汽車濾清器設(shè)計(jì)

歡迎共閱歡迎共閱歡迎共閱汽車濾清器目錄簡(jiǎn)介4過濾的基本知識(shí)9微粒分離的機(jī)理10濾清器的性能參數(shù)12發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣過濾(空氣濾清器)20空濾過濾介質(zhì)的性能21空濾過濾介質(zhì)的檢驗(yàn)26現(xiàn)代空濾系統(tǒng)的要求濾芯的設(shè)計(jì)要素空濾殼體曲軸箱通氣濾清器機(jī)油的過濾(機(jī)油濾清器)磨損與過濾全流式機(jī)油濾清器分流式機(jī)油濾清器燃油濾清器現(xiàn)代燃油濾清器的作用汽油濾清器柴油濾清器燃油濾清器的試驗(yàn)方法燃油濾清器的性能參數(shù)結(jié)束語(yǔ)簡(jiǎn)介隨著現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步,環(huán)保立法的加強(qiáng)以及乘客對(duì)汽車舒適度要求的提高,濾清器在汽車中扮演著越來(lái)越重要的角色。在最初的汽車中，只配備最原始的機(jī)油濾清器，然后是空氣濾清器，燃油濾清器，現(xiàn)在，大量的特殊功能的濾清器也出現(xiàn)在汽車上。只有這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)與其他部件才可能在汽車使用過程中不發(fā)生問題。圖1是濾清器在汽車各部分的分布，一眼可以看出，它們所起的作用非常廣泛，不僅是安裝位置的不同，也因?yàn)楦鞣N各樣的要求，所以需要針對(duì)這些因素進(jìn)行專門設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在，這些濾清器還有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，它們作為系統(tǒng)的模塊，分工協(xié)作，保證汽車正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，空氣濾清器，除了我們所熟悉的分離發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣雜質(zhì)的功能外，在歐洲，95%以上的汽車都配有空調(diào)濾清器，它可以去除車廂中的雜質(zhì)顆粒與異味。同樣，燃油箱都接有過濾雜質(zhì)的燃油濾清器。以前在加注燃料中揮發(fā)到空氣中的油料，都會(huì)被新的油箱通風(fēng)濾清器所吸收。在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中所產(chǎn)生的持續(xù)的高壓脈動(dòng)會(huì)通過活塞，活塞環(huán)，缸體之間的間隙進(jìn)入曲軸箱中，并產(chǎn)生極細(xì)的油霧，由于環(huán)保的要求，這些油霧在通過離心式油霧分離濾清器后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。同時(shí)，該種濾清器還可以避免柴油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的葉片積碳。在商用車的空氣剎車系統(tǒng)中，為保持低溫下的剎車性能，其中的壓縮空氣必須在經(jīng)過干燥器后進(jìn)入系統(tǒng)。盡管我們已在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)與設(shè)計(jì)手段上取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，但柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放仍是濾清器圖1行業(yè)的一個(gè)主要課題。除了極小的煙炙，不斷對(duì)陶瓷濾芯進(jìn)行升級(jí)換代始終是我們應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)。圖2各種液體的濾清器如圖3所示，其中機(jī)油濾清器是最重要的部分。此外，變速箱機(jī)油及液壓系統(tǒng)中所使用的長(zhǎng)效濾清器，可以抵抗各種化學(xué)藥品的侵蝕。同樣，還有燃油濾清器，它們也是此書的重點(diǎn)之一。近年來(lái)，隨著噴射系統(tǒng)的發(fā)展，直噴的柴油機(jī)及汽油機(jī)中所使用的燃油濾清器也發(fā)展迅猛。