返廠油水分離器水分離效率研究

何旭軍

摘 要：對(duì)返廠油水分離器的水分離效率重復(fù)性差進(jìn)行了分析，提出了一種新的試驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：水分離效率；顆粒分析；試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：U467.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-2550（2018）04-0084-04

Abstract： Analysis Water separation efficiency is poor repeatability of the Used oil-water separator， proposed a new test method

Key Words：water separation efficiency； Particle analysis； Test time

隨著客戶10萬(wàn)公里發(fā)動(dòng)機(jī)的提出，對(duì)我們的油水分離器要求也越來(lái)越高，以前2萬(wàn)公里要求更換的油水分離器現(xiàn)在需要滿足10萬(wàn)公里的要求，在做返廠的長(zhǎng)壽命油水分離器剩余水分離效率試驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)返廠件的水分離效率沒(méi)有重復(fù)性，而且試驗(yàn)結(jié)果差。由于是返廠件，每個(gè)樣件都是使用過(guò)的，用標(biāo)準(zhǔn)的方法顯然不合適，我們需要使用新的方法才測(cè)量。

1 返廠油水分離器油水分離影響因素研究

由于是返廠件，每個(gè)樣件使用的里程數(shù)都不一樣，不能以同一種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量產(chǎn)品的性能。那么以什么樣的方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)才能夠更加科學(xué)的來(lái)評(píng)判我們產(chǎn)品的性能，我們做了一些粗淺的研究。

研究基于以下設(shè)備和試驗(yàn)材料：

油水分離試驗(yàn)臺(tái)：

適用ISO 16332-2006/SAE J1839/SAE J 1488

制造商：IFTS

表面張力儀：

適用：ISO 6889 表面活性介質(zhì)-通過(guò)液膜測(cè)定界面的張力

制造商：上海方瑞儀器有限公司

庫(kù)倫水分析儀：

適用：ISO 760 水分的測(cè)定-卡爾.費(fèi)休法

制造商：瑞士萬(wàn)通

實(shí)驗(yàn)油：國(guó)VI柴油

活性劑：monoolein

1.1 濾清器里雜質(zhì)對(duì)水分離效率的影響：

壓差：由于是返廠件，壓差肯定會(huì)因?yàn)橛退蛛x器里面的雜質(zhì)而使阻力增大，壓差升高，而雖然壓差的增加會(huì)影響濾清器的效率，但是如果清除掉濾清器里面的雜質(zhì)來(lái)降低壓差做試驗(yàn)的話，雖然可能能達(dá)到提高效率，勢(shì)必會(huì)和實(shí)際情況有所差別，那么我們對(duì)返廠件的壓差不做改變。但是油水分離器里面會(huì)殘留有炭黑等一類的雜質(zhì)，由于試驗(yàn)的運(yùn)行，雜質(zhì)附著在濾紙上導(dǎo)致壓差升高，也有可能會(huì)隨著實(shí)驗(yàn)油流到下游，由于我們?cè)O(shè)備是針對(duì)于新的樣品來(lái)設(shè)計(jì)的，下游絕對(duì)濾清器是過(guò)濾油里面的水而不是過(guò)濾雜質(zhì)的，可能會(huì)對(duì)我們的設(shè)備的泵，傳感器等零件造成損壞，所以需在設(shè)備下游增加一個(gè)過(guò)濾雜質(zhì)的濾清器，那么我們選用什么樣的濾清器呢，經(jīng)過(guò)挑選，我們選擇了總成清潔度設(shè)備用的絕對(duì)濾清器，絕對(duì)濾清器后的顆粒分析見(jiàn)表1：我們從下游取樣200ml進(jìn)行分析，從表1顆粒分析結(jié)果可以看出，下游油樣沒(méi)有超過(guò)150μm的顆粒，清潔度比我們一般的濾清器等級(jí)都要高，不會(huì)對(duì)我們的設(shè)備有較大影響。

1.2 油的表面張力對(duì)水分離效率的影響：

油的表面張力：經(jīng)過(guò)測(cè)量國(guó)五柴油和去離子水的界面張力基本在25N/mm-28N/mm之間，而我們?cè)囼?yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求是15 N/mm-19 N/mm，考慮到實(shí)際情況，我們按照接近實(shí)際的柴油取值，調(diào)整油水界面張力在24N/mm-28N/mm。

1.3 試驗(yàn)時(shí)間對(duì)水分離效率的影響：

試驗(yàn)時(shí)間：這個(gè)也是返廠件試驗(yàn)的重要影響因子了，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間是150min，但那時(shí)針對(duì)于新的樣件來(lái)說(shuō)，對(duì)于返廠件的試驗(yàn)時(shí)間如果還和新的樣件試驗(yàn)時(shí)間一致那顯然不合適，那我們?cè)趺磥?lái)確定試驗(yàn)的時(shí)長(zhǎng)呢，看一下以下分析：

