汽車過濾器講解課件

1、汽車過濾器簡介分類其中，前三種過濾器用于發(fā)動機的過濾，機油過濾器作用于汽車的潤滑系統(tǒng)，燃油過濾器作用于汽車的動力系統(tǒng)，第四種用于空調系統(tǒng)的過濾。機油過濾器 機油過濾器位于發(fā)動機潤滑系統(tǒng)中，它的上游是機油泵，下游是發(fā)動機中需要潤滑的各零部件。其作用是防止發(fā)動機因為雜質顆粒的作用而磨損和破壞。這些雜質顆粒有從外面空氣中通過空氣過濾器進入的一些微細顆粒、有發(fā)動機運行過程中因為磨損產(chǎn)生的金屬碎屑以及燃料燃燒產(chǎn)生的煤煙顆粒。機油可以減少軸承、部件的間隙以及運動部分之間的摩擦。如果清潔油液中含有雜質顆粒，會引起發(fā)動機部件之間的磨損，造成發(fā)動機性能的破壞。機油過濾器 機油過濾器的工作原理一般按雜質過濾方法分

2、為三種：機械分離、離心分離和磁性吸附。 離心分離指機油通過一個高速旋轉的轉子，使油中雜質受離心力作用被甩向轉子內壁，從而從機油中分離出來。 磁性吸附是利用永久磁鐵的磁性力將機油中的鐵質粒子吸附，不讓它們在機油潤滑系統(tǒng)中來回循環(huán)，危害發(fā)動機零部件。 機械分離按其作用形式又可分為純機械分離、架空分離和吸附分離等三種，純機械分離常見的有濾網(wǎng)過濾，即以一定孔徑濾材過濾機械雜質和油泥，粒徑大于濾孔的雜質被濾材阻攔而過濾掉。架空分離是指有n個小粒子附著于濾孔內壁上粒子并逐漸增多，使濾孔逐漸變小，形成架空現(xiàn)象，使過濾出來的粒子尺寸小于濾孔尺寸。由于機油中粒子形狀多數(shù)是不規(guī)則的，所以架空現(xiàn)象易于形成。另外對于

3、機油中的膠性物質，常粘附在濾材表面或濾孔內壁形成吸附。而真實的過濾情況，一般來說不是單一原理的作用，而可能是上述幾種的組合。機油過濾器性能指標：流量阻力特性。在額定的流量下過濾器前后產(chǎn)生的壓差，也是壓力損失值，它的數(shù)值越小表示過濾器通過性越好。額定流量一般這樣?。喝绻脩籼峁C油泵設計流量或新機油泵實測流量，則過濾器流量可取機油泵流量值的5060%；也有用戶向過濾器設計者提供內燃機主油道的設計流量。在這種情況下，過濾器的流量值應定在主油道設計流量的1.52.0倍。一般要求全流式過濾器在通過額定流量時的原始阻力不應大于0.025MPa。 發(fā)動機在工作和冷卻過程中，機油的溫度變化范圍很大，一般是從

4、0300不等，在劇烈的溫度變化下，機油的濃度也會發(fā)生相應的變化，這將影響到機油的過濾流量。優(yōu)質機油過濾器的過濾材料能夠在劇烈的溫度變化下，不但有效的過濾機油中的雜質同時還能保證足夠的流量。機油過濾器原始過濾效率特性。過濾器必須能濾出一定尺寸一定數(shù)量的雜質粒子，對新濾芯測定其過濾效率，稱為原始過濾效率。在使用中由于濾芯表面上逐漸堆積起來雜質層，過濾效率愈來愈高，所以，濾芯在整個使用壽命期內的累積平均效率要大于原始效率。 汽車機油過濾器要求能濾除所有30m的顆粒，所以對于一般的機油過濾器而言，其過濾效率要達到80%及以上。機油過濾器壽命特性。一個新濾芯從開始使用到堵塞，即濾芯前后壓力差達到過濾器旁