圖3當(dāng)更嚴(yán)格控制氮氧化合物的EURO-4，EURO-5標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)，在商用車上發(fā)展起來(lái)的冷卻液濾清器，有可能被用來(lái)過濾液體排放物。當(dāng)然，此書不可能對(duì)圖1所列的所有濾清器都面面俱到，除了一些最重要的原理，為了能使讀者對(duì)過濾過程有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，在本書的第一章還介紹了過濾材料和介質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能。然后是具體應(yīng)用?？諝鉃V清器（包括曲軸箱通風(fēng)濾清器），機(jī)油濾清器，燃油濾清器是此書的重點(diǎn)。同時(shí)，也涉及了近十年來(lái)的最新進(jìn)展。本書的重點(diǎn)是過濾與分離技術(shù)，過濾介質(zhì)和由此而來(lái)的濾芯。同時(shí)，還將濾清器與其它的相關(guān)部件結(jié)合起來(lái)，形成在濾芯設(shè)計(jì)工作中應(yīng)考慮的整體。與發(fā)動(dòng)機(jī)，汽缸蓋，機(jī)油模塊，燃油模塊，進(jìn)氣系統(tǒng)相關(guān)的濾芯成為一個(gè)完整的體系，保證發(fā)動(dòng)機(jī)以最佳狀態(tài)運(yùn)行。過濾的基本理論為了方便對(duì)過濾過程有一個(gè)更清晰的理解，下面列出一些最基本的概念。絕大部分的汽車所使用的是深層濾清器。當(dāng)雜質(zhì)大小不一，深層濾清器是最經(jīng)濟(jì)的選擇。濾芯的作用是盡可能地將固體顆粒從連續(xù)的氣相或液相中分離出來(lái)。例如，固體顆粒被原封不動(dòng)地從進(jìn)氣，機(jī)油，燃油中過濾出來(lái)。雜質(zhì)顆粒有各種各樣的來(lái)源，可能是有機(jī)或礦物顆粒，磨損的金屬顆粒，或是不完全燃燒所產(chǎn)生的煙炙。它們并不完全表現(xiàn)為固態(tài)，例如，經(jīng)過曲軸箱濾清器的油霧，以及柴油中的水分。雜質(zhì)顆粒的形態(tài)也是多種多樣，圓形的，方形的，尖狀的，平的，光滑的，粗糙的。一般來(lái)說，我們可以按大小來(lái)把它們加以區(qū)別。根據(jù)不同來(lái)源，它們的大小范圍差異很大。在進(jìn)氣系統(tǒng)中的典型雜質(zhì)是無(wú)機(jī)礦物顆粒，主要是SiO2，它們的平均直徑為0。1微米到2000微米不等。圖4分別表示了雜質(zhì)微粒數(shù)量及質(zhì)量在尺寸上的分布。而絕大部分煙炙中的微?？梢允菐准{米的個(gè)體，也可以形成0。1微米至2微米的聚集顆粒。這種顆粒大小會(huì)引起嚴(yán)重的磨損。微粒的分離機(jī)理圖4根據(jù)雜質(zhì)顆粒以及流體的性質(zhì)，過濾的方法也不盡相同。圖5描述了過濾過程中濾材與雜質(zhì)的相互作用。濾材在圖中被抽象成與流向垂直的單層纖維網(wǎng)。圖5連續(xù)相（如機(jī)油或燃油）能夠以層流的狀態(tài)通過濾材（圖中以流線來(lái)表示），此時(shí)流體的速度會(huì)發(fā)生變化。那些質(zhì)量較大的顆粒便由于慣性作用而被纖維捕獲。其他質(zhì)量較小的顆粒卻可以隨流體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。如果它們的直徑過大，也會(huì)被纖維攔截下來(lái)。另外一些更小的顆粒也會(huì)由于范德華力的作用被濾材所粘著。攔擊作用是牛頓流體（如通常狀態(tài)下的機(jī)油與燃油）中最基本的分離機(jī)制。由于空氣的粘度較低，慣性捕獲與紊流時(shí)的吸附在過濾的過程中也起著相當(dāng)大的作用。由于細(xì)小的顆粒逐漸地被深層濾材所吸附，過濾分離的效率也會(huì)隨之變高。在當(dāng)代汽車行業(yè)，表面過濾的篩分作用只是起一個(gè)輔助作用。濾清器的性能參數(shù)今天，汽車中的過濾材料幾乎全部是深層濾材，也就是說，過濾作用不僅發(fā)生在材料的表面，而且深入組織內(nèi)部。在過濾過程開始時(shí)，單個(gè)的顆粒慢慢地堆積在纖維表面，隨著時(shí)間，堆積的程度變得劇烈，它們象枝狀晶體一樣四處蔓延（如圖5）。濾材內(nèi)部的孔隙（最初會(huì)達(dá)到95%）被逐漸添滿，濾材兩邊的壓差也越來(lái)越大。濾清器的容塵量越來(lái)越小。這時(shí)候，便要更換濾清器了。圖6表示了濾清器的壓差隨時(shí)間的變化而增加。對(duì)深層濾材來(lái)說，這是一根典型的曲線。只是在一段時(shí)間以后，由于大量的孔被雜質(zhì)堵塞，壓差才會(huì)顯著上升。