滿足國(guó)六排放長(zhǎng)壽命柴油濾清器設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1 概要

為了達(dá)到國(guó)六排放要求，發(fā)動(dòng)機(jī)采用了電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可提升柴油機(jī)動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)改善了排放性能，它與其他電控噴油系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)越性，已成為柴油機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的重要方向。而且電控高壓共軌燃油系統(tǒng)還可為柴油機(jī)提供對(duì)循環(huán)供油量進(jìn)行精確控制；對(duì)噴油速率和噴油規(guī)律進(jìn)行精確控制，以獲得在燃燒過(guò)程中理想的放熱率；對(duì)噴油壓力進(jìn)行精確控制 ，以獲得足夠高的燃油流出的初速度 ，使燃油粒度細(xì)化以提高霧化質(zhì)量并加快燃燒速度以及對(duì)供油正時(shí)進(jìn)行精確控制 ，以便在各種轉(zhuǎn)速下總是以最佳供油提前角供油。為實(shí)現(xiàn)上述的幾個(gè)精確控制 ，必須提高供油泵和噴油器的可靠性。輸油泵，噴油器或增壓油塞精密偶件的磨損將是電控失效的主要原因之一。

根據(jù)各排放階段排放法規(guī)要求，采取的相應(yīng)技術(shù)措施：在燃油系統(tǒng)方面，噴射壓力的要求，燃油系統(tǒng)從國(guó)Ⅰ、國(guó)Ⅱ到未來(lái)的國(guó)VI，國(guó)VI的噴射壓力到至200MPa以上，不同排放階段的噴射壓力見(jiàn)表1。

但是噴射壓力帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，就是燃油系統(tǒng)負(fù)荷不斷增加，燃油系統(tǒng)工作溫度不斷上升，燃油系統(tǒng)零件強(qiáng)度、剛度問(wèn)題變得越來(lái)越突出，燃油系統(tǒng)零件更容易變形，其噴射系統(tǒng)的精密偶件，制造精度達(dá)到微米級(jí)，燃油中極小的機(jī)械雜質(zhì)都會(huì)導(dǎo)致柱塞偶件、針閥偶件、量孔噴嘴等運(yùn)動(dòng)部件拉傷、擦傷等磨粒磨損縮短使用壽命；燃油中的水對(duì)泵有很強(qiáng)的破壞作用，特別是電控泵及高壓共軌系統(tǒng)，由于泵體和共軌腔內(nèi)充滿燃油，水分很容易沉淀，因此，它們對(duì)水分更敏感，過(guò)多的水分很容易引起穴蝕并且影響燃油的潤(rùn)滑性能，所以相對(duì)與傳統(tǒng)的機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)而言，電控系統(tǒng)對(duì)燃油的清潔和燃油中的水分的要求更為苛刻，這就對(duì)柴油濾清器提出了更高的要求。

你還要表示，人家為你這個(gè)事早被辭退了。你也是的，年輕人犯?jìng)€(gè)把錯(cuò)誤，你就不依不饒，非弄得他砸了飯碗，做絕了啊。

2 電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)

圖1和圖2是兩種典型的電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)圖，圖1采購(gòu)兩級(jí)過(guò)濾，初級(jí)帶油水分離功能的柴油預(yù)濾器，安裝在油箱和輸油泵之間，處于負(fù)壓端，第二級(jí)是高精度的主過(guò)濾器，在輸油泵和高壓油泵之間，處于正壓端；圖2采用一級(jí)過(guò)濾，該濾清器檢具過(guò)濾和水分離功能，安裝在油箱和輸油泵之間，處于負(fù)壓吸油端。輸油泵采用齒輪泵，在齒輪泵進(jìn)油口可以產(chǎn)生50-70kPa的真空度。

聚并分離過(guò)濾材料，濾紙纖維層浸漬親水化學(xué)品，柴油中較小的水滴經(jīng)過(guò)被親水樹(shù)脂浸漬后的過(guò)濾材料，在親水樹(shù)脂和過(guò)濾材料中超細(xì)纖維的作用下，小水滴變成大水滴，一般可以達(dá)到大于300μm，可以通過(guò)在設(shè)置在濾芯中心管上的防水網(wǎng)把大水滴沉淀在沉淀到濾清器底部的儲(chǔ)水空間內(nèi)并收集，達(dá)到一定高度通過(guò)水位報(bào)警器提醒用戶防水保養(yǎng)。

