機油濾清器耐低溫性能評價

摘 要：發(fā)動機工作過程中，金屬磨屑、塵土、高溫下被氧化的積碳和膠狀沉淀物、水等不斷混入潤滑油。機油濾清器的作用就是濾掉這些機械雜質(zhì)和膠質(zhì)，保待潤滑油的清潔，延長其使用期限。文章就機油濾清器耐低溫性能評價的方法進(jìn)行了闡述和分析。

關(guān)鍵詞：機油濾清器；機油濾清器；診斷與排除

發(fā)動機的潤滑機油在工作一段時間后，其中混有發(fā)動機工作過程中零部件摩擦產(chǎn)生的金屬磨屑；機油本身產(chǎn)生的膠狀沉淀物和機油高溫下被氧化過程中的產(chǎn)物如各種有機酸、焦質(zhì)瀝青以及碳化物會隨同機油進(jìn)入潤滑油道，造成油路堵塞；以及其他外來雜質(zhì)如空氣中的塵土通過呼吸管、加油口等處進(jìn)入曲軸箱；還有漏入濁底殼的水等，這些雜質(zhì)會促進(jìn)零部件的磨損，產(chǎn)生腐蝕或咬死運動件，從而加速發(fā)動機的磨損。因此在發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)中必須增設(shè)機油濾清器，以濾除上述存在于機油中的有害雜質(zhì)，保護(hù)主機零部件，延長其使用壽命。

1.機油濾清器的作用

機油濾清器的作用就是濾掉機械雜質(zhì)和膠質(zhì)，保待潤滑油的清潔，延長發(fā)動機使用期限。機油濾清器應(yīng)具有濾清能力強，流通阻力小，使用壽命長等性能。一般潤滑系中裝用幾個不同濾清能力的濾清器--集濾器、粗濾器和細(xì)濾器，分別并聯(lián)或串聯(lián)在主油道中。其中粗濾器串聯(lián)在主油道中，為全流式；細(xì)濾器并聯(lián)在主油道中，為分流式。機油濾清器上游是機油泵，下游是主油道。 現(xiàn)代轎車發(fā)動機上普遍只設(shè)有集濾器和一個全流式機油濾清器。

2.機油濾清器的技術(shù)特點

機油濾清器對濾紙的要求比空氣濾清器更高，主要因為機油的溫度變化從0到300度不等，在劇烈的溫度驟變下，機油的濃度也發(fā)生相應(yīng)改變，這會影響到機油的過濾流量。優(yōu)質(zhì)機油濾清器的濾紙能夠在劇烈的溫度變化下，過濾雜質(zhì)，保證足夠流量。橡膠密封圈：優(yōu)質(zhì)機油的濾清器密封圈是用特殊橡膠合成的，保證100%不漏油。回流抑制閥：只有優(yōu)質(zhì)機油濾清器中才有。當(dāng)發(fā)動機熄火時，它能防止機油濾清器變干；當(dāng)發(fā)動機重新點火時，它立即產(chǎn)生壓力，供給機油潤滑發(fā)動機。溢流閥：只有優(yōu)質(zhì)機油濾清器中才有。當(dāng)外部溫度降低到某一特定值或當(dāng)機油濾清器超出正常使用期限時，溢流閥會在特殊壓力作用下打開，讓未經(jīng)過濾的機油直接流進(jìn)發(fā)動機。盡管如此一來，機油中的雜質(zhì)會進(jìn)入發(fā)動機，但比起發(fā)動機中沒有機油而造成的損失而言，它要小得多。因此溢流閥是在緊急情況下保護(hù)發(fā)動機的關(guān)鍵。

3.密封圈低溫技術(shù)要求和測試方法

3.1低溫靜壓強度

把產(chǎn)品和試驗夾具放入低溫箱中，采用-30℃*2h，670kPa*1h（油壓），-40℃*2h，670kPa*lh（油壓），-40℃*24h，1800kPa*1h（油壓）試驗通過的機油濾清器，還是無法通過-30℃低溫試車。應(yīng)按照SAE HS 806：2001第11.5節(jié)要求（管路，油箱，產(chǎn)品在低溫室中）來評價旋裝濾清器密封墊圈的低溫密封性。鑒于冷脆溫度無法準(zhǔn)確衡量耐低溫性能，已報批的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《汽車濾清器用橡膠密封件》采用低溫回縮溫度Trl0，但都必須用標(biāo)準(zhǔn)試片，而橡膠密封圈一般較小，無法在產(chǎn)品上取到測試需要的試片。

