柴油濾清器設(shè)計(jì)說明書

1、第1章引言1.1 柴油濾清器設(shè)計(jì)的目的柴油濾清器位于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給系統(tǒng)，將燃油中的水分和氧化 鐵、粉塵 等固體雜質(zhì)濾除，向發(fā)動(dòng)機(jī)提供無水、無雜質(zhì)的清潔燃油，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)電噴 系統(tǒng)中噴射閥、冷啟動(dòng)閥等精密零部件，提高發(fā)劫機(jī) 的性能，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī) 的使用壽命。1.2 柴油濾清器原理和清洗原理原理：柴油濾清器簡(jiǎn)稱柴濾。主要功能是濾除柴油中的雜質(zhì)。如果柴油濾清器 過臟或堵塞，主要表現(xiàn)為：加油門時(shí)，動(dòng)力起來較慢，或起不來，汽車 啟動(dòng)困難，有時(shí)候要打火2 5次才能打著。目前多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)上裝的都是 一次性不可拆洗式的紙質(zhì)濾芯柴油濾清器，更換周期一般為10000公里，如 果你加的柴油雜質(zhì)少，15000-20000

2、公里更換一個(gè)也 問題不大。濾清器有 進(jìn)出油口箭頭標(biāo)記，更換時(shí)切勿裝反。清洗原理：柴油濾清器的作用是將柴油中的水分和雜質(zhì)濾除。發(fā)動(dòng)機(jī)工作 時(shí)，燃油在油泵的作用下，經(jīng)過進(jìn)油管進(jìn)入濾清器的沉淀杯中。由于此時(shí) 容積變大，流速變小，比油重的水及雜質(zhì)顆粒便沉淀于杯的底部，輕的雜質(zhì) 隨燃油流向?yàn)V芯，而清潔的燃油從濾芯的微孔滲人濾芯的內(nèi)部，然后經(jīng)油管 流出。1.3 本次柴油濾清器的組成設(shè)計(jì)術(shù)語定義 組成：污油進(jìn)口、污油出口、濾清端蓋、濾紙濾芯、支撐管、金屬外殼術(shù)語定義：1 '容塵量G g在規(guī)定試驗(yàn)條件下，當(dāng)濾清器的壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)濾除的雜質(zhì)總量2、過濾精度一 (1 m濾清器阻留某一尺寸粒子的能力3、原

3、始濾清效率n %裝有新濾芯的濾清器在規(guī)定條件下濾除試驗(yàn)雜質(zhì)的能力，它用被濾除的雜質(zhì)量與加入雜質(zhì)總量的相對(duì)百分?jǐn)?shù)表示4、清潔度W mg在規(guī)定條件下從濾清器清潔側(cè)沖洗出的雜質(zhì)量5'原始阻力 P kPa裝有新濾芯的濾清器，在額定流量時(shí)，濾清器進(jìn)出口之間的壓力差6、額定流量Q L /h油液通過濾清器的標(biāo)定工作體積流量1.4 本次柴油濾清器設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)要求：制定出柴油濾清器的結(jié)構(gòu)方案，確定柴油濾清器的主要設(shè)計(jì)參數(shù)和濾紙。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制裝配圖，布置圖和零件圖。目標(biāo)：1 :具有良好的密封性2:具有良好的耐振動(dòng)性3:具有良好的耐冷熱性4:具有良好的耐腐蝕性總成密封性：將濾清器出油口封閉，進(jìn)油

4、口連接在試驗(yàn)裝置上試驗(yàn)。以油為介質(zhì)，壓 力不低于lOOKPa保壓lmin,不允許滲漏。以空氣為介質(zhì)，壓力 不低于lOOKPa，將濾清器置于水中，保壓Imin,不允許有氣泡產(chǎn)生?？偝稍甲枇Γ涸甲枇 PkPa原始阻力A PkPa> 2.0-3.3> 0.82.0> 0.30.8< 0.3< 10.00< 7.00< 4.50< 1.50額定體積流量QL/min :新濾清器或新濾芯的濾清器在額定流量下，原始阻力（濾清器進(jìn)出油口壓力差）符合下表中要求總成原始濾清效率及堵塞壽命在固體粒子度為180目和240目時(shí)，新濾清器或新濾芯的濾清器在額定流量下的