柴油濾清器的原始阻力、流量和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)密切有關(guān)，理論上柴油濾清器流量越大越好，阻力越小越好，但是考慮到成本的原因，需要合理選擇產(chǎn)品的尺寸，既能滿足流量和產(chǎn)品阻力和使用壽命的要求，又不至于成本過(guò)高和增加濾芯和總成的空間體積。從圖 2 中可以看出，該柴油濾清器處于負(fù)壓吸油端，采用的輸油泵為齒輪泵，其進(jìn)油口吸油能力為40-50kPa的真空度，當(dāng)從油箱內(nèi)濾網(wǎng)到油泵進(jìn)油口的最大阻力(這部分阻力包括吸油濾網(wǎng)，進(jìn)油管、柴油濾清器、出油管)不應(yīng)超過(guò)40kPa，當(dāng)超過(guò)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)供油不暢等問(wèn)題，即整個(gè)油路低壓部分的阻力不大于40kPa；一般為了保證柴油濾清器的壽命，柴油濾清器的初始阻力要求不大于10-15kPa。

3 柴油濾清器主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

3.1 流量—阻力

電控高壓共軌燃油系統(tǒng)的噴射壓力可以達(dá)到1800bar，高壓會(huì)導(dǎo)致油溫迅速升高，要求燃油濾清器必須流量大以降低溫度；另外較高的溫度會(huì)使燃油的潤(rùn)滑性能下降，易造成系統(tǒng)的異常。

目前國(guó)六排放的輕型商用車為了降低成本，減少故障率，降低維護(hù)保養(yǎng)成本，達(dá)到節(jié)能減排的目的，過(guò)濾部分均采用長(zhǎng)壽命一體式柴油濾清器，該過(guò)濾器兼具過(guò)濾、水分離、排氣、空氣管理等功能，保養(yǎng)里程可以達(dá)到40000-80000公里。

赫芬頓郵報(bào)采用A/B測(cè)試，確立網(wǎng)站頭條新聞標(biāo)題的寫(xiě)法。讀者的請(qǐng)求達(dá)到服務(wù)器后，服務(wù)器會(huì)通過(guò)自動(dòng)分流技術(shù)，為不同的用戶分配不同的版本。同一新聞內(nèi)容的報(bào)道，讀者會(huì)被隨機(jī)分配到不同的標(biāo)題版本，服務(wù)器會(huì)記錄和收集讀者的閱讀行為數(shù)據(jù)，閱讀行為數(shù)據(jù)優(yōu)異的標(biāo)題將成為這條新聞的最終標(biāo)題?！斑M(jìn)行A/B測(cè)試時(shí)，測(cè)試用戶的選取是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，一是要保證一定的樣本數(shù)量，二是要考慮用戶細(xì)分”。[8]

3.2 過(guò)濾效率

針對(duì)國(guó)Ⅵ排放升級(jí)，目前各大燃油系統(tǒng)供應(yīng)商都對(duì)自己的產(chǎn)品進(jìn)行了升級(jí)優(yōu)化，更高的噴射壓力、更精確靈活的噴油控制，能夠帶來(lái)更好的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，同時(shí)，噴射壓力和控制精度的提高也意味著噴油系統(tǒng)的強(qiáng)度增加、配合間隙(運(yùn)動(dòng)偶件之間的間隙為 1～5 μm)減小、系統(tǒng)相對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)對(duì)燃油中的雜質(zhì)更加敏感，控制閥結(jié)構(gòu)改變、噴孔直徑減??；因此，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃油過(guò)濾系統(tǒng)的要求也相應(yīng)提高，需要更高的過(guò)濾效率來(lái)確保進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油的清潔度，下面是某公司對(duì)過(guò)濾后柴油清潔度的要求達(dá)4μm(c)/6μm(c)/14μm(c)：16/13/8；根據(jù)目前國(guó)內(nèi)的柴油清潔度等級(jí)4μm(c)/6μm(c)/14μm(c)：24/23/19來(lái)計(jì)算， 4 μm(c) ≥ 99.6(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：ISO 19438);表2是BOSCH公司對(duì)燃油系統(tǒng)最低過(guò)濾要求

下面對(duì)使用木漿纖維和全合成纖維的油水分離器進(jìn)行全壽命水分離試驗(yàn)，試驗(yàn)方法ISO16332，按同等的試驗(yàn)條件加水；試驗(yàn)結(jié)果可以看出，全合成纖維濾材水分里試驗(yàn)過(guò)中壓差變化不大，木漿纖維過(guò)濾材料在水分離試驗(yàn)過(guò)程中壓差升高非常明顯，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