5、通閥開啟壓力的70%（一般開啟壓力為100kPa20kPa）。在堵塞壽命試驗臺上測定過濾器壽命時，需在試驗油中勻速加入試驗雜質，倍速地模擬濾芯實際使用條件下堵塞。在試驗過程中，每隔20 或30min記錄過濾器前后壓力差，當壓力差達到70 kPa 時，試驗終止，到這時為止的小時數(shù)（壽命時間）或已加入的試驗雜質總量（容灰量），即作為評價過濾器壽命的指標，在壽命試驗過程中，還可以定時測定過濾器的過濾效率，稱為累積過濾效率，代表過濾器在堵塞過程中過濾效率的變化。機油過濾器汽車機油過濾器要求：能濾除所有30m的顆粒機油流量符合發(fā)動機的機油需求量更換周期長于機油的壽命過濾精度符合保護發(fā)動機和減少磨損的要求

6、容灰量大，適合惡劣環(huán)境，能適應較高的機油溫度和腐蝕（一般機油里含有硫、磷等雜質，呈微酸性）過濾機油的壓差越低越好，使機油通過順暢除了以上的要求以外，汽車機油過濾器在機械強度也有一定要求:抗壓能力，機油過濾器在使用中要受到發(fā)動機冷卻狀態(tài)下波動壓力的作用，這就要求過濾器殼體、密封圈及濾芯高壓波動的抗壓能力抗震能力，發(fā)動機在工作時易和過濾器安裝結構產(chǎn)生共振現(xiàn)象，這就要求過濾器具有一定的抗震能力，能防止漏油和疲勞損壞的現(xiàn)象機油過濾器 市場上常用的汽車機油過濾材料有植物纖維(棉木漿紙)、無機纖維(玻璃纖維非織造布)和化學纖維(各種化纖非織造布)。目前使用量最大的機油過濾材料是棉木漿紙，主要因為棉木漿紙是

7、植物纖維，綠色、環(huán)保，并且可降解，符合低污染和環(huán)保的要求。機織物和非織造布可以實現(xiàn)雜質顆粒的過濾效果。與機織物過濾材料相比，非織造布具有較大的透氣率、較多的單位面積孔數(shù)、較好的過濾效果，這些優(yōu)越性能使得非織造布過濾材料的使用量呈現(xiàn)快速增加的趨勢。 隨著過濾材料的進一步發(fā)展，多層復合過濾材料逐漸出現(xiàn)，兩層復合結構的過濾材料是由PP溶噴纖維形成的表層和化學粘合PET纖維形成的底層,并且通過PE粉末利用熱粘合方法加固制備兩層復合過濾材料。三層復合結構的過濾材料是由紡粘PET層、溶噴PP層、化學粘合PET層,通過超聲波進行粘合。 以下是十種市場上常用的汽車機油濾清器濾芯：國產(chǎn)的聚醋非織造布1#、韓國科

8、龍ICOLON的聚酯非織造布2#、韓國奧斯龍AHLSTROM的棉木衆(zhòng)紙3#、美國蘭德公司LYPORE的玻璃纖維非織造布4#、意大利奧斯龍公司AHLSTROM的玻璃纖維非織造布5#、國產(chǎn)的聚酯非織造布6#和7#、美國HV公司的棉木獎紙8#、韓國奧斯龍AHLSTROM棉木裝紙9#、國產(chǎn)棉木叛紙10#。接下來將就這10種常見的過濾材料討論機油過濾材料的相關性質。 機油過濾器 下圖中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)、(j)分別是 1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10# ，(k)是實際樣品?？梢钥闯鲞@些機油過濾材料均是多孔材料,具有較好的孔隙特

9、點,纖維呈現(xiàn)三維雜亂排列 將這十種機油過濾材料比較后發(fā)現(xiàn),5#玻璃纖維非織造布具有最小的過濾精度。5#玻璃纖維非織造布具有最好過濾效果,是由于具有較小的纖維直徑、較小的孔徑、較大的孔隙率、較小的厚度和定量、較大的透氣率，不足之處是斷裂強力及伸長較小。9#棉木漿紙的過濾精度最大，過濾效果最差。主要原因是纖維直徑較大、孔徑較大，孔隙率較小。 由此可以推斷出，開發(fā)新的汽車機油過濾材料要具備:(1)較小的纖維直徑;(2)較小的孔徑;(3)較大的孔隙率;(4)較小的厚度和定量;(5)較大的透氣率;(6)較大的斷裂強力及斷裂伸長(滿足后期將過濾材料制備成濾清器的折疊和使用要求)。機油過濾器機油過濾器機油過