5、原始濾清效率（按質(zhì)量計(jì)）及實(shí)驗(yàn)室壽命如下表原始濾清效率n %堵塞壽命train> 9030總成耐振動(dòng)性能模擬實(shí)車安裝方式以加速度98m/s2,振幅為士 3.5:IIIII上下振動(dòng)lh后，濾清器必須符合上述的密封性能、原始阻力、原始濾清效率的限總成外表面質(zhì)量新濾清器或新濾芯的濾清器放置在鹽霧試驗(yàn)箱中96h后取 出，表面鍍、涂層無起泡、脫皮，單邊腐蝕不大于2mm。總成耐冷熱試驗(yàn)：將濾清器置于溫度為80c的恒溫箱中l(wèi)h,然后將濾清器置于低溫裝置中降溫，在-40 C時(shí)恒溫lh。試驗(yàn)結(jié)束后，濾清器必須符合上述的密封性能、原 始阻力、原始濾清效率的限值。第2章柴油濾清器的材料的選擇及計(jì)算2.1 濾材

6、選擇考慮的因素：過濾精度原始濾清效果（柴油濾清器90%）額定流量的原始阻力不大于9.8kPa濾芯的阻塞壽命2.2 濾紙性能：容量120克/平方米最大孔徑50微米平均孔徑40微米透氣度90格林挺度2700毫克耐破度180kpa樹脂含量18%2.3 濾材的選定選定0405型濾紙作為柴油濾清器的濾材2.4 濾紙濾芯參數(shù)：濾紙濾芯參數(shù)為4cm*6cm濾紙折寬為1.2cm高度為6.3cm折數(shù)為42。帶入公式 A=n 2b H 中即 A=42X2X 1.2 x 6.3=635.04 cm22.5 外殼選用：選用鋁質(zhì)制金屬外殼，表面光滑處理后，表面鍍膜。內(nèi)部支 撐管處小IIIII2.6雙組分孔出帶有金屬絲網(wǎng)

7、。端蓋采用枷合式端蓋。其厚度均為 聚氨酯膠粘劑粘接工藝采用粘接技術(shù)是連接材料的新工藝。聚丙烯表面活性比較差，粘接 強(qiáng)度較低，無法滿足使用要求。選用過硫酸鏤對(duì)聚丙烯表面進(jìn)行處理，提高了聚氨酯膠對(duì)聚丙烯材料的粘接強(qiáng)度，保證了柴油濾清器濾芯的可靠性。聚丙烯塑料外殼表面處理，將聚丙烯塑料上、下外殼放入6080C處理液（m （水）:m （過硫酸鐵）=100 : 8中浸泡15-20 min,取出后用干凈自來水沖洗干凈、烘干。采用該粘接工藝使該柴油濾清器具有較 好的密封性。2.7 柴油濾清器進(jìn)出管口安裝的確定濾清器的進(jìn)出口管接頭，其安裝油管的連接采用軟管接頭，查表得:軟 管內(nèi)徑 D=10mm, S / =1

8、1.5mm,進(jìn)行嚙合端蓋。軟管可擠動(dòng)鏈接。dl=10mm,d2=8nim,L=32mm,h=10n)m 螺 紋 為 5mn2.8 燃油濾清器濾芯的設(shè)計(jì)計(jì)算濾芯有多孔陶瓷和紙質(zhì)的兩種。紙質(zhì)濾芯由經(jīng)樹脂處理過的微孔 濾紙制 成，濾清效率高，成本低廉，更換方便，因此得到廣泛應(yīng)用。濾紙柴油濾清 器：在柴油濾清器內(nèi)部，折疊的濾紙和塑料或金屬濾器的兩端連接，污油進(jìn)入后，由濾清器外壁經(jīng)過層層濾紙過濾后到達(dá)中心，潔凈的燃油流出。計(jì)算公式Q=AFQ額定體積流量5 L/mi nA0.00027 5 (min*cm2)F濾芯有效過濾面積,cm2A=Q/kA 一過濾面積5 cm2Q額定體積流量，L/mi nk流量常數(shù)