為了穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，當(dāng)濾芯達(dá)到最大設(shè)計(jì)壓差時(shí)，必須更換新的濾芯。過濾效率我們可以有很多方法來(lái)評(píng)價(jià)濾芯的效率。一般說來(lái)，我們常用過濾精度η（常指顆粒分離的精度級(jí)別）來(lái)表示去除的雜質(zhì)比例。在本書中，它可分為分級(jí)過濾效率，總過濾效率。分級(jí)過濾效率與雜質(zhì)顆粒大小及分布有關(guān)，而總過濾效率則指濾清器對(duì)所有微粒的過濾狀況。舉例來(lái)說，η（3-5μm）=87%表明平均直徑在3微米與5微米之間的顆粒87%被過濾。而η=95%則意味著流體中95%的顆粒被濾清器截獲。另一個(gè)重要的概念是原始過濾效率，它表示一個(gè)新濾芯的過濾性能。如果我們忽略深層濾材的靜電效應(yīng)，它的值一般比一個(gè)舊濾芯要低一些。由于纖維的實(shí)際直徑較小，雜質(zhì)顆粒被攔截的可能性也要小。圖7表示的是由合成纖維制成的空濾芯對(duì)大小不同的雜質(zhì)顆粒的過濾效率。由于紊流狀況下的吸附（小于0.5微米）及慣性捕獲（大于0.5微米）至今對(duì)0.5微米左右的顆粒無(wú)能為力,我們可以發(fā)現(xiàn)，這條曲線在0.5微米處出現(xiàn)了極小值。而大于6微米的微粒則因?yàn)閿r截與慣性捕獲的同時(shí)作用被全部過濾掉。雜質(zhì)大小的分布通常，我們很難確定實(shí)際工況中的雜質(zhì)大小的具體分布。為了能對(duì)不同的濾清器進(jìn)行比較，我們使用了標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)用灰,并且規(guī)定了測(cè)試方法，取樣，評(píng)估結(jié)果（包括在線與離線測(cè)試，顆粒計(jì)數(shù)器的目視評(píng)估，重量分析測(cè)試等等）的標(biāo)準(zhǔn)。圖7為了對(duì)濾芯的性能進(jìn)行對(duì)比,我們必須了解過濾效率數(shù)值所對(duì)應(yīng)的涵義。一般來(lái)說，除了微粒總數(shù)量（用下標(biāo)i=0來(lái)表示），更多時(shí)候，我們還用微粒的等效體積或總質(zhì)量來(lái)表示。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，我們將這些顆粒按不同大小進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪成如圖8a所示的累積分布圖，Qi（Xj）的值表示顆粒直徑小于Xj的數(shù)量在所有微粒中的比例。其大小介于0到100%。我們還可以根據(jù)圖8a，把這些雜質(zhì)顆粒按其大小轉(zhuǎn)變成微分的形式（如圖8b），圖中的Xj，m是微分區(qū)間的平均直徑。該曲線被稱為雜質(zhì)顆粒分布密度曲線。每一個(gè)小區(qū)間的面積表示分布密度。我們也可以通過顆粒記數(shù)器直接地繪出此圖。圖上，沒有小區(qū)間都是等分的。于是，我們便可以用上述方法來(lái)表示一個(gè)濾清器的效率了。圖9a中，Qa（Xj）曲線代表的是初始雜質(zhì)顆粒的分布密度，g。qg（Xj）圖8表示被過濾的雜質(zhì)的分布密度，而f。qf（Xj）則代表通過濾清器的雜質(zhì)顆粒。f與g分別代表了較細(xì)與較粗的顆粒，它們分布圖的和是初始的顆粒分布。分級(jí)過濾效率曲線從上述的結(jié)果中，我們還可以派生出分級(jí)過濾效率曲線，如圖9b，它直觀地說明了過濾過程的效果。這條曲線的起點(diǎn)是Xj，0，直到被100%過濾的最小雜質(zhì)顆粒Xj，100。我們有時(shí)也會(huì)用其他的值來(lái)描述濾清器的過濾效率，例如，我們通常把Xj，50時(shí)的顆粒大小，即有一半顆粒被過濾時(shí)的顆粒尺寸Xj，來(lái)表示過濾效率。在上述體系中，我們用q3（Xj）來(lái)表示雜質(zhì)顆粒的質(zhì)量或體積的分布曲線，用q0（Xj）來(lái)表示雜質(zhì)顆粒的數(shù)量分布。從不同的雜質(zhì)得出的分布曲線也各不相同。我們一般用顆粒的質(zhì)量分布曲線q3來(lái)表示雜質(zhì)的分布，此時(shí)，i=3便可以省略。圖9β值由于以上方法不是特別直觀,人們?cè)絹?lái)越廣泛地使用β值來(lái)表示濾芯的性能。對(duì)于某一特定大?。╔j）的微粒，其值等于濾清器入口處的微粒數(shù)量與出口處的微粒數(shù)量的比例。