3.3 水分離效率

柴油中水的危害：生銹、穴蝕、降低潤(rùn)滑性導(dǎo)致磨損、結(jié)冰堵塞、使濾紙膨脹縮短壽命、微生物生長(zhǎng)引起堵塞和腐蝕。

3.4.2 燃油系統(tǒng)中空氣來(lái)源

水分離的方式主要有以下兩種：阻擋分離和聚并分離，兩種過(guò)濾材料存在較大差異，圖3是兩種過(guò)濾材料的分離示意圖：

阻擋分離過(guò)濾材料，濾紙纖維層浸漬疏水化學(xué)品，柴油中較大的水滴經(jīng)過(guò)被疏水樹(shù)脂浸漬后的過(guò)濾材料，大水滴就被阻擋在濾紙的表面上，水滴就會(huì)沉淀到濾清器底部的儲(chǔ)水空間內(nèi)并收集，達(dá)到一定高度通過(guò)水位報(bào)警器提醒用戶防水保養(yǎng)。

對(duì)上下左右四個(gè)方向產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估方式為建立多個(gè)子算法加權(quán)得分，而得分最高的方向即為當(dāng)前行動(dòng)的最佳方向，下一步向該方向移動(dòng)，為局部最優(yōu)策略。由于不同子算法之間評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的不同，可能出現(xiàn)相互干擾，甚至相互對(duì)立的情況，同時(shí)不同時(shí)期受到的影響也可能不同，所以我們需要通過(guò)調(diào)整數(shù)字權(quán)重以及子算法權(quán)重完成優(yōu)化，找到較好的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，提高勝率。

建議：少激素，盡量不使用含有激素的美容產(chǎn)品。好心情，乳腺增生與內(nèi)分泌和情緒直接相關(guān)，精神緊張、壓力大、抑郁等狀態(tài)不利于乳腺健康。好內(nèi)衣，穿過(guò)緊的胸罩會(huì)影響乳腺健康，最好選擇合適舒服的內(nèi)衣。

對(duì)于國(guó)Ⅵ階段濾清器更換里程普遍增加，全壽命水分離效率要達(dá)到95%以上，傳統(tǒng)的單級(jí)分離顯然已經(jīng)無(wú)法滿足要求。同時(shí)，對(duì)于硫含量進(jìn)一步減少的國(guó)Ⅵ柴油，以及生物柴油等，添加劑含量有所增加，尤其是表面活性劑，導(dǎo)致小水滴，穩(wěn)定乳液，抑制聚結(jié)，因此對(duì)于柴油濾清器的油水分離又提出了更加苛刻的要求。

“天行有常，不為堯存，不為桀亡”，任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都有一定規(guī)律，電力安全生產(chǎn)也不例外。人身安全事故的發(fā)生看似偶然，但深入分析，就一定可以看到發(fā)生事故的內(nèi)因和外因。內(nèi)外因的存在結(jié)合，發(fā)生事故就是必然。求“實(shí)”，就是以生產(chǎn)實(shí)踐中存在的問(wèn)題為導(dǎo)向，求“是”，就是積極探索防人身傷害的客觀規(guī)律，找出造成人身事故的必然性因素，全面查找造成人身事故的各方面因素，經(jīng)過(guò)由此及彼、由表及里的歸納分析，通過(guò)去粗取精、去偽存真的加工制作，把握人身傷害主要制約因素，從而把握主動(dòng)，防患于未然。

當(dāng)濾紙被柴油浸潤(rùn)后，對(duì)氣體是有一定的阻礙作用，在一定△P內(nèi)是對(duì)氣體是密封的如圖8所示；只有當(dāng)濾紙的進(jìn)油側(cè)壓力大于△P時(shí)，氣體或柴油中的小氣泡才能透過(guò)濾紙進(jìn)入濾紙的出油側(cè)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，吸油端壓力小于大氣壓，溶解的空氣析出，如果濾清不帶空氣管理系統(tǒng)并且濾紙的透氣性很差(過(guò)濾精度高，濾紙孔徑小，濾紙的透氣性能差)，析出的空氣會(huì)積聚在濾清的臟油端如圖9所示。

下面對(duì)單極和多級(jí)的油水分離器進(jìn)行全壽命水分離試驗(yàn)，試驗(yàn)方法ISO16332，按同等的試驗(yàn)條件加水、加灰；試驗(yàn)結(jié)果如圖5，圖6所示：

