一種新型濾材組合試驗(yàn)方法及驗(yàn)證

高宏偉

航空工業(yè)(新鄉(xiāng))計(jì)測(cè)科技有限公司，河南新鄉(xiāng) 453019

0 引言

雙聯(lián)式燃油濾清器在汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用廣泛。從大量的雙聯(lián)式燃油濾清器多次通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果表明，雙聯(lián)式燃油濾清器過(guò)濾性能的優(yōu)劣關(guān)鍵在于其所選擇的濾材組合是不是最佳的匹配方案。為雙聯(lián)式燃油濾清器選擇最優(yōu)匹配方案的濾材組合不僅能實(shí)現(xiàn)其可靠的過(guò)濾能力，還能起到降低研發(fā)成本的作用。因此，測(cè)試濾材組合在整體使用中各自的過(guò)濾性能是否都發(fā)揮到最優(yōu)具有特別重要的意義。

1 濾材組合常用的試驗(yàn)方法

目前，國(guó)內(nèi)的雙聯(lián)式燃油濾清器在設(shè)計(jì)選材階段常用的試驗(yàn)方法是將濾材疊加復(fù)合在一起進(jìn)行多次通過(guò)試驗(yàn)，這種試驗(yàn)方法只能測(cè)試濾材組合整體的過(guò)濾比和納污容量，不能監(jiān)測(cè)濾材組合在整體使用中各自的過(guò)濾比和壓差變化情況。當(dāng)濾材組合的過(guò)濾性能無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)要求時(shí)，再加上設(shè)計(jì)人員不了解濾材組合在整體使用中各自的真實(shí)過(guò)濾性能發(fā)揮情況，就會(huì)出現(xiàn)濾材匹配的盲目性，導(dǎo)致雙聯(lián)式燃油濾清器的研發(fā)周期延長(zhǎng),研發(fā)成本增加。

2 新型濾材組合試驗(yàn)工裝及其方法介紹

2.1 試驗(yàn)工裝介紹

新型濾材組合的多次通過(guò)試驗(yàn)工裝如圖1所示。

圖1 新型濾材組合試驗(yàn)工裝

該工裝具有如下特點(diǎn)：

(1)上殼體1與下殼體11用螺栓連接，內(nèi)部形成空腔,空腔內(nèi)通過(guò)套筒6安裝有串聯(lián)的兩個(gè)過(guò)濾組件；

(2)過(guò)濾組件包括：支撐孔板(5、9)、密封墊(2、4、8、10)、濾材放置位(3、7)；

(3)套筒6上下端面上開(kāi)設(shè)有密封槽,密封槽內(nèi)的密封圈將套筒與過(guò)濾組件密封;

(4)套筒6壁上開(kāi)設(shè)有沿周向的長(zhǎng)孔，下殼體11上開(kāi)設(shè)有與長(zhǎng)孔相通的螺紋孔，螺紋孔用于取樣和測(cè)壓；

(5)套筒6外壁在長(zhǎng)孔的上下位置開(kāi)設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)的密封圈用于套筒與下殼體11密封，防止油液從套筒6與下殼體11的縫隙流出；

(6)出油端口設(shè)置有一個(gè)測(cè)壓點(diǎn)；進(jìn)油端口設(shè)置有兩個(gè)測(cè)壓點(diǎn)。

在試驗(yàn)工裝上設(shè)置的4個(gè)測(cè)壓點(diǎn)相當(dāng)于兩個(gè)壓差傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中濾材組合各自的壓差變化情況；設(shè)置的一個(gè)取樣接頭可測(cè)試出濾材組合間油液中的顆粒尺寸及分布。此外借助多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的上、下游顆粒傳感器分別檢測(cè)濾材組合試驗(yàn)工裝的進(jìn)、出口油液中的顆粒尺寸及分布。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果可掌握濾材組合在整體使用中各自的真實(shí)過(guò)濾性能發(fā)揮情況，當(dāng)所選擇的濾材組合的過(guò)濾能力滿(mǎn)足實(shí)際使用要求時(shí)，有利于設(shè)計(jì)人員了解濾材組合是不是最佳的匹配方案；當(dāng)所選擇的濾材組合的過(guò)濾能力無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際使用要求時(shí)，有利于設(shè)計(jì)人員根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析出哪一個(gè)濾材制約著濾材組合的過(guò)濾能力，進(jìn)一步明確濾材組合的改進(jìn)方向，從而制定最優(yōu)的濾材組合匹配方案。此外，這種試驗(yàn)方法還可按需更換和任意匹配濾材組合，不受加工工藝限制。