10、濾器 過濾材料的不同制備方法，其中非織造布的制備工藝有干法成網(wǎng)和濕法成網(wǎng)，干法成網(wǎng)主要有氣流成網(wǎng)、梳理成網(wǎng)、紡粘法、培噴法和靜電紡絲法，濕法成網(wǎng)主要是紙。機油過濾器燃油過濾器 燃油濾清器有汽油濾清器、柴油濾清器和天然氣濾清器三類，汽車發(fā)動機使用的是汽油過濾器。油箱中的燃油或多或少都含有水分和氧化鐵、粉塵等固體雜質,若不將它們除去,最終將會造成發(fā)動機磨損、油路堵塞等故障,甚至出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，燃油過濾器的作用就是去除燃油中的雜質成分，從而能減少機械磨損,保護油泵油嘴、活塞環(huán)等,防止燃油系統(tǒng)堵塞特別是噴油嘴的阻塞,確保發(fā)動機穩(wěn)定運行,進而提高系統(tǒng)的可靠性。結構 濾清器從其結構形式上來講可分為三類:直進

11、直出式、帶回油管路式和集成油泵總成式，其結構形式下圖所示。直進直出式汽油濾清器比較簡單,其結構一端為進油口,一端為出油口。帶回油管路式的汽油濾清器與直進直出式相比,它自身帶有一個回油管,回油管主要是把噴油導管內剩余的燃油回流到油箱。集成油栗總成式汽油濾清器它是由汽油泵、泄壓閥、濾清器與浮子感應器組成。其優(yōu)點在于直徑大、燃油通過率高、不易堵塞;其缺點主要是成本較高、更換難度大。就目前的汽車市場來講,應用最廣的是直進直出式,因為其結構簡單、成本低、更換和維修均方便。 左圖為直進直出式過濾器產(chǎn)品的基本結構,一般來講它主要由外殼、端蓋、過濾腔、濾芯、彈簧、進油管、出油管、防塵蓋、密封墊、出油口、進油口

12、等組成。通過對大多數(shù)該類產(chǎn)品的結構解剖可知,一般均是將密封圈、端蓋和殼體鉚合在一起,濾芯的一端緊貼在殼體內的出口端,濾芯的另一端與密封圈粘結為一體。再由彈賛將其來固定濾芯,并確保濾芯與進口端靠緊,最終通過煙接方式將所有的各組件組裝為一體,確保整體的功能要求。其中,外殼主要是通過旋壓技術加工而成,外殼材料常選擇鍋合金、鐵、塑料。濾芯主要起到過濾燃油中的雜質,其材質多為紙質濾芯,也有化纖、陶瓷、不銹鋼等。結構燃油過濾器 電噴式發(fā)動機的燃油過濾器位于輸油泵的出口一側，工作壓力較高，通常采用金屬外殼。一般它的燃油供給系統(tǒng)主要包括輸油栗、燃油箱、汽油濾清器、壓力調節(jié)器、噴油器等裝置，如圖所示。一般電噴式

13、汽油濾清器的工作滿足的條件:其承受的壓力一般為250-400KPa,進出口壓差不應超過一定的極限值10KPa,濾清效率為50%6m，75%11.0m，90%17m,過濾精度4-10m,爆破強度800KPa,過壓密封性及負壓密封性,有一定的濾水能力。燃油過濾器 使用化油器的汽油發(fā)動機，燃油過濾器位于輸油泵進口一側，工作壓力較小，一般采用尼龍外殼，如圖所示,化油式濾清器的工作過程是從輸油栗輸出的汽油經(jīng)油管進入殼體,通過濾芯過濾后進入濾芯內腔,再由出油管接口輸送到化油器,通過此輸送過程,在濾芯的作用下有效地將燃油中的雜質和塵土除去,以達到濾清燃油的效果。電噴式和化油式濾清器兩者不能互換的,主要原因就