破壞極限與貯藏時(shí)間的關(guān)系，如圖7所示。破壞能與貯藏時(shí)間的關(guān)系，如圖8所示。破壞極限和破壞能在貯藏的前3天呈下降趨勢(shì)，然后兩個(gè)參數(shù)值均有所回升，在貯藏第6天出現(xiàn)一個(gè)峰值；之后兩個(gè)參數(shù)值呈平穩(wěn)趨勢(shì)，在貯藏12～15天出現(xiàn)個(gè)急劇的上升，達(dá)到貯藏過(guò)程中的最大值，此時(shí)大部分果實(shí)出現(xiàn)褶皺，果皮抗壓能力增強(qiáng)。

從上面的試驗(yàn)可以看出，單級(jí)過(guò)濾水分離單級(jí)油水分離器隨著阻力的上升，油水分離效率下降幅度較大，全壽命平均效率<80%，已無(wú)法滿足國(guó)Ⅵ長(zhǎng)壽命濾清器的水分離要求；多級(jí)油水分離器在阻力上升的過(guò)程中，油水分離效率下降幅度極小，全壽命平均效率≥95%，可以滿足國(guó)Ⅵ長(zhǎng)壽命濾清器的水分離要求；但是多級(jí)油水分離器的阻力升高特別快，主要是過(guò)濾材料里木漿纖維表面浸漬了親水化學(xué)品，在水滴聚并的過(guò)程中吸水變粗，濾紙微孔變小，導(dǎo)致阻力升高，這樣必須提高濾紙纖維的耐水性，就必須增加過(guò)濾材料合成纖維的含量或直接采用全合成纖維濾芯。

此外，濾清器制造商還應(yīng)從工藝設(shè)計(jì)、檢測(cè)手段、生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)過(guò)程控制、物流包裝防護(hù)、運(yùn)輸?shù)戎T多環(huán)節(jié)上考慮清潔度的要求。

3.4 空氣管理

3.4.1 空氣在濾清器內(nèi)的狀態(tài)

單級(jí)的油水分離器在使用過(guò)程中，濾紙被灰塵顆粒污等覆蓋，表面的疏水化學(xué)品被污染物覆蓋，水分離效率會(huì)越來(lái)越低，這樣全壽命水分離效率就很難滿足設(shè)計(jì)要求；目前國(guó)六階段的柴油濾清器普遍采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)，在一個(gè)殼體內(nèi)串聯(lián)兩個(gè)濾芯，第一級(jí)濾芯具有過(guò)濾雜質(zhì)和將小水滴聚并成大水滴的作用，第二級(jí)一般采用涂疏水化學(xué)品的尼龍網(wǎng)進(jìn)行阻擋第一級(jí)聚并形成的大水滴。具體結(jié)構(gòu)如圖4：

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，平臺(tái)APP模式利用手機(jī)、平板等，廣泛走進(jìn)我們的日常生活。有文章報(bào)道國(guó)家中醫(yī)藥管理局于2014年開(kāi)通了官方微信公眾號(hào)-“中國(guó)中醫(yī)”，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳遞國(guó)家中醫(yī)藥新政、中醫(yī)藥醫(yī)療信息、征求社情民意等，取得了良好的社會(huì)反響[1] 。其他的社會(huì)或官方組織、企業(yè)也利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)紛紛開(kāi)通微信平臺(tái)、打造APP服務(wù)等，在平臺(tái)上介紹中醫(yī)藥養(yǎng)生保健，如“尋醫(yī)問(wèn)藥”、“養(yǎng)生有道”等一系列節(jié)目，激發(fā)了人民群眾對(duì)中醫(yī)藥事業(yè)的熱情，弘揚(yáng)了中醫(yī)藥文化，有力的推動(dòng)了中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

水在柴油中的存在狀態(tài)主要有兩種：一種是水滴直徑大小在10-260um之間的游離水，一種是水滴直徑大小在1-10um之間乳化水，國(guó)Ⅵ發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于燃油濾清器水分離效率要求需≥95%(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：ISO 16332或SAE J1839 )。

柴油中溶解的氣體(在一個(gè)大氣壓室溫的情況下，標(biāo)準(zhǔn)的燃油中有大約溶解10-15Vol%體積的空氣) ，當(dāng)燃油儲(chǔ)存或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，氣體基本上看不見(jiàn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于吸入時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓，在負(fù)壓狀態(tài)下從柴油中析出、聚集；隨著油箱中的燃油減少，油箱上部存在大量的氣體，當(dāng)汽車顛簸等，更多氣體進(jìn)入燃油中，且會(huì)產(chǎn)生微小的氣泡，微小氣泡通過(guò)阻力件時(shí)將逐漸放大并形成大的明顯的可見(jiàn)氣泡。圖 10 為燃油箱中氣體的產(chǎn)生及狀態(tài)。

