试验流量对5AL3SS金属烧结毡滤材多通试验结果的影响

2020-09-27高宏伟

汽车零部件 2020年9期

高宏伟

(航空工业(新乡)计测科技有限公司，河南新乡 453019)

0 引言

为更好地帮助过滤产品设计员了解不同试验流量对5AL3SS金属烧结毡滤材多次通过试验[1]结果的影响，本文作者选取相同制造工艺同批次生产的5AL3SS金属烧结毡滤材分别在8、12、16、20、24 L/min这5个试验流量下进行了多次通过试验。通过对试验结果做进一步分析，总结了试验流量对5AL3SS金属烧结毡滤材多次通过试验结果的影响。

1 试验条件

5AL3SS金属烧结毡滤材的试验流量分别为8、12、16、20、24 L/min。在多次通过试验中保证试验流量为唯一变量，其他参数条件相同，具体如下：

(1)试验标准：ISO 16889:2008[2];

(2)滤材极限压差：800.0 kPa；

(3)上游基本质量污染度:2 mg/L；

(4)试验粉尘：ISO MTD(ISO 12103-1[3],A3 MEDIUM TEST DUST，A3试验粉尘)；

(5)试验介质：YH-15;

(6)试验温度：35 ℃；

(7)滤材面积：200 cm2；

(8)测试粒径：5、10 、12、15、20、25、40、50 μm(c)。

2 试验结果

(1)5个试验流量下金属烧结毡滤材各颗粒尺寸的平均过滤效率试验结果见表1。

表1 5个试验流量下金属烧结毡滤材各颗粒尺寸的平均过滤效率 %

(2)5个试验流量在不同时间间隔下的金属烧结毡滤材的压差见表2。

表2 5个试验流量在不同时间间隔下的金属烧结毡滤材的压差 kPa

(3)5个试验流量下金属烧结毡滤材的纳污容量[4]试验结果见表3。

表3 5个试验流量下金属烧结毡滤材的纳污容量

3 试验结果分析

(1)由表1 中的数据发现，改变试验流量对5AL3SS金属烧结毡滤材各颗粒尺寸的平均过滤效率影响很小。5AL3SS金属烧结毡滤材在8、12、16、20、24 L/min这5个试验流量下各颗粒尺寸的平均过滤效率的最大偏差为0.81%。在该试验中，试验流量是唯一变量。试验流量变大，能够确定的是试验油液流动对滤材产生的压力也随之变大。但是5AL3SS金属烧结毡滤材的强度很大，过滤精度又非常高，所以在5AL3SS金属烧结毡滤材达到极限压差之前，只要试验油液流动对滤材产生的压力不足以冲破滤材，最多也只能把已经被5AL3SS金属烧结毡滤孔过滤掉的颗粒中的极少部分冲到下游。所以改变试验流量对5AL3SS金属烧结毡滤材各颗粒尺寸的平均过滤效率影响很小。

(2)为了便于分析在5个试验流量下5AL3SS金属烧结毡滤材压差随时间的变化，根据表2、表3数据绘制5AL3SS金属烧结毡滤材在5个试验流量下的压差-时间曲线如图1所示。

通过观察图1可以发现随着试验流量的变大，5AL3SS金属烧结毡滤材到达极限压差的时间变短，对应的金属烧结毡滤材压差-时间曲线的增长趋势越显著。产生这样结果的原因一方面可从5AL3SS金属烧结毡滤材的流阻特性分析。增大试验流量，5AL3SS金属烧结毡滤材的清洁滤材压差也随之增大。在相同的极限压差下，5AL3SS金属烧结毡滤材的净压差会减小；另一方面是因为在相同的上游基本质量污染度和试验时间下，流经5AL3SS金属烧结毡滤材的污染物质量随试验流量的提高而增大。这个结论可通过公式(1)得出。伴随着污染物质量的增大，将有更多数量的各尺寸颗粒流经5AL3SS金属烧结毡滤材，进而加速了金属烧结毡滤孔的堵塞。这两方面原因致使5AL3SS金属烧结毡滤材的压差上升速度更快，达到极限压差时间越短。

图1 5个试验流量下金属烧结毡滤材的压差-时间曲线

(1)

式中：M为在T时间时向试验系统注入的污染物质量，g；Q为金属烧结毡滤芯的试验流量，L/min；R为上游基本质量污染度，mg/L；T为试验时间，min。

(3)根据表3中的数据绘制5AL3SS金属烧结毡滤材的纳污容量-流量曲线如图2所示。

图2 5AL3SS金属烧结毡滤材的纳污容量-流量曲线

由图2可知，在8、12、16、20、24 L/min的试验流量下5AL3SS金属烧结毡滤材的纳污容量先变小后变大再变小，纳污容量的变化情况是无规律的。纳污容量大小近似等于试验结束后试验油箱污染物注入质量与试验油箱残留的污染物质量的差值。从表3可知5AL3SS金属烧结毡滤材在5个试验流量下的残留污染物总量几乎相等，所以5AL3SS金属烧结毡滤材的纳污容量大小取决于试验结束后污染物的注入质量。从公式(1)可知，在相同的上游基本质量污染度的条件下，污染物的注入质量与试验流量和试验时间的乘积成正比。从图1可知5AL3SS金属烧结毡滤材的试验流量变大对应的试验时间变短，所以5AL3SS金属烧结毡滤材的纳污容量随试验流量改变的变化情况是不能定性分析的。因此，图2中纳污容量的变化情况只能代表8、12、16、20、24 L/min这5个试验流量对5AL3SS金属烧结毡滤材的纳污容量的影响。根据表3中数据计算求得5AL3SS金属烧结毡滤材在5个试验流量下对应的纳污容量偏差见表4。

表4 5个试验流量下5AL3SS金属烧结毡滤材的纳污容量数值偏差 %

通过观察表4发现， 5AL3SS金属烧结毡滤材在8、12、16、20、24 L/min这5个试验流量下的纳污容量偏差普遍很大。最小的纳污量偏差是3%，在24 L/min试验流量下的纳污容量相比8 L/min试验流量下的纳污容量数值更是负偏了55.8%。这也说明了5AL3SS金属烧结毡滤材的纳污容量大小容易受试验流量的影响。因此，要想了解5AL3SS金属烧结毡滤材具体在某些试验流量下的纳污容量的变化情况，需要根据多次通过试验结果进行定量分析。