质量污染度不要很大，试验结果与污注流量无关；当选择的污注流量较小时，质量污染度很大，污注流量对试验结果有影响。

【1】 王继锁,楚鹏飞,卜啸天.汽车电动燃油泵失效模式分析[J].汽车零部件,2014(2):17-19.

【2】 全国汽车标准化技术委员会.ISO19438-2003内燃机柴油滤清器和汽油滤清器-采用粒子计数法测定滤清器和杂质储存能力[S].2003.

【3】 王同庆,郭桂霞.发动机燃油系统污染元件的净化[J].过滤与分离,2000(4):41-43.

【4】 王同庆,曹建军.过滤材料主要性能参数关系[J].过滤与分离,2000(1):30-32.

【5】 路红,马书根,齐全.ISO16889草案的国际联合比对试验综述[S].液压与气动,2003(8):148-154.

SelectionofSewageDischargeinFuelOilFilterTest

ZHANG Xiong

(Aviation Industry Filtration Product Quality Supervision and Test Center，Xinxiang Henan 453019,China)

The role of the fuel oil filter in a car engine was introduced. From the fuel oil filter multi-pass test methods, the effect of different sewage discharge on test results were confirmed. Some examples about impact of different sewage discharge on experimental results were presented. It is shown that the reasonable selection of sewage discharge is an important condition to ensure accurate and reliable fuel filter test.

Fuel oil filter; Multi-pass test method; Sewage discharge

2014-05-12

张雄(1984—),男，本科，工程师，研究方向为流体污染测试与控制技术研究工作。E-mail：xiong19841029@sina.com。