內(nèi)燃機(jī)用機(jī)燃油濾清器原始濾清效率檢測方法（重量法）的淺析

黃長城 姜禮義 姜志堅(jiān)

【摘要】當(dāng)前，國內(nèi)外機(jī)燃油濾清器的標(biāo)準(zhǔn)有許多，大部分都規(guī)定了對原始濾清效率檢測方法進(jìn)行的規(guī)定（如JB/T、GB/T、ISO等）。但具體的檢測方法卻并不相同，本文通過對不同標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于原始濾清效率檢測方法的規(guī)定進(jìn)行初步分析。

【關(guān)鍵詞】濾清器；原始濾清效率

1、概述

內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)有空氣、機(jī)油、燃油三種濾清器。它們分別擔(dān)負(fù)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)中介質(zhì)的過濾。濾清器的核心功能是通過濾芯過濾管路中的雜質(zhì)，以達(dá)到對發(fā)動機(jī)形成長期有效的保護(hù)，所以說濾清器性能的優(yōu)劣對于機(jī)器的正常運(yùn)行和使用壽命起到重要的作用，而原始濾清效率是濾清器產(chǎn)品的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。

濾清效率現(xiàn)有試驗(yàn)方法有兩種，其一為采用激光傳感器粒子計(jì)數(shù)法檢測過濾效率，其二為采用重量法檢測濾清效率。光學(xué)檢測方法固然有其重復(fù)性好、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)；但是設(shè)備價(jià)格高昂、普及率并不高。重量法檢測則不同，普及率高，檢測環(huán)節(jié)少，試驗(yàn)簡單；但是現(xiàn)有的各試驗(yàn)方法存在較多的缺陷，可比性相對較差，以至于難以很好的界定產(chǎn)品的過濾性能，對于提升車用液體過濾器產(chǎn)品質(zhì)量的作用受到檢測方法的制約。本文主要對各種內(nèi)燃機(jī)用機(jī)油、燃油濾清器的原始濾清效率檢測所采用的重量法進(jìn)行分析，為以后標(biāo)準(zhǔn)制訂和方法的研究提供依據(jù)，以進(jìn)一步發(fā)揮重量法試驗(yàn)操作簡易，檢測效率高等優(yōu)點(diǎn)，甚至進(jìn)一步提高試驗(yàn)效率，使該方法與光學(xué)測量方法優(yōu)勢互補(bǔ)，相得益彰，對于提升車用機(jī)燃油濾清器產(chǎn)品質(zhì)量意義重大。

2、國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)分析

目前國內(nèi)外含有濾清效率檢測要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：機(jī)油濾清器（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）；燃油濾清器（JB/T 5239.4-2011、QC/T 918-2013等）。現(xiàn)在就當(dāng)前的各類標(biāo)準(zhǔn)對原始濾清效率的檢測方法進(jìn)行分析：

JB/T 5088.2和JB/T 5089.3這兩份標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法完全相同，試驗(yàn)原理見圖一，其方法是，在油箱1中加入一定量規(guī)定粒徑分布的雜質(zhì)和油液攪拌后，由蠕動泵4按十分之一的額定流量（由于機(jī)油濾清器額定流量太大，按比例縮小試驗(yàn)流量）吸入濾清器8（不循環(huán)）再沖洗油箱殘余雜質(zhì)吸入濾清器過濾，在收集瓶9收集未被過濾的雜質(zhì)油，再用真空抽濾器加濾膜分析未過濾的雜質(zhì)量得出原始濾清效率。該方法的缺陷，一是試驗(yàn)過程較為繁瑣，需要對器具及設(shè)備進(jìn)行不斷清洗，工作效率較低；二是不同的清洗油量導(dǎo)致收集瓶收集到的雜質(zhì)量是大不同的，即導(dǎo)致不同的試驗(yàn)結(jié)果，而實(shí)際上標(biāo)準(zhǔn)也沒有給出清洗油量，導(dǎo)致結(jié)果存在不同程度的虛高。

TB/T 1436和 TB/T 3056.3這兩份標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法的試驗(yàn)原理與上述不同，見圖二。其方法是在油箱1中加入一定量規(guī)定粒徑分布的雜質(zhì)和油液攪拌后，由油泵2按額定流量循環(huán)通過濾清器9，在濾清器前后取樣處7和11分別取樣，測定前后的濃度比即為原始濾清效率。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)按額定流量試驗(yàn)，缺點(diǎn)是在循環(huán)的過程中，徹底破壞了粒徑的分布狀態(tài)，從理論上講，并非是針對規(guī)定粒徑本身的過濾效率。

GB/T8243.4/ISO4548-4采用JB/T5088.2標(biāo)準(zhǔn)類似的單向通過不循環(huán)的試驗(yàn)方法，原理見圖三，其方法是按一定試驗(yàn)流量（具體不明確），由泵2驅(qū)動，將規(guī)定粒徑分布的規(guī)定雜質(zhì)從試驗(yàn)油泥罐6沖入試驗(yàn)濾清器7，并在收集瓶10收集規(guī)定的油量，油量經(jīng)真空抽濾器加濾膜分析得出原始濾清效率。該方法的缺陷是，由于機(jī)油濾清器額定流量太大，如果按額定流量試驗(yàn)，在收集瓶收集是困難的，所以標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)流量沒作規(guī)定，模糊化；而且規(guī)定的4倍收集量難以界定從油泥罐6到濾芯進(jìn)口側(cè)所有的雜質(zhì)是否沖洗干凈。由此，從原理上分析，按該標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行得出的試驗(yàn)結(jié)果可變動范圍較大。