14、是兩者工作時輸送的燃油壓力不同,其中電噴式濾清器一般可承受200-300KPa的燃油輸送壓力,化油濾清器耐壓強度較低。燃油過濾器有化油器和電噴式之分燃油過濾器 如圖所示為汽車發(fā)動機系統(tǒng)的工作原理圖,汽油油箱中的汽油被汽油泵吸出后,正?？蓪⑷加图訅褐?.3MPa左右,被加壓后的燃油經(jīng)過濾清器將燃油中的雜質與水分去除后被送至燃油分配管。燃油分配管與其他安裝在進氣管上的噴油器相通,在分配管的末尾端裝有燃油調節(jié)器,通過該裝置來保證燃油的輸送壓力恒定,同時由回油管將多余的燃油回收至油箱中。 汽油在系統(tǒng)中的流動方向如圖中表明方向, 因為在該系統(tǒng)中,汽油濾清器的工作過程要過濾的燃油是在較高的壓力下通過的,一

15、方面它能有效地去除燃油雜質,另一方面它還可保證過濾后的燃油仍保持在高壓下輸送。燃油過濾器燃油濾清器的主要性能指標有:額定流量、過濾效率、氣泡點壓力和原始阻力等。額定流量：額定流量是指油液通過濾清器的標定工作流量額定流量計算：Q = 0.00027 F (L / min)F-濾芯有效過濾面積 過濾效率：過濾元件對某一尺寸顆粒被濾除的數(shù)量對該尺寸總加入數(shù)量所占的百分比稱為這一尺寸顆粒的過濾效率過濾效率計算：Ec = (A-B+C)/A 100% A-試驗液污染液中加入的試驗用粉塵, 每100 ml中所含某尺寸顆粒數(shù)B-污染液通過過濾元件后每100ml中所含某尺寸顆粒數(shù)C-清潔液過濾元件后每100m

16、l中所含某尺寸顆粒數(shù)某一尺寸顆粒的過濾之前總數(shù)量與過濾后通過濾芯的該尺寸顆粒數(shù)量之比稱為的過濾比率： = A /(B-C) 過濾效率為 Ec = 1 1 / 要求名義過濾度的值應不小于20， 絕對過濾度的值應不小于75。 燃油過濾器氣泡點壓力：按規(guī)定的深度和內壓力將濾芯浸入試驗油中, 測量濾芯總成開始冒出第一串氣泡時的壓力值原始阻力：對于旋裝式濾芯, 原始阻力p應符合如下規(guī)定: 對于紙質濾芯, 原始阻力p應符合如下規(guī)定: 汽車發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)在工作時,當燃油通過燃油菜輸送至濾清器后,濾清器中的濾芯不但要將燃油雜質顆粒去除,且還盡可能的將系統(tǒng)的壓力損失降低,以此來保證系統(tǒng)輸送能力。即在額定流

17、量的基礎上，在保證足夠高的過濾精度同時，氣泡點壓力值越大，原始阻力越小越好。燃油過濾器汽油濾清器的濾芯大多采用濾紙材料,其它材料,如尼龍布、高分子材料等應用較少。燃油過濾器燃油過濾器汽車空氣過濾器 汽車空氣過濾器位于發(fā)動機進氣系統(tǒng)中，它是由一個或幾個清潔空氣的過濾器部件組成的總成。汽車發(fā)動機是非常精密的機件，極小的雜質都會損傷發(fā)動機。因此，空氣在進入氣缸之前，必須先經(jīng)過空氣過濾器的細密的過濾，才能進入氣缸?？諝膺^濾器是發(fā)動機的守護神，空氣過濾器狀態(tài)的好壞關系著發(fā)動機的壽命。如果汽車行駛中使用過臟的空氣過濾器，會使發(fā)動機進氣不足，使燃油燃燒不完全，導致發(fā)動機工作不穩(wěn)定，動力下降、耗油量增加的現(xiàn)象

18、發(fā)生。 總的來說，空氣過濾器的作用是濾除將要進入汽缸的空氣中有害雜質，以減少汽缸、活塞、活塞環(huán)、氣門及氣門座的早期磨損，延長發(fā)動機的使用壽命。汽車空氣過濾器從空氣濾清器的過濾方式來分，有過濾式、油浴式和慣性式。 過濾式：通過對其進口設計，使得進入發(fā)動機的空氣流充分流過金屬網(wǎng)或濾紙等能起到過濾作用的物件，將粉塵等雜質成功截留并粘附在濾紙等上。 油浴式：早期濾清器的常用過濾形式。該種形式的濾清器底部設置有機油盤，當空氣通過特殊設計的進口時，會引起氣流的急速旋轉并沖擊機油盤里的機油，此時，雜質就會被粘附在機油表面，從而達到與空氣流分離的目的；被高速沖擊的機油并不會靜止而是形成機油霧滴繼續(xù)隨空氣流流經(jīng)