運(yùn)用此概念，我們立刻可以看出，特別是兩個(gè)高效率濾清器之間的差別。一個(gè)對(duì)于10微米的微粒，其β值=200的濾清器，它的過濾效率是對(duì)于相同顆粒，其值為50的濾清器的4倍?？傊?，正是過濾材料形成了濾清器的性能，因此，我們便可以在濾清器生產(chǎn)過程中對(duì)其進(jìn)行檢查，避免濾芯的破損或粘接問題?？諝鉃V清器在正常行駛時(shí)，一臺(tái)60KW左右功率的發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘要消耗大約6立方米的空氣。根據(jù)環(huán)境不同，每立方米空氣中的灰塵質(zhì)量從0.2毫克到50毫克不等。假設(shè)一輛汽車一年的行駛里程為12500哩，汽油的耗用為30哩/加侖，那么汽車在一年中所吸如的空氣為12400立方米，這就是說，該車在10年中吸入24G到6。2KG的灰塵?？諝庵谢覊m的顆粒大小介于0.01到2000微米之間,而其中75%質(zhì)量的灰塵的大小為5到100微米。所有這些數(shù)值，都取決于所在的環(huán)境。圖10表示了各種環(huán)境下的灰塵的分布。如果空氣中的灰塵未能有效地去除，那么它們會(huì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，甚至于機(jī)油中。這樣一來(lái)，灰塵就會(huì)侵入一些關(guān)鍵部位，如活塞，活塞環(huán)，活塞桿，缸套之間，引起嚴(yán)重磨損。不僅如此，灰塵還會(huì)在質(zhì)量流量傳感器上沉積下來(lái)。如果它的信號(hào)與實(shí)際值偏離，便會(huì)引起油耗增加，動(dòng)力下降，排放超標(biāo)?，F(xiàn)代濾清器可以達(dá)到99.8%(乘用車)和99.95%(商用車)的過濾效率.因此大大地降低了進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的灰塵以及隨之而來(lái)的風(fēng)險(xiǎn).濾材的參數(shù)目前,空氣濾清器的濾材不僅要滿足傳統(tǒng)意義上的過濾性能的指標(biāo),如容塵量,全面的過濾精度，而且它們還需要在承受脈動(dòng)壓力時(shí)，保持上述性能，阻止任何灰塵在動(dòng)態(tài)狀況下溜進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。并且，當(dāng)汽車在涉水或雨中行駛時(shí)，濾芯的折疊結(jié)構(gòu)（如圖11）也不會(huì)因?yàn)榻淖儭Ｍ瑫r(shí)，濾芯還可以抵抗機(jī)油，發(fā)動(dòng)機(jī)煙氣，曲軸箱油霧的能力。最后，過濾材料還要具有良好的高溫穩(wěn)定性。圖11過濾材料的相關(guān)參數(shù)汽車空濾的材料是由天然纖維與合成纖維組成（如圖12）。它的性能參數(shù)有：克重，厚度，透氣度（DIN53887），以及孔徑。其他一些參數(shù)與強(qiáng)度有關(guān)，如撕裂強(qiáng)度，破裂強(qiáng)度（DIN53113），彎曲強(qiáng)度，阻燃性能（DIN53438），纖維長(zhǎng)度與直徑。天然纖維與合成纖維的直徑介于10到50微米之間。而熔噴纖維（MELT-BLOW）可以做到更細(xì)。如果濾紙的厚度是0。45毫米的話，那么它的克重便在100克/平方米左右。表2是一些濾材參數(shù)的大致情況。圖12表2容塵量新型濾材的優(yōu)先發(fā)展方向是延長(zhǎng)濾芯的更換周期，也就是說，更高的容塵量。在不增加尺寸的前提下，我們已經(jīng)可以把濾芯的壽命延長(zhǎng)至75，000哩（125，000公里）。對(duì)于商用車來(lái)說，由于成比例地?cái)U(kuò)大了尺寸，甚至還可以做得更高。圖13由于濾材結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了濾芯的壽命的增加。如圖13中的無(wú)紡布材料，從圖片中我們可以清晰地看到，出口側(cè)的材料明顯比進(jìn)口側(cè)要致密。采用這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯而易見的好處是：我們能夠在濾材的不同深度獲得不同的過濾精度。籍此，我們也便能夠取得比普通材料更高的容塵量。天然纖維濾紙的容塵量一般為220G/平方米，而由上述方法制成的無(wú)紡布的容塵量可以達(dá)到900-1100G/平方米（見表3）這就是說，一個(gè)相同大小，具有同等容塵量的濾芯所耗用的無(wú)紡布比濾紙要小得多。