内燃机用机燃油滤清器原始滤清效率检测方法（重量法）的浅析

黄长城 姜礼义 姜志坚

【摘要】当前，国内外机燃油滤清器的标准有许多，大部分都规定了对原始滤清效率检测方法进行的规定（如JB/T、GB/T、ISO等）。但具体的检测方法却并不相同，本文通过对不同标准中关于原始滤清效率检测方法的规定进行初步分析。

【关键词】滤清器；原始滤清效率

1、概述

内燃机发动机有空气、机油、燃油三种滤清器。它们分别担负发动机进气系统、润滑系统、燃烧系统冷却系统中介质的过滤。滤清器的核心功能是通过滤芯过滤管路中的杂质，以达到对发动机形成长期有效的保护，所以说滤清器性能的优劣对于机器的正常运行和使用寿命起到重要的作用，而原始滤清效率是滤清器产品的一个非常重要的指标。

滤清效率现有试验方法有两种，其一为采用激光传感器粒子计数法检测过滤效率，其二为采用重量法检测滤清效率。光学检测方法固然有其重复性好、测量精度高等优点；但是设备价格高昂、普及率并不高。重量法检测则不同，普及率高，检测环节少，试验简单；但是现有的各试验方法存在较多的缺陷，可比性相对较差，以至于难以很好的界定产品的过滤性能，对于提升车用液体过滤器产品质量的作用受到检测方法的制约。本文主要对各种内燃机用机油、燃油滤清器的原始滤清效率检测所采用的重量法进行分析，为以后标准制订和方法的研究提供依据，以进一步发挥重量法试验操作简易，检测效率高等优点，甚至进一步提高试验效率，使该方法与光学测量方法优势互补，相得益彰，对于提升车用机燃油滤清器产品质量意义重大。

2、国内外的标准分析

目前国内外含有滤清效率检测要求的相关标准：机油滤清器（JB/T 5088.2-2008、JB/T 5089.3-2010、TB/T 1436-2013、TB/T 3056.3-2002、GB/T8243.4-2003/ISO 4548-4：1997、SAE HS 806-2009等）；燃油滤清器（JB/T 5239.4-2011、QC/T 918-2013等）。现在就当前的各类标准对原始滤清效率的检测方法进行分析：

JB/T 5088.2和JB/T 5089.3这两份标准试验方法完全相同，试验原理见图一，其方法是，在油箱1中加入一定量规定粒径分布的杂质和油液搅拌后，由蠕动泵4按十分之一的额定流量（由于机油滤清器额定流量太大，按比例缩小试验流量）吸入滤清器8（不循环）再冲洗油箱残余杂质吸入滤清器过滤，在收集瓶9收集未被过滤的杂质油，再用真空抽滤器加滤膜分析未过滤的杂质量得出原始滤清效率。该方法的缺陷，一是试验过程较为繁琐，需要对器具及设备进行不断清洗，工作效率较低；二是不同的清洗油量导致收集瓶收集到的杂质量是大不同的，即导致不同的试验结果，而实际上标准也没有给出清洗油量，导致结果存在不同程度的虚高。

TB/T 1436和 TB/T 3056.3这两份标准的试验方法的试验原理与上述不同，见图二。其方法是在油箱1中加入一定量规定粒径分布的杂质和油液搅拌后，由油泵2按额定流量循环通过滤清器9，在滤清器前后取样处7和11分别取样，测定前后的浓度比即为原始滤清效率。该方法的优点是可实现按额定流量试验，缺点是在循环的过程中，彻底破坏了粒径的分布状态，从理论上讲，并非是针对规定粒径本身的过滤效率。