3.4.3 低壓系統(tǒng)空氣存在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響。

1) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)，動(dòng)力不足甚至行駛過(guò)程中熄火，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，管路里面存在大量的氣體，這些氣體如果以大團(tuán)的形式進(jìn)入燃油系統(tǒng)，由于氣體的可壓縮性，使軌壓不穩(wěn)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)供油不穩(wěn)定。

2)發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難或不能啟動(dòng)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止一段時(shí)間后，再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，因?yàn)橛凸苤械目諝?，使輸油泵無(wú)法吸油，導(dǎo)致冷啟動(dòng)無(wú)法打火，必須按壓手動(dòng)輸油泵排空后才可以啟動(dòng)。

我住的地方，叫柴米河。它是一條河，也是一個(gè)村子。河兩岸多蘆葦，也就是柴，附近人家都來(lái)這里淘米做飯，慢慢的，柴米河這名字就叫開(kāi)了。村子并不大，二十來(lái)戶人家，家家種胡蔥，這里本沒(méi)有胡蔥，它是胡人入侵后帶過(guò)來(lái)的。

3)影響阻力、過(guò)濾效率、水分離效率：燃油通過(guò)很少的過(guò)濾面積，通過(guò)單位過(guò)濾面積的流速過(guò)高，嚴(yán)重影響濾清器阻力、過(guò)濾效率和水分離效率，會(huì)出現(xiàn)壽命短的假象。

3.4.4 解決方案

綜上所述，本文對(duì)ERP在企業(yè)管理信息化建設(shè)中的運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)探討，使人們認(rèn)識(shí)到ERP在企業(yè)管理信息化建設(shè)中所發(fā)揮的重要作用，從而切實(shí)將ERP系統(tǒng)的應(yīng)用放在企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展地位，并不斷的給予優(yōu)化和完善，進(jìn)一步增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1)在濾芯上端處設(shè)計(jì)下述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)柴油濾清器中油氣分離產(chǎn)生的氣體進(jìn)行排氣如圖11所示，增加1個(gè)小孔或狹縫或采用氣泡分散裝置，如粉末冶金件、特殊材料件等；臟端析出的空氣以小氣泡形式持續(xù)通過(guò)小孔并被燃油帶走，濾清內(nèi)不會(huì)聚集大量空氣。

2)在濾芯內(nèi)部增加導(dǎo)流管，并且在導(dǎo)流管頂部增加排氣小孔，雖然大團(tuán)的氣體能夠進(jìn)入到濾芯中間，但是必須通過(guò)導(dǎo)流管中間的排氣小孔將大氣泡分散成小氣泡進(jìn)入燃油系統(tǒng)，解決燃油系統(tǒng)軌壓不穩(wěn)，動(dòng)力不足，行駛中熄火等問(wèn)題。

3)將手油泵設(shè)置在濾清器的清潔側(cè)，這樣析出的空氣被手油泵內(nèi)的單向閥封在了濾清內(nèi)，不會(huì)在停機(jī)的時(shí)候?yàn)V清器慢慢滲出到輸油泵的吸油端而影響發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)。

總結(jié)

本文通過(guò)分析典型電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，確定柴油濾清器流量、初始阻力，過(guò)濾效率，水分離效率等關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)，并從過(guò)濾材料、空氣管理等幾個(gè)方面闡述長(zhǎng)壽命柴油濾清器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為滿足國(guó)六排法的燃油濾清器設(shè)計(jì)提供了參考。

[1]ISO 16332—2018柴油機(jī).柴油濾清器.燃料/水分離效果評(píng)定方法.

[2]沈紅節(jié)，喬亮亮，郭華. 乘用及輕型商用車 BOSCH共軌系統(tǒng)柴油濾清器中氣體特性研究[J]. 內(nèi)燃機(jī)工程，2013，34(4)：77-82.

[3][3]ISO 4020:2001道路車輛 柴油機(jī)過(guò)濾器 試驗(yàn)方法.

[4][5]ISO 19438:2003 內(nèi)燃機(jī)用柴油燃料和汽油過(guò)濾器.用粒子計(jì)數(shù)及污物滯留量評(píng)定過(guò)濾效率.

[5]ISO 4406—2017液壓傳動(dòng).油液.固體顆粒污染等級(jí)代碼法。

[6]ISO/TS 16332:2018柴油機(jī).柴油濾清器.燃料/水分離效果評(píng)定方法.