表3根據(jù)ISO5011，合成纖維無(wú)紡布濾芯的容塵量要比天然纖維濾紙的濾芯大50%。實(shí)際上，測(cè)定的結(jié)果表明，這個(gè)值可能達(dá)到150%。折紙與浸漬折紙是另一個(gè)影響過濾精度的方面。只有濾芯在使用過程中保持原狀，它才能達(dá)到理論壽命。對(duì)于天然濾紙來(lái)說，可以通過浸漬樹脂來(lái)提高其彎曲強(qiáng)度，降低外界環(huán)境的影響。另外，制筋也可以提高濾紙的強(qiáng)度。對(duì)于合成纖維濾芯，由于無(wú)法對(duì)其浸漬，制筋便顯得特別重要。波紋濾紙也是非常有效的手段之一。為了了解水分以及其所引起的壓降對(duì)濾芯的影響，我們用水濕潤(rùn)濾紙來(lái)模擬雨水的作用。圖14是經(jīng)過浸漬的濾紙空濾芯與無(wú)紡布濾芯壓降的對(duì)比?？梢钥闯?，紙濾芯的壓降會(huì)因此明顯增加，而無(wú)紡布濾芯則變化不大。圖14盡管經(jīng)過了浸漬，天然纖維濾芯仍會(huì)老化變脆。即使行駛里程不多，它們最長(zhǎng)使用時(shí)間不能超過5年。熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力的交互作用，使得損壞無(wú)法避免。濾材的測(cè)試ISO5011中規(guī)定了濾材標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試狀態(tài)：溫度23±5℃，相對(duì)濕度55±15（如圖15），通過兩個(gè)互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定過濾效率。首先，通過計(jì)算濾芯重量的增加與放入的灰塵重量（PTI粗/細(xì)標(biāo)準(zhǔn)灰），得出濾芯的過濾效率η（圖16），在更進(jìn)一步測(cè)量灰塵大小后，我們還可以知道過濾效率曲線η（X）。（圖17）圖15圖16圖17進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的灰塵的比例可以直觀地從過濾效率的余數(shù)（灰塵通透率D）中看出。如果兩個(gè)濾芯的過濾效率分別為99.5%和99.9%,那么它們的灰塵通透率分別為0.5%和0.1%。這就是說，雖然它們的過濾效率只有0.4%的差異，實(shí)際上，效率較高的濾芯比低的濾芯多去除了4倍的灰塵。確定容塵量的方法如下：向?yàn)V芯中不斷地加入灰塵，同時(shí)保持空氣流量不變，這時(shí)，濾芯兩側(cè)的壓差逐漸增加，直至定值（乘用車為20毫巴，商用車為40毫巴），在這種壓差情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能不會(huì)發(fā)生顯著變化。在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得的容塵量與實(shí)際路試的結(jié)果基本吻合，據(jù)此，我們可以確定濾芯的使用里程。所有這些試驗(yàn)均顯示了壓差隨時(shí)間逐漸增大的過程。（圖18）圖18空濾系統(tǒng)的性能空濾系統(tǒng)包括進(jìn)氣口，進(jìn)氣管，空濾殼體，濾芯，某些情況下，在前端，還裝有降低進(jìn)氣噪音的諧振器，以及濾清器后方，安裝空氣質(zhì)量流量傳感器的空氣管。它們最終被連接到進(jìn)氣歧管上。廢氣循環(huán)系統(tǒng)與曲軸箱通氣管也連接于此。這些部件彼此匹配，一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)蓋下。（圖19）圖19目前，許多高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)，不斷地降低空濾系統(tǒng)的空間。例如，空調(diào)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向助力泵，中冷器，以及旨在降低排放污染的熱交換器都已成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置，這些裝置無(wú)一不在擠壓空濾系統(tǒng)的空間（如圖20）。這種要求與其他要求一起，迫使空濾濾材不斷改進(jìn)，以縮小體積并保持原有的技術(shù)指標(biāo)。由下圖21的對(duì)比中可以看見，系統(tǒng)的集成度越來(lái)越高。進(jìn)氣位置必須選擇在灰塵和水份較少的地方，同時(shí)，進(jìn)氣口要避免受到汽車行駛氣流的影響。如車輪拱形的封閉腔內(nèi)或是機(jī)倉(cāng)中類似的地方。