19、濾芯，并粘附在濾芯上，此時的空氣流又可以通過濾芯進一步過濾，過濾后的干凈空氣進入進氣系統(tǒng)。 慣性式：空氣中的灰塵、金屬粒等大部分雜質密度要遠大于空氣密度，通過設置空氣流的進氣方式，形成空氣流的旋轉或急轉彎等運動，隨著氣流運動的雜質就會因不同的離心慣性力而與空氣流分離，從而達到濾除雜質的目的。一般的小汽車上采用單級的紙質濾空氣濾清器或油浴-過濾綜合式空氣濾清器！汽車空氣過濾器 空氣過濾器的相關指標和前面提及的機油過濾器、燃油過濾器一樣，也包括流量-阻力特性 、濾清效率、容灰量、使用壽命等。流量-阻力特性：空氣通過空氣濾清器時，由于氣體的高速運動而形成的動壓損失以及氣體與介質的摩擦損失，在空氣濾清

20、器進出口之間形成一定的壓力降，稱為空氣濾清器的阻力。阻力決定著發(fā)動機的進氣量，如果阻力過高，進氣量下降，就會導致發(fā)動機燃燒不完全，功率下降，燃油消耗率增加。 采用多氣門結構來降低進氣阻力已被認為是現(xiàn)代汽車發(fā)動機發(fā)展的新戰(zhàn)略。因此，要求在設計空氣濾清器時，盡量使其阻力小，壓力損失小，并要求濾清器流量阻力特性曲線愈平坦愈好。汽車空氣過濾器汽車空氣過濾器 濾紙、無紡布制備的空氣濾清器濾芯在市場中的占有率很高,應用比較廣泛并且具備各自不同的特點。空氣濾清器性能的好壞,首先是與它所采用的濾料有關,同時也與濾清器本身的結構及濾芯的加工質量有關。 對空濾器濾料的要求首先是透氣性好,以保證濾芯的流動阻力小,其

21、次是孔隙度適當,以保證有足夠的過濾效率和過濾細度。這兩項要求是相互矛盾的,濾芯就是這一對矛盾的統(tǒng)一體?？梢圆捎貌煌臑V料以滿足不同要求的空濾器的需要。無紡布：與以木纖維為主的濾紙不同,無紡布的主要原料是化學纖維,因此可以根據(jù)設計需要任意選擇纖維特性、纖維度和纖維長度,甚至可以制成具有很好耐久性的低阻力的薄片。但是,其纖維原料難以精制并且成本費用較高應用前景并不被看好。汽車空氣過濾器濾紙：濾紙濾芯是空氣濾清器中應用最多的濾材, 濾紙的紙漿經(jīng)過絲光化處理,纖維卷曲柔軟,制成的濾紙多孔而疏松。現(xiàn)代造紙技術還可采用皮革纖維、植物單纖維、合成化學纖維等多種原料選配,與木漿一起得到任意的孔徑分布和所要求的

22、技術條件。最后經(jīng)過樹脂處理成型,具備了一定的抗水性和較好的機械強度,但是不能重復使用并且儲灰能力有限。 當今世界上生產(chǎn)空氣濾紙的主要廠家有美國HO LINGSWO RT H& VOSZ公司、德國GESSN ER公司和意大利BOSSO公司。下表列出他們的典型空氣濾紙的技術水平汽車空氣過濾器纖維：近年來開發(fā)的纖維濾芯是的一種屬于深度式濾清的濾料, 并且根據(jù)制造方法的不同可以分為不同的種類:(1)低卷曲纖維橢球過濾材料。特點是纖維纏繞緊密,加工工藝簡單,但是使用一段時間以后會有部分短纖維脫落而且捕捉的粒子不易被反洗掉。(2)短纖維單絲隨機過濾材料。通過設置隔離絲將隨機分布的短纖維單絲固定在濾床上,通