9、,m3/h.cm2通常取0.03A=n*2b*H=(D-d)HA=(3.14d/t)*(D-d)H=KDd-Kd2dA/dd=KD-2kd當(dāng)I>2d時(shí)，A=Amax盡可能取d/D>0,5取 d=40mm,D=60illlll代入過濾面積A=4.0cm2濾紙濾芯參數(shù): 濾紙濾芯參數(shù)為4cm*6cm濾紙折寬為1.2cm高度為6.3cm 折數(shù)為24。設(shè)計(jì)結(jié)果如下圖第3章柴油濾清器試驗(yàn)3.1氣泡試驗(yàn)為了抽驗(yàn)上海黃浦汽車配件廠提供的一批0304型汽油濾芯是否有漏膠、破 裂等缺陷，進(jìn)行了氣泡試驗(yàn)。試驗(yàn)在氣泡試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行（見圖）。將被試濾 芯裝在夾持濾芯的裝置上，放在裝有汽油的油池4內(nèi)，其時(shí)濾芯

10、上表面最高處距油面15IIIII管路中通入壓縮空氣，打開開關(guān)慢慢打開調(diào)壓閥2,觀察濾芯是否有大的氣泡逸出，并觀察全面冒泡 時(shí)U型壓力計(jì)的壓差值。試驗(yàn) 結(jié)果表明，濾芯全面均勻冒泡的壓力都穩(wěn)定在90 100mn水柱范圍，其質(zhì)量較好圖6 氣泡試驗(yàn)臺(tái)示意圖1.開關(guān)2.調(diào)壓內(nèi)3. U型壓力計(jì)4,油池5.夾持謔芯的裝置6.披成海芯3.2液力特性試驗(yàn)經(jīng)氣泡試驗(yàn)合格的紙濾芯裝在282型柴油濾清器內(nèi)，在柴油濾清器試驗(yàn)臺(tái) (見圖)上進(jìn)行液力特性試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，將閥門6全開，啟動(dòng)汽油泵，逐漸關(guān) 閉閥門6使濾清器最后達(dá)到一定的壓差，此時(shí)記錄通過濾 清器的汽油量G(g) 和其所需的時(shí)間t(s)。再調(diào)整到其他壓差下記錄同樣

11、數(shù)據(jù)，則可測(cè)出各壓差 下的流量G:(kg/h) °Gt=3.6G/t圖7汽訕濾清器試驗(yàn)臺(tái)示盤圖型壓力計(jì)2.汽油泵5.汽汕濾請(qǐng)器6.流調(diào)節(jié)閥7.托盤天平8.油環(huán)9.油箱由此，可繪制出濾清器的液力特性曲線。3.3原始濾清效率試驗(yàn)為測(cè)試濾芯的過濾效率的高低，在原始濾清效率試驗(yàn)臺(tái)（見圖）上進(jìn)行了比 較試驗(yàn)。進(jìn)行試裝0405紙芯驗(yàn)時(shí)，在油箱2內(nèi)加入一定量汽油，濾清器內(nèi) 裝人一清潔濾芯，然后打開開關(guān)4，并通過調(diào)節(jié)閥5來調(diào)節(jié) 所要求通過濾清 器的流量值。調(diào)節(jié)完畢后，保持調(diào)節(jié)閥5的位置，并關(guān)閉開關(guān)4。油箱內(nèi)重新補(bǔ)充一定量汽油，打開開關(guān)8,攪拌油箱內(nèi)汽油，然 后加入稱量好的雜質(zhì)（GBM20氧化鋁），加