SAE HS 806采用單向通過循環(huán)（循環(huán)時(shí)用絕對濾過濾）的試驗(yàn)方法，原理見圖四，其方法是按額定流量進(jìn)行試驗(yàn)，在混合器中加入規(guī)定量的雜質(zhì)，經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間，在絕對過濾器3上收集未被過濾的雜質(zhì)，得出原始濾清效率。該方法采用了額定流量這樣的大流量進(jìn)行單向循環(huán)，注定了截留未過濾雜質(zhì)的所謂絕對過濾器并不絕對，過濾精度不能高。標(biāo)準(zhǔn)給出的分別是金屬絲網(wǎng)規(guī)格分別為44μm、17μm和8μm（該三者標(biāo)準(zhǔn)上名義精度與實(shí)際精度也不同），濾膜為8μm、5μm和3μm，一者精度并不高，二者標(biāo)準(zhǔn)未給出如何選用，給實(shí)際選用帶來困擾；第二個(gè)方面是試驗(yàn)雜質(zhì)提供三種選擇，前兩種只給出大概的粒徑范圍，如，闊粒子粒度29～470μm，窄粒子粒度小于10μm，無嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，第三種為ISO 12103標(biāo)準(zhǔn)A4灰粒徑0～200μm，從指標(biāo)看，絕對濾不能完全截留雜質(zhì)；第三個(gè)方面，按額定流量要沖洗15分鐘，沖洗混合器到濾芯進(jìn)口側(cè)必然絕對清潔，卻極易產(chǎn)生過度沖洗。

JB/T 5239.4與機(jī)油濾清器GB/T5088.2標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法相近，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)流量為額定流量，由于燃油濾清器額定流量比較小，大致只有機(jī)油濾的十分之一，試驗(yàn)按額定流量試驗(yàn)沒有問題。但是動力源不是油泵，而是氣體壓力產(chǎn)生流量通過濾清器，難以掌控剛好是試驗(yàn)介質(zhì)通過濾清器而氣體不通過，一旦氣體進(jìn)入濾清器沖刷雜質(zhì)，其過濾機(jī)理則與液體不同，從實(shí)際看會降低試驗(yàn)結(jié)果，可見用氣體做動力源并非一個(gè)好的選擇；其二是存在與機(jī)油濾JB/T5088.2標(biāo)準(zhǔn)相同的問題，試驗(yàn)介質(zhì)沖洗不徹底，會使試驗(yàn)結(jié)果虛高。

QC/T 918方法與機(jī)油濾清器JB/T5088.2標(biāo)準(zhǔn)原理相同，存在類似問題。

3、總結(jié)

縱觀國內(nèi)外各標(biāo)準(zhǔn)，分析得出以下結(jié)論：第一、重量法測定原始濾清效率采取單向循環(huán)或者單向通過是主流，否則會破壞粒徑分布，同時(shí)單向循環(huán)必須有高精度絕對過濾器，即單向?yàn)V配絕對濾；第二、試驗(yàn)可比性比試驗(yàn)工況更重要，有些試驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)工況下檢測是代價(jià)高昂或者難以操作的，就該檢測項(xiàng)目而言，試驗(yàn)流量不能太大，否則絕對過濾器難以承受大流量而只能改用低精度絕對濾，這樣就失去絕對濾的作用，另外絕對濾面積應(yīng)足夠大以增大通油量；第三、沖洗清潔界定問題。應(yīng)界定從試驗(yàn)油箱到濾芯入口側(cè)所有雜質(zhì)都應(yīng)已經(jīng)濾芯充分過濾，整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)污染油液濃度以指數(shù)函數(shù)降低至幾乎為0，試驗(yàn)結(jié)束。從理論上看，濾清效率不可能低于0，濾芯前段濃度為0時(shí)，后段濃度也應(yīng)為0；第四、其他各試驗(yàn)條件應(yīng)更確定和嚴(yán)格。

參考文獻(xiàn)

[1]JB/T5088.2-2008，內(nèi)燃機(jī)旋裝式機(jī)油濾清器第2部分：試驗(yàn)方法.

[2] JB/T 5089.3-2010，內(nèi)燃機(jī)紙質(zhì)濾芯機(jī)油濾清器第3部分：試驗(yàn)方法.

[3]TB/T 1436-2013， 內(nèi)燃機(jī)車機(jī)油濾清器.

[4] GB/T 8243.4-2003/ISO4548：4-1997，內(nèi)燃機(jī)全流式機(jī)油濾清器試驗(yàn)方法第4部分：原始濾清效率、壽命和累積效率（重量法）.

[5]SAE HS 806-2009，機(jī)油濾清器試驗(yàn)方法.

[6]JB/T 5239.4-2011，柴油機(jī)柴油濾清器第4部分：試驗(yàn)方法.

[7]QC/T 918-2013，汽車用汽油濾清器試驗(yàn)方法.