對(duì)于卡車，進(jìn)氣位置一般位于駕駛倉(cāng)上方（圖22）這樣可以減少灰塵的吸入，延長(zhǎng)濾芯壽命。圖20圖21圖22通過優(yōu)化進(jìn)氣氣流的濾芯殼體，我們充分發(fā)揮了濾芯的潛能，以期獲得最大容塵量與過濾效率。殼體所形成的均勻氣流從最初便保證較高的過濾效率（圖23，24）。同時(shí)，遠(yuǎn)大于濾芯空間的殼體也能輕易獲得良好的聲學(xué)特性。這就是我們常指的濾清器的消聲性能。有時(shí)，我們也會(huì)用一個(gè)單獨(dú)部件來(lái)消除進(jìn)氣入口處的躁聲。這種設(shè)計(jì)的好處是每一個(gè)部件都可以最大程度地發(fā)揮各自作用，同時(shí)，濾清器殼體可以做得更小。圖23圖24近年來(lái)，另一種控制噪音的辦法是主動(dòng)噪音控制系統(tǒng)。它通過電器裝置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特征頻譜噪音進(jìn)行反相半波補(bǔ)償來(lái)降低噪音。對(duì)于某一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生的電信號(hào)通過揚(yáng)聲器與初始的噪聲相互作用，比之被動(dòng)降噪，這種主動(dòng)降噪的效果要顯著得多?？諡V的設(shè)計(jì)要點(diǎn)首先，我們要考慮車輛的類型，是汽油轎車，還是柴油轎車，或是商用車（參見表3）。濾材的面積由發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣消耗量算出，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，一個(gè)四沖程的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)每千瓦需要0.07立方米的空氣,而柴油機(jī)則為0.08立方米。很明顯，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)還要更大一些。為了過濾進(jìn)氣中的灰塵，濾清器必須足夠面積來(lái)保證空氣流素低于某一臨界速度（圖24）。過濾精度有賴于氣流速度，過大的流速會(huì)急劇降低過濾效率，如果流速過大，雜質(zhì)顆粒不會(huì)粘附在濾材纖維上而被吹開，甚至于已被截獲的顆粒也被重新裹入空氣中，濾清器便失去作用，加劇了發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損與應(yīng)力。如果我們正確地選擇進(jìn)氣速度，雜質(zhì)顆粒便會(huì)沉積在纖維表面（圖25）。不同的濾材它們的臨界速度也不一樣，表3列出了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)的不同濾材的臨界速度。圖25下面舉例說明，對(duì)于一個(gè)V=5立方米/分的空氣流量的柴油機(jī)來(lái)說，假設(shè)過濾效率為99.8%，這就要求濾芯的過濾面積有1.25平方米。我們首先根據(jù)容塵量（200克）或行駛里程（37500哩）來(lái)選擇濾材，根據(jù)表2，只需要一平方米的濾紙便可滿足要求，然而，卻不能滿足臨界速度小于10CM/S的限制。因此，我們將其面積增加為1.25平方米。商用車上有時(shí)會(huì)用到兩級(jí)濾芯，是否采用該設(shè)計(jì)涉及使用環(huán)境，如中歐地區(qū)，或南美洲的泥路上。單級(jí)濾芯通常為星形折紙濾芯（圖26），在某些特定場(chǎng)合，也會(huì)用到方形濾芯。商用車的過濾精度一般要達(dá)到99.9%，比乘用車高50%，這是由于商用車每年的行駛時(shí)間比乘用車要長(zhǎng)，里程可達(dá)到60000哩以上。商用車中經(jīng)常會(huì)安裝安全濾芯。當(dāng)更換主濾芯時(shí)，安全濾芯可以防止灰塵進(jìn)入凈氣口。這種濾芯一般由無(wú)紡布制成。通常在主濾芯更換第三只時(shí)，才會(huì)更換安全濾芯。圖26在雙級(jí)過濾中，空氣首先由于切向進(jìn)氣而被初步過濾。一些較粗的顆粒，由于離心力的作用被分離出來(lái)。從設(shè)計(jì)來(lái)看，預(yù)濾的效率可以達(dá)到85%，這就極大地延長(zhǎng)了濾芯壽命。因?yàn)榧?xì)灰更易阻塞濾芯，在設(shè)計(jì)上，要對(duì)細(xì)節(jié)作出優(yōu)化。當(dāng)壓差達(dá)到40毫巴時(shí)，就要立刻更換濾芯。壓差同時(shí)也會(huì)影響預(yù)濾，在設(shè)計(jì)濾芯壽命時(shí)，也要考慮該因素的作用?？