12、人濃度以重量計(jì)為千分之三。待 攪拌均勻后，打開開關(guān)4，即可使雜質(zhì)油按規(guī)定的流量通過濾清器，過濾后 的油收集在取樣瓶?jī)?nèi)圖IQ1.攪拌器4,開關(guān)7.取樣瓶原始濾清效率試驗(yàn)臺(tái)示專圖2.油箱 3. U型壓力計(jì)5.調(diào)節(jié)閥 6.試驗(yàn)的謔清器8,9.開關(guān)3.4試驗(yàn)結(jié)果要求:可經(jīng)過上述試驗(yàn)進(jìn)行校核，對(duì)該濾清器不足的地方進(jìn)行補(bǔ)正。在柴油濾清 器內(nèi)部，濾芯采用折疊濾紙，配合金屬絲網(wǎng)進(jìn)行過濾。陪合過濾效果>90%原始阻力么PkPa<9.8mPa堵塞壽命train為30 °將濾清器出油口封閉，進(jìn)油口連接在試驗(yàn)裝置上試驗(yàn)。以油為介質(zhì)，壓力不低于lOOKPa保壓lmin,不允許滲漏。以空氣為介質(zhì)，壓

13、力不低于lOOKPa，將濾清器置于水中，保壓lmin，不允許有氣泡產(chǎn)生。模擬實(shí)車安裝方式以加速度98m/s2,振幅為士 3.5mm上下振動(dòng)lh后，濾清器必須符合上述的密封性能、原始阻力、原始濾清效率的限值。新濾清器或新濾芯的濾清器放置在鹽霧試驗(yàn)箱中96h后取出，表面鍍、涂層無起泡、脫皮，單邊腐蝕不大于2IIIII將濾清器置于溫度為80c的恒溫箱中l(wèi)h,然后將濾清器置于低溫裝置中降溫，在-40 C時(shí)恒溫lh。試驗(yàn)結(jié)束后，濾清器必須符合上述的密封性能、原始阻力、原始濾清效率的限值>3,<10。影響: 柴油濾清器是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要部件，濾清的好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)供油系的正常工作，因而導(dǎo)致發(fā)

14、動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的好壞。經(jīng)調(diào)查了解，目前國(guó)產(chǎn)汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)的柴油濾清器絕大多數(shù)采用陶瓷濾芯，由于這種 濾芯過濾效果差， 而且容易堵塞，因此用戶往往在其堵塞后就拆除，使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處在無柴油 濾清器狀態(tài)下工作。人們往往以為汽油很干 凈，因而對(duì)柴油濾清器重視不 夠。據(jù)蘇聯(lián)莫斯科等地區(qū)有關(guān)使用的汽車燃油箱中汽油的污染度的報(bào)導(dǎo)：在 肉眼看來很清潔的汽油中，每噸中平均含有13.1g雜質(zhì)，每毫升汽油中含粒 徑大于lum。的粒子 為20943個(gè)。隨汽油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的粒子中粒徑大于15um 的粒子是引起氣缸活塞組摩擦副磨損的最危險(xiǎn)粒子，而這種粒子在每毫升汽油中平均含有1500個(gè)。汽車在具體的使用條件下，空氣含塵率在相當(dāng)寬

15、的范圍內(nèi)變化在發(fā)動(dòng)機(jī)上的空氣濾清器應(yīng)能保證過濾后的空氣含塵率不超過0.001g/m3。然而，據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，長(zhǎng)春市使用的汽車燃油箱中機(jī)械雜質(zhì)含量平均為34.86g/1，多數(shù)車輛又是在沒有汽油濾芯 的情況下行駛，這樣必 然加劇了發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。此外，使用情況表明，由于汽油的污染使發(fā)動(dòng)機(jī) 產(chǎn)生的故障中有50%發(fā)生在供油系。進(jìn)入化油器的污垢雜質(zhì)，會(huì)引起化油器 通路和量孔堵塞，使省油器.力口速泵工作變壞，結(jié)果使化油器工作失調(diào)， 油耗增加，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性降低。僅僅由于汽油變臟而破壞了省油器閥的密封 性，就使汽油耗量增加10 - 20%。又因?yàn)槠椭形酃鸽s質(zhì)引起沉淀物數(shù)量增加，會(huì)使氣門導(dǎo)管卡 死和燒蝕氣門密封面，