23、過氣水聯(lián)合的方式進行反洗。這種過濾材料的最大缺點是短纖維單絲易纏掛在隔離絲網(wǎng)上或者流出濾芯。(3)中心結扎纖維球。用細繩將纖維絲束以纖維球直徑的長度為節(jié)距扎起來,然后切斷各結扎球之間的連接,形成大小一致亦稱纖維球。(4)“布帛片”過濾材料?？梢员ＷC在使用的過程中沒有纖維的流失,但是對于反沖洗的效果卻沒有明顯改善。(5)實心纖維球。特點是可以通過改變實心體的密度而改善過濾材料床的特性,加工方法是釆用靜電植絨法將長250mm的纖維植與實心體上。汽車空氣過濾器玻璃纖維工藝：玻璃纖維是把玻璃球置于約 1500的溫度下熔融,然后利用高壓熔噴或者拉絲等方式加工為纖維狀材料，其纖維直徑和長度都有一定的分布。

24、通過濕法造紙的方法,加入相應的化學試劑,將玻璃纖維在水中均勻分散形成懸浮液,然后在成形網(wǎng)上濾水成形,從而制備玻璃纖維紙。玻璃纖維是否能在分散介質中得到較均勻的分散,從而促進實現(xiàn)纖維之間的良好交織,是影響玻璃纖維空氣過濾紙過濾性能的重要因素。優(yōu)點：高效率、低阻力效率影響因素：玻璃棉直徑、玻璃棉含量汽車空氣過濾器隨著玻璃棉直徑的降低,紙頁的過濾效率迅速提高，紙頁的過濾阻力呈現(xiàn)增長較快，阻力的增長速度總是大于效率。汽車空氣過濾器 隨著玻璃棉含量的增加,紙頁的過濾效率顯著增加，最終趨于平穩(wěn)。過濾阻力呈現(xiàn)近似線性增長的趨勢。在玻璃棉含量增至 40%以上時,過濾效率的提升是以過濾阻力更加迅速的增長為代價的

25、。因此在濾紙設計時,玻璃棉含量并非越高越好。汽車空氣過濾器復式過濾材料 近年來,國外出現(xiàn)一種復合形式的空氣過濾材料,在一層濾紙或無紡布的背面貼附一層絨毛狀的纖維體,可以大大提高濾芯的使用壽命。 選用4種常用的空氣濾紙和1種很松軟的非織造布與濾紙貼合構成復合材料,分別進行儲灰能力的測定。從下表可以看出,復合材料與單層濾紙相比,在透氣度和最大孔徑數(shù)值上幾乎相等。但前者的儲灰能力卻有大幅度的提高。汽車空氣過濾器純大麻機織物汽車空氣過濾器大麻非織造布過濾材料 由于大麻纖維比較剛硬，使用 100%大麻纖維生產(chǎn)非織造布時，機器難于加工，所以考慮采用一種比較柔軟的纖維進行混合，可以用大麻纖維和棉纖維進行混合

26、，分別用干法成網(wǎng)中的水刺及針刺工藝制備，成品如圖。在開發(fā)產(chǎn)品過程中，也是讓厚度和面密度盡量接近棉木漿濾紙。由表可知，與水刺非織造布相比，大麻 /棉針刺非織造布的平均孔徑、最大孔徑和過濾精度均較大，所以大麻 /棉水刺非織造布具有較好的過濾性能。汽車空氣過濾器納米材料 納米材料進行空氣凈化可分為化學過程和物理過程,化學過程是指納米材料的表面效應,使表面光生載流子的濃度加大,增大了光催化的效率;物理過程則指納米材料的小尺寸效應使材料的比表面積變大,從而提高了材料對空氣中微粒的阻隔和吸附作用。納米纖維具有較大的比表面積、表面能和表面張力,增加了空氣中懸浮微小顆粒在其表面沉積的概率,從而提高了其過濾效率。與傳統(tǒng)植物纖維相比較,在同等氣壓損失下,納米纖維在過濾過程中具有更為顯著的欄截效應和慣性效應,因此能提高過濾效率,降低阻力,延長使用壽命。靜電紡絲法是目前制備納米纖維最重要最直接的方法,制得的納米纖維由于其直徑小,納米纖