使用我們這款長(zhǎng)壽命產(chǎn)品的車輛油耗大概在35-40L/100Km，因?yàn)槲覀兊漠a(chǎn)品要求是10萬(wàn)公里壽命，我們?nèi)∷孔畲笾?0ppm，取油耗40L/100km，那么10萬(wàn)公里需過(guò)濾油里面的水的總量為：0.00002×40L/100km×100000km=0.8L（式1）。

我們?cè)囼?yàn)注水量為油水分離器額定流量的0.25%，此樣品的額定流量為3.1L/min，那么根據(jù)實(shí)際情況模擬，我們的試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)該定為0.8L/（3.1L/min×0.25%）=103min，（式2）。

但是我們的樣件是返廠件，每個(gè)都是已經(jīng)使用過(guò)幾萬(wàn)公里的樣件，上面計(jì)算的時(shí)間明顯也不合適，假設(shè)樣件已經(jīng)使用了Xkm，那么還需要加水量為YL，見(jiàn)式3。

0.00002×40L/100km×（100000km-Xkm）=YL，（式3）。

試驗(yàn)時(shí)間Z為：YL/（3.1L/min×0.25%）=Zmin，（式4）綜合式3和式4，我們得出試驗(yàn)時(shí)間Z為：Z=0.8（100000-X）/775min，（式5）。

由于試驗(yàn)時(shí)間縮短，原標(biāo)準(zhǔn)取樣時(shí)間間隔為20min取一次樣，現(xiàn)在我們縮短了試驗(yàn)時(shí)間，現(xiàn)試驗(yàn)時(shí)間前30min為每5min取樣一次，每5min試驗(yàn)時(shí)間加水量相當(dāng)于汽車跑約4843km，我們約算為5000km，也就是每個(gè)返廠件樣件我們?cè)谇?萬(wàn)公里的時(shí)候每隔5000km取樣一次。后面按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間每隔20min取一次（20000公里取樣一次），使用新方法得出的水分離效率見(jiàn)表3：

按照標(biāo)準(zhǔn)SAE J 1488-1990試驗(yàn)的水分離效率見(jiàn)表4：

綜合表3和表4的數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們的濾清器超過(guò)使用壽命后，水分離效率會(huì)呈直線下降，因?yàn)槲覀冊(cè)囼?yàn)要求的是測(cè)量平均水分離效率，所以勢(shì)必會(huì)拉低我們的試驗(yàn)結(jié)果，使得試驗(yàn)結(jié)果很不理想。見(jiàn)圖3，圖4：

2 總結(jié)

本文針對(duì)返廠的長(zhǎng)壽命油水分離器的水分離效率影響因素做了粗淺研究，提出了一種新的試驗(yàn)方法，使得返廠件能夠有科學(xué)的驗(yàn)證方法和有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)返廠件里的雜質(zhì)進(jìn)行了相應(yīng)的處理，有效的避免了雜質(zhì)進(jìn)入到下游循環(huán)對(duì)設(shè)備的損壞及對(duì)取樣的影響。對(duì)試驗(yàn)用油進(jìn)行了相關(guān)確認(rèn)，因?yàn)槠匠＼囕v使用的是市面上國(guó)V柴油，而標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)是需要使用活性劑對(duì)柴油進(jìn)行改變，為了接近實(shí)際車況，確認(rèn)了試驗(yàn)的油品。對(duì)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)和取樣間隔進(jìn)行了計(jì)算，根據(jù)產(chǎn)品使用的壽命不同而調(diào)整試驗(yàn)時(shí)間，科學(xué)有效的保證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。新的試驗(yàn)方法大大提高了試驗(yàn)的效率和提供了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，更好協(xié)助產(chǎn)品工程師對(duì)長(zhǎng)壽命產(chǎn)品水分離性能進(jìn)行研究。

由于資源的局限性，只針對(duì)返廠件油水分離器有上述影響因子的研究，對(duì)于實(shí)際車況的溫度，流量波動(dòng)，不同地方的燃油性能是否差異性大等因素沒(méi)有相關(guān)數(shù)據(jù)及對(duì)其進(jìn)行研究，以后希望在實(shí)際車況下能夠采集到相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加深入的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]SAE J 1488-2010 分離燃油中乳化水的試驗(yàn)方法.

[2]SAE J1839-2010游離水/燃油水分離試驗(yàn)方法.

[3]ISO 16332-2006柴油機(jī)燃油濾清器油/水分離效率的評(píng)定方法.

[4]ISO 760 水份的測(cè)定——卡爾.費(fèi)休法.

[5]ISO 6889 表面活性介質(zhì)——通過(guò)液膜測(cè)定界面張力.

[6]ISO 16232-7 液體回路的清潔度-顯微鏡分析法測(cè)定顆粒.

[7]ISO 16232-10液體回路的清潔度-結(jié)果的表達(dá).