16、從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和可靠性。因此，柴油濾 清器過濾性能的好壞對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和其使用壽命均有 重要影響。二、國(guó)內(nèi)外采用柴油濾清器情況1 .國(guó)內(nèi)情況早期國(guó)產(chǎn)汽車的柴油濾清器，是采用鍍鋅鐵皮沖成斜孔然后卷 成圓筒。這種結(jié)構(gòu)的濾清器效果很差，而且在汽油內(nèi)水的作用下生成氧化 物可直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，引起氣缸活塞組零件的磨損。目前，國(guó)產(chǎn)的轎車、 吉普車、貨車幾乎都采用裝有陶瓷濾芯的282型柴油濾清器。陶瓷濾清器 的過濾效率比鍍鋅鐵皮濾芯好，但是濾料本身就是磨料，當(dāng)砂粒粘結(jié)不牢， 常有砂粒掉一下來，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是很不利的。據(jù)調(diào)查了解，國(guó)內(nèi)陶瓷濾芯 的使用壽命差別較大，一般使用幾千公里就堵

17、塞，個(gè)別也有用到一萬多公里 的。這主要與油料的清潔狀況、司機(jī)保養(yǎng)情況及濾芯本身的質(zhì)量等方面的 因素有關(guān)。使用中發(fā)現(xiàn)，陶瓷濾芯的孔隙被膠質(zhì)和雜質(zhì)堵塞后，通過清洗 的辦法不易復(fù)原，當(dāng)買不到濾芯備件時(shí)，汽車就處在無汽油濾芯的狀態(tài)下工 作。2 .國(guó)外情況歐美和日本等國(guó)的柴油濾清器，由于對(duì)汽油過濾性能要求不斷提高，由銅網(wǎng)、銅片、多孔紙板發(fā)展到了微孔濾紙。因?yàn)闉V紙過濾效果好而被普遍采用。第4章實(shí)訓(xùn)總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)是JN495-10000柴油濾清器設(shè)計(jì)。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的 努 力，我已經(jīng)較好地完成了本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)工作開始之初，我粗 粗瀏覽了一下題目，只覺得茫然無措，無從下手，就像僅訓(xùn)練了幾個(gè)月的土 兵

18、就被派上戰(zhàn)場(chǎng)，有種被趕鴨子上架的茫然感。不過即使再不知所措，這課程設(shè)計(jì)也不得不做，于是我穩(wěn)定了心 緒，將任務(wù)書打印出來仔細(xì)研讀。在研究說明書的同時(shí)，我也參考了譚老師 給的其他資料和學(xué)長(zhǎng)以前做的課程設(shè)計(jì)成果。在反復(fù)研究，認(rèn)真思考之間，我逐漸對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)流程有了一個(gè)完善的概念和過程。接下來 的要做的事情就明朗起來：一步步地落實(shí)完成自己的設(shè)計(jì)流程。我的設(shè)計(jì)逐 漸步入了正軌，然后經(jīng)過一個(gè)多月的奮斗，終于將課程設(shè)計(jì)完成。回顧做 課程設(shè)計(jì)的過程，一路磕磕碰碰，感覺殊不容易?；仡櫲^程，原本迷霧重重，讓人手足無措的課程設(shè)計(jì)，在剝繭抽絲 般的理解和分析下，變得明朗而透徹。無論什么設(shè)計(jì)，別看成果是多么的復(fù) 雜，其實(shí)它都是由各個(gè)簡(jiǎn)單的階段和步驟銜接而成。只要你能清晰地理解 整個(gè)設(shè)計(jì)流程，并嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝瓿擅恳粋€(gè)小步驟，再復(fù)雜的設(shè)計(jì)都將走下它的 神壇。這是我自前年設(shè)計(jì)變速箱之后，再次深刻地認(rèn)知到這個(gè)道理。最后，十分感謝胡