諡V殼體適應(yīng)空間與容易更換是空濾殼體設(shè)計(jì)中的兩大要素。當(dāng)然，殼體的密封也是必不可少的。絕大多數(shù)濾芯均采用聚氨酯來(lái)密封?？ㄜ嚺c轎車在20毫巴壓差下最大允許泄漏分別為50立方厘米和200立方厘米每分鐘，在任何條件下都要滿足該要求，即使是-40℃或100℃時(shí)，或是以15g加速度在20Hz到250Hz振動(dòng)時(shí)。另外，殼體的設(shè)計(jì)基于一個(gè)穩(wěn)定流量，須采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）對(duì)殼體的細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，使之與各種可能發(fā)生的情況吻合。（圖27）圖27出于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，空濾可分為方形空濾和圓形空濾。轎車中廣泛應(yīng)用的是方形空濾，空濾上蓋將空濾的聚氨酯邊框緊壓在下殼體上產(chǎn)生密封。而對(duì)于卡車中的圓形空濾，它們依靠周向的邊框產(chǎn)生軸向密封（圖28）。車輛在惡劣天氣諸如雨雪中行駛時(shí)，吸入的空氣中攜帶大量的水份，此時(shí)，安裝在空濾殼體前方進(jìn)氣管中的水分離器的作用便顯現(xiàn)出來(lái)了。它包括環(huán)形的分離器，緩沖片，如果壓差允許的話，還可以安裝旋轉(zhuǎn)分離器和防雪系統(tǒng)。需要再次強(qiáng)調(diào)的是；濾清器中不能有積水的結(jié)構(gòu)，以免水進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。圖28曲軸箱通風(fēng)機(jī)油濾清器除了進(jìn)氣系統(tǒng)的過濾，還需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通氣進(jìn)行過濾。發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從活塞環(huán)與缸體，氣門挺桿，渦輪增壓器軸橙的間隙中，不可避免地會(huì)有高壓氣體流入到曲軸箱中。除了燃料氣體，中間產(chǎn)物和碳粒外，還帶有大量的機(jī)油。這些懸浮在旁通氣體中的油霧，有的來(lái)自活塞表面的潤(rùn)滑層，有的來(lái)自高速旋轉(zhuǎn)的部件，還有的來(lái)自活塞裙的冷卻油，它們一起與水蒸氣一起形成極細(xì)的霧滴。過去，我們一般把混合氣體直接通過機(jī)油后釋放到空氣中?，F(xiàn)在，客戶與法規(guī)不能同意這種簡(jiǎn)單的處理。于是，便采取了一種“閉式呼吸”的方法，即將混合氣體引入進(jìn)氣系統(tǒng)中。如果不經(jīng)過過濾，混合物可能會(huì)污染渦輪增壓器，流量傳感器，中冷器，氣門，以及催化器，同時(shí)，也會(huì)影響燃燒過程與排放，降低某些部件的性能與使用時(shí)間。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，必須對(duì)旁通氣體進(jìn)行分離。機(jī)油液滴（包括其他懸浮顆粒和碳粒）的平均直徑只有0.9微米（圖29），只有很少幾種方法可以對(duì)其進(jìn)行過濾（圖30）。包括擴(kuò)散分離，慣性分離和靜電分離。對(duì)汽車的使用來(lái)說，最小壓差（曲軸箱中會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓），較長(zhǎng)壽命及較小體積是其設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重點(diǎn)。圖29圖30接下來(lái),我們根據(jù)物理性質(zhì)及客戶的要求選擇合適的過濾方法。表4是一個(gè)輔助的評(píng)估矩陣。由此可以看出，并不存在十全十美的過濾器。我們必須具體分析每一種情況，平衡客戶需求與成本之間的矛盾。表4性價(jià)比最高，最簡(jiǎn)單的過濾器是旋風(fēng)分離器。旁通氣體通過一個(gè)螺旋形的中心管時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)，油滴由于離心作用分離出來(lái)。慣性作用使得油滴甩開并沾在容器壁上，清潔氣體從中心管中離開分離器。如果設(shè)計(jì)合理，壓降合適的話，旋風(fēng)分離器可以達(dá)到極高的分離效率。