GB/T8243.4/ISO4548-4采用JB/T5088.2标准类似的单向通过不循环的试验方法，原理见图三，其方法是按一定试验流量（具体不明确），由泵2驱动，将规定粒径分布的规定杂质从试验油泥罐6冲入试验滤清器7，并在收集瓶10收集规定的油量，油量经真空抽滤器加滤膜分析得出原始滤清效率。该方法的缺陷是，由于机油滤清器额定流量太大，如果按额定流量试验，在收集瓶收集是困难的，所以标准中试验流量没作规定，模糊化；而且规定的4倍收集量难以界定从油泥罐6到滤芯进口侧所有的杂质是否冲洗干净。由此，从原理上分析，按该标准执行得出的试验结果可变动范围较大。

SAE HS 806采用单向通过循环（循环时用绝对滤过滤）的试验方法，原理见图四，其方法是按额定流量进行试验，在混合器中加入规定量的杂质，经过规定的时间，在绝对过滤器3上收集未被过滤的杂质，得出原始滤清效率。该方法采用了额定流量这样的大流量进行单向循环，注定了截留未过滤杂质的所谓绝对过滤器并不绝对，过滤精度不能高。标准给出的分别是金属丝网规格分别为44μm、17μm和8μm（该三者标准上名义精度与实际精度也不同），滤膜为8μm、5μm和3μm，一者精度并不高，二者标准未给出如何选用，给实际选用带来困扰；第二个方面是试验杂质提供三种选择，前两种只给出大概的粒径范围，如，阔粒子粒度29～470μm，窄粒子粒度小于10μm，无严格标准，第三种为ISO 12103标准A4灰粒径0～200μm，从指标看，绝对滤不能完全截留杂质；第三个方面，按额定流量要冲洗15分钟，冲洗混合器到滤芯进口侧必然绝对清洁，却极易产生过度冲洗。

JB/T 5239.4与机油滤清器GB/T5088.2标准试验方法相近，标准规定试验流量为额定流量，由于燃油滤清器额定流量比较小，大致只有机油滤的十分之一，试验按额定流量试验没有问题。但是动力源不是油泵，而是气体压力产生流量通过滤清器，难以掌控刚好是试验介质通过滤清器而气体不通过，一旦气体进入滤清器冲刷杂质，其过滤机理则与液体不同，从实际看会降低试验结果，可见用气体做动力源并非一个好的选择；其二是存在与机油滤JB/T5088.2标准相同的问题，试验介质冲洗不彻底，会使试验结果虚高。

QC/T 918方法与机油滤清器JB/T5088.2标准原理相同，存在类似问题。

3、总结

纵观国内外各标准，分析得出以下结论：第一、重量法测定原始滤清效率采取单向循环或者单向通过是主流，否则会破坏粒径分布，同时单向循环必须有高精度绝对过滤器，即单向滤配绝对滤；第二、试验可比性比试验工况更重要，有些试验要实现工况下检测是代价高昂或者难以操作的，就该检测项目而言，试验流量不能太大，否则绝对过滤器难以承受大流量而只能改用低精度绝对滤，这样就失去绝对滤的作用，另外绝对滤面积应足够大以增大通油量；第三、冲洗清洁界定问题。应界定从试验油箱到滤芯入口侧所有杂质都应已经滤芯充分过滤，整个试验系统污染油液浓度以指数函数降低至几乎为0，试验结束。从理论上看，滤清效率不可能低于0，滤芯前段浓度为0时，后段浓度也应为0；第四、其他各试验条件应更确定和严格。

参考文献

[1]JB/T5088.2-2008，内燃机旋装式机油滤清器第2部分：试验方法.

[2] JB/T 5089.3-2010，内燃机纸质滤芯机油滤清器第3部分：试验方法.

[3]TB/T 1436-2013， 内燃机车机油滤清器.

[4] GB/T 8243.4-2003/ISO4548：4-1997，内燃机全流式机油滤清器试验方法第4部分：原始滤清效率、寿命和累积效率（重量法）.

[5]SAE HS 806-2009，机油滤清器试验方法.

[6]JB/T 5239.4-2011，柴油机柴油滤清器第4部分：试验方法.

[7]QC/T 918-2013，汽車用汽油滤清器试验方法.