2.2 過(guò)濾比測(cè)試

濾材組合中粗效和高效濾材的過(guò)濾比測(cè)試場(chǎng)景如圖2所示。

圖2 濾材組合過(guò)濾比測(cè)試場(chǎng)景

在加污試驗(yàn)中，其操作流程如下：

(1)使用多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的上、下游顆粒傳感器測(cè)試濾材組合上、下游油液中不同粒徑尺寸的顆粒數(shù)量濃度；

(2)使用S40便攜式液體顆粒計(jì)數(shù)器測(cè)試粗效和高效濾材間油液中不同粒徑尺寸的顆粒數(shù)量濃度；

(3)根據(jù)公式(1)分別計(jì)算出粗效濾材的過(guò)濾效率、高效濾材的過(guò)濾效率以及濾材組合的過(guò)濾效率。其中，粗效濾材測(cè)試粒徑的上游顆粒數(shù)為多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)上游顆粒傳感器對(duì)應(yīng)粒徑尺寸的顆粒統(tǒng)計(jì)數(shù)值，測(cè)試粒徑的下游顆粒數(shù)為S40便攜式液體顆粒計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)粒徑尺寸的顆粒統(tǒng)計(jì)數(shù)值；高效濾材測(cè)試粒徑的上游顆粒數(shù)為S40便攜式液體顆粒計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)粒徑尺寸的顆粒統(tǒng)計(jì)數(shù)值，測(cè)試粒徑的下游顆粒數(shù)為多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)下游顆粒傳感器對(duì)應(yīng)粒徑尺寸的顆粒統(tǒng)計(jì)數(shù)值；濾材組合測(cè)試粒徑的上、下游顆粒數(shù)為多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)上、下游顆粒傳感器對(duì)應(yīng)粒徑尺寸的顆粒統(tǒng)計(jì)數(shù)值。

(1)

式中：為被試濾材組合測(cè)試粒徑的過(guò)濾比；為被試濾材組合測(cè)試粒徑的上游顆粒數(shù)；為被試濾材組合測(cè)試粒徑的下游顆粒數(shù)。

2.3 壓差測(cè)試

濾材組合中粗效和高效濾材的壓差測(cè)試場(chǎng)景如圖3所示。

圖3 濾材組合壓差測(cè)試場(chǎng)景

在加污試驗(yàn)中，其操作流程如下：

(1)使用多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的總成測(cè)壓點(diǎn)測(cè)出濾材組合試驗(yàn)工裝的空殼壓降；

(2)使用多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的總成測(cè)壓點(diǎn)測(cè)出濾材組合的清潔總成壓差，濾材組合的清潔總成壓降與濾材組合試驗(yàn)工裝空殼壓降的差值即為濾材組合的清潔濾材壓降；

(3)使用多次通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的濾芯測(cè)壓點(diǎn)測(cè)出濾材組合中粗效濾材的壓降，濾材組合的清潔濾材壓降與粗效濾材壓降的差值即為濾材組合中高效濾材的壓降。

3 應(yīng)用實(shí)踐

根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用新方法對(duì)A+B型濾材組合進(jìn)行多次通過(guò)試驗(yàn)，試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)參數(shù)

濾材組合的過(guò)濾效率結(jié)果見(jiàn)表2，壓差-時(shí)間曲線(xiàn)如圖4所示。

表2 濾材組合的過(guò)濾效率結(jié)果 單位:%

圖4 濾材組合的壓差-時(shí)間曲線(xiàn)

由表2可知，A+B型濾材組合的過(guò)濾效率不滿(mǎn)足合格指標(biāo)要求，B型濾材制約著A+B型濾材組合的過(guò)濾效率;由圖4可以看出，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，B型濾材壓差上升緩慢，A+B型濾材組合的壓差主要是由A型濾材建立起來(lái)的，B型濾材試驗(yàn)前后的壓差變化不大?；谝陨系姆治觯珹+B型濾材組合不是最佳的匹配方案，該濾材組合需更換B型濾材。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了一種新型濾材組合的試驗(yàn)方法，并結(jié)合某型濾材組合的多次通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果，客觀(guān)地驗(yàn)證了該試驗(yàn)方法在輔助雙聯(lián)式燃油濾清器設(shè)計(jì)人員制定最優(yōu)的濾材匹配方案，減少濾材組合選擇上的盲目性，縮短研發(fā)周期等方面的實(shí)用性。