燃油濾清器的試驗方法與分析

陳海濱

摘 要：燃油系統(tǒng)被稱為車輛的“血液中心”，而燃油濾清器是機械燃油系統(tǒng)的基礎部分，對燃油系統(tǒng)起著保護作用。本文中，筆者以燃油濾清器作為研究對象，首先對燃油濾清器的工作機理進行闡述，然后結合工作實際，探討燃油濾清器的匹配設計，為后期類似車輛燃油濾清器的選配提供經(jīng)驗參考。

關鍵詞：燃油共給系統(tǒng)；燃油濾清器；匹配實驗

1 引言

國家有關機構公布的數(shù)據(jù)顯示，目前我國汽車用量正以年均15%的增長率增加，汽車用量的增加給國家環(huán)保帶來了更大的壓力，綠色環(huán)保出行理念的提出使得更多的企業(yè)追求更低的汽車排放量和燃油耗。目前，許多汽車企業(yè)已逐步用電控高壓共軌噴油系統(tǒng)代替機械調(diào)節(jié)式噴油系統(tǒng)，隨著電控高壓共軌噴油系統(tǒng)逐步推進，傳統(tǒng)燃油濾清器顯然已不能滿足現(xiàn)實需要。國五以上發(fā)動機中的零部件對燃油質(zhì)量提出了更高的要求，若燃油有水或其它雜物必然會引起系統(tǒng)整個油路的堵塞，甚至導致噴油嘴被卡死損壞，導致車輛無法行駛。而燃油中的水會促使含鐵的金屬和鋁制壓鑄部分生銹引起穴蝕，導致噴油嘴失效，此外還會降低潤滑性加速噴油嘴和柱塞泵磨損。另外，水和燃油中的硫高溫下會反應生成硫酸，對供油系統(tǒng)部件造成腐蝕。因此，對于燃油濾清器的選擇必須按照嚴格的要求，使其能夠有效分離燃油中水和其它雜物。

2 燃油濾清器的工作原理

燃油濾油器作為車輛燃油系統(tǒng)的重要組成部分能夠?qū)θ加拖到y(tǒng)起到保護作用，還可以對發(fā)動機相關部件的高效率運行起到促進作用。它的基本作用為：可以實現(xiàn)排氣泵油的自動化，減少車輛發(fā)動機出現(xiàn)故障的概率，對飛輪齒圈起到保護作用，提升噴油器高壓油泵運行穩(wěn)定性。燃油濾油器主要具備泵油排氣、預熱、燃油濾清以及報警等功能。燃油濾清器組成如圖1所示。

燃油由輸油泵送入燃油濾清器，通過紙質(zhì)濾芯清除燃油中的雜質(zhì)后進入濾油筒內(nèi)腔，再通過濾清器座上的集油腔通向噴油泵。濾清器座上設有回油接頭，內(nèi)裝溢流閥，當燃油濾清器內(nèi)燃油壓力超過0.08MPa時，多余的燃油由回油接頭回至燃油箱。應按座上箭頭所指方向連接低壓燃治管路，不可接錯。濾芯底部的密封墊圈裝在彈簧座內(nèi)，彈簧將密封墊圈貼在螺母的底面起密封作用。濾清器座和外殼之間靠拉桿連接，并由橡膠圈密封，濾清器座上端有放氣螺塞，用戶在使用中可以松開放氣螺釘清除燃油濾清器內(nèi)的空氣。

3 某燃油濾清器的匹配設計及試驗

3.1 燃油濾清器選型

以某廠生產(chǎn)的發(fā)動機（XX）為例，該發(fā)動機額定功率為112KW，排量4.752L，該發(fā)動機要求濾清器性能參數(shù)如表1所示。

收集的資料顯示，同樣級別的發(fā)動機使用的是XX系列的粗濾器，可初步確定本車型使用XX型粗濾器作為匹配濾清器。該濾清器的有關參數(shù)見表2。

對比表1和表2中的數(shù)據(jù)能夠得知，初始選擇的匹配燃油濾清器的額定流量和壓差都小于發(fā)動機對于濾清器的參數(shù)要求。其中，流量過小和壓差不足會造成燃油系統(tǒng)供油問題，影響發(fā)動機油軌的軌壓，導致車輛運行的欠動力和經(jīng)濟性。為對該型號（XX）粗濾器的參數(shù)進行準確計算，對其進行相應的流量和壓差進行實驗測試，本次實驗所采用工裝管內(nèi)徑為8mm。流量阻力關系如表3所示。從表3能夠得知，當流量為120L/min時壓差值小于要求值，故需繼續(xù)進行的對比試驗與整車匹配實驗。

本次實驗的目的在于對發(fā)動機自帶燃油濾清器與XX濾清器的流量和壓差進行對比，為之后匹配濾清器提供數(shù)據(jù)支撐。為保證數(shù)據(jù)可靠性，實驗采用同一轉(zhuǎn)速。本次實驗所用實驗設備主要為壓差儀（精度0.001bar），把兩個濾清器分別置于系統(tǒng)供油管路，開啟發(fā)動機對兩者的壓差進行測量。結果如表4所示。

根據(jù)流體力學的理論可知，測試環(huán)境一定時濾清器的壓差會由于流量的增加而變大，但從表4中可看出，轉(zhuǎn)速從800增加至2600時濾清器的壓差基本穩(wěn)定，未出現(xiàn)較大波動，出現(xiàn)這種情況的原因在于車輛處于空載狀態(tài)，雖然轉(zhuǎn)速在增加，但實際流量卻未明顯增加，故壓差數(shù)值基本不變。此外，從表4中看出，在相同轉(zhuǎn)速下XX型粗濾器的壓差要小于發(fā)動機自帶濾油器的壓差，因此我們能夠確認XX型粗濾器更優(yōu)于發(fā)動機自帶濾油器。本次實驗因為未對車輛加載情況進行實驗，故需繼續(xù)進行相應的匹配測試。

3.2 燃油濾清匹配試驗

本次實驗所采用的發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)是BOSCH，依據(jù)實際要求該發(fā)動機油泵油口壓差需為0.5-1.0bar?；赜涂趬翰畈坏么笥?.2KP，故繼續(xù)對進回油口壓差進行測試。本次實驗首先按照要求對燃油濾清器油路進行布設，開啟發(fā)動機，測量泵油進出口壓差在發(fā)動機扭矩點（1400r/min）、怠速點（700r/min）、功率點（2500r/min）的數(shù)值。測量過程中為保證數(shù)值的可信性，選擇的燃油管管徑、長度都和主機廠車型相同。測量結果如圖2所示。

從圖2中我們能夠看出，雖然濾清器的流阻較大但相應的油泵進回油口壓差是符合實際要求的，故本燃油濾清器是能夠?qū)崿F(xiàn)與發(fā)動機的匹配。

4 結論與優(yōu)化

燃油濾油器作為車輛燃油系統(tǒng)的重要組成部分能夠?qū)θ加拖到y(tǒng)起到保護作用，還可以對發(fā)動機相關部件的高效率運行起到促進作用。作者在對燃油濾清器的工作機理進行闡述的基礎上，重點探討了燃油濾清器的匹配設計。國六的實施意味著發(fā)動機廠家對燃油濾清器提出了更高的要求，但這也同時意味著可能會導致主機廠產(chǎn)品質(zhì)量的過剩，生產(chǎn)成本的提升。本文正是在此背景下，對燃油濾清器進行選配設計與試驗論證，以達到平衡成本與質(zhì)量的需求。

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