3.2玻璃化溫度

用DSC方法測量Tg，只需要10g左右的不規(guī)則樣品，可以從產(chǎn)品上直接取樣，因此我們建議采用測量Tg的方法。Tg為玻璃化溫度，橡膠玻璃化溫度是橡膠由玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。以玻璃化溫度為界。高分子聚合物的物理性質(zhì)隨高分子鏈段運動自由度的變化而呈現(xiàn)顯著的變化。當(dāng)溫度低于橡膠玻璃化溫度時，由于橡膠分子鏈運動被凍結(jié)，分子鏈段運動也大部或全部被凍結(jié)，因而失去彈性，此時它的許多物理性質(zhì)如膨脹系數(shù)、比熱容、熱導(dǎo)率、介電常數(shù)、密度、彈性模量等都發(fā)生突變，利用這一現(xiàn)象就可以測定橡膠的玻璃化溫度。熱容的變化使熱分析方法成為測定高分子材料玻璃化溫度的一種有效手段。目前用于玻璃化溫度測定的熱分析方法主要為差熱分析（DSC）。當(dāng)溫度逐漸升高.通過高分子聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，DSC曲線上的基線向吸熱方向移動，利用出吸熱峰的位置可以得到Tg。從以上檢測結(jié)果看，這種NBR橡膠配方的Tg溫度為-29.99度，則在-30度以下，橡膠突然向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變，剛度變大，彈性變小。如果此時密封法蘭不平，內(nèi)部壓力過大的話，原有的法蘭面密封壓力不能達(dá)到讓橡膠形變而達(dá)到密封要求，可能發(fā)生泄漏。但是如果是這種泄漏原因的話，應(yīng)該是溫度回升以后就不再發(fā)生的。因為橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變是可逆的，溫度恢復(fù)到-30度以上，橡膠又回復(fù)到高彈態(tài)。

3.3機油冷卻器蓋板

該蓋板既當(dāng)蓋板用，與底座一起形成機油冷卻器的冷卻水腔，同時又是安裝機油冷卻器的座板，在兩端的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有兩個法蘭面，分別與機油冷卻器的進(jìn)出油口法蘭對接，通過各自的油道，分別將來自機油濾清器的潤滑油引入機油冷卻器。把經(jīng)過冷卻的潤滑油經(jīng)連接管引向柴油機氣缸體主油道進(jìn)口以及蓋板的進(jìn)油道或出油道上。并裝上集中控制噴油冷卻活塞的壓力控制閥，這兩種布置方式均在使用，前者有利于縮短外接管路，后者能更有效地冷卻活塞，而且也有利于降低潤滑油的溫度，因為被冷卻的潤滑油量增加了。

4.結(jié)論

設(shè)旁通閥的目的是起安全保護(hù)作用，在使用中，機油冷卻器若沒有得到必要的維護(hù)和保養(yǎng)。就有可能出現(xiàn)堵塞的情況，有了旁通閥，一旦發(fā)生堵塞，旁通閥就能自行打開。讓潤滑油越過機油冷卻器進(jìn)入柴油機的主油道，避免由于潤滑中斷而損壞柴油機。所以橡膠件應(yīng)采用玻璃化溫度測試確定耐低溫性能。橡膠件應(yīng)采用低溫壓縮永久變形已進(jìn)一步確定耐低溫性能。機油濾清器應(yīng)按照SAE HS 806：2001第11.5節(jié)評價旋裝濾清器密封圈的低溫性能。探索低溫脈沖疲勞試驗進(jìn)一步評價低溫性能。通過改進(jìn)NBR配方研制滿足-35℃環(huán)境條件下使用的密封圈，超過-35℃建議主機廠使用HNBR。

參考文獻(xiàn)：

[1]魯冬林，馮柯135柴油機啟動困難原因分析[J].建筑機械化，2012

[2]王自龍，柴油機燃油系統(tǒng)使用中存在的幾個問題[J].農(nóng)機質(zhì)量與監(jiān)督，2013