如果我們把許多層旋風(fēng)分離器平行布置的話，那么這種結(jié)構(gòu)便會(huì)非常緊湊。設(shè)計(jì)時(shí)，該種類型的旋風(fēng)分離器將會(huì)被作為一個(gè)終身壽命的零件。圖31是兩個(gè)平行旋風(fēng)分離器，它們與機(jī)油濾清器模塊集成在一起。而纖維或燒結(jié)濾芯，即使對(duì)最微小的液滴也有很高的分離效率。但是，氣體中的碳粒也會(huì)粘附在纖維上，使壓降升高，降低濾芯壽命。絕大多數(shù)情況下，這種濾芯是消耗品，只提供一定期限內(nèi)的質(zhì)量保證。圖31離心機(jī)是慣性分離器，在離心區(qū)域，離心力明顯增加，即使細(xì)小的液滴也會(huì)從氣體中分離出來(lái)。調(diào)整離心機(jī)的速度可以改變分離的效果。該速度與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。設(shè)計(jì)方案決定了分離機(jī)的壓差。在此情況下，壓力甚至還會(huì)增加。由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，密封零件，分離機(jī)顯然會(huì)增加額外費(fèi)用。它也是一個(gè)終身壽命的零件。圖32是一個(gè)片狀分離機(jī)的示意圖。在所有油霧分離器中，靜電分離器的壓降最小，而過濾效率最高。通過對(duì)油霧加載電荷，由于外加電場(chǎng)的作用，液滴向分離電極移動(dòng)。同樣是外力提供了高效分離效果，而且它也與發(fā)動(dòng)機(jī)工況無(wú)關(guān)。由于高壓發(fā)生裝置，絕緣與屏蔽的費(fèi)用，產(chǎn)生了額外的成本。如果混合氣體中含有大量的碳粒，碳粒便會(huì)在電極上沉積下來(lái)，這時(shí)候，就要對(duì)電極進(jìn)行清理，否則，系統(tǒng)便會(huì)完全失效。對(duì)油霧分離器來(lái)說，最基本要點(diǎn)還是在設(shè)計(jì)方面，以及可靠性，安裝位置等，是將它們集成在機(jī)油濾模塊內(nèi)還是放置在汽缸蓋頂部。圖32機(jī)油的過濾磨損與過濾在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，潤(rùn)滑油扮演著非常重要的角色。首先，它降低了軸承，配合間隙，及其他運(yùn)動(dòng)部件間的摩擦，減輕了它們之間的磨損。其次，它還具有散熱與抑制腐蝕的功能。同時(shí)，油膜封閉了燃燒室，傳遞著動(dòng)力。最后，機(jī)油帶走了雜質(zhì)顆粒，避免了它們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部沉積，保持了發(fā)動(dòng)機(jī)的潔凈。盡管如此，各種各樣的雜質(zhì)，包括有機(jī)，無(wú)機(jī)顆粒，它們甚至?xí)高^空氣濾清器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，并在內(nèi)部聚集起來(lái)。而且，機(jī)油中也帶有生產(chǎn)過程中遺留下來(lái)，或是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磨損產(chǎn)生的雜質(zhì)及碳粒。同時(shí)，燃燒過程中產(chǎn)生的水分，酸性化合物和不完全燃燒的燃料都可能進(jìn)入機(jī)油中。所有上述的雜質(zhì)與機(jī)油的分解產(chǎn)物，氧化物，添加劑反應(yīng)生成物一起，構(gòu)成了多相的混合物。如果機(jī)油沒有經(jīng)過適當(dāng)過濾或及時(shí)更換，磨損1的微?？赡苓M(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)軸承內(nèi)部的狹小間隙內(nèi)造成損壞。機(jī)油由于一直在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)，磨損便會(huì)反復(fù)發(fā)生，一段時(shí)間以后，機(jī)油與燃油的消耗上升，降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率，排放中污染物超標(biāo)。最終會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重破壞。圖33是磨損后的活塞，它就是因?yàn)殡s質(zhì)進(jìn)入活塞間隙中引起的。產(chǎn)生磨損的起因是單個(gè)微粒還是微粒的聚集物，這取決于發(fā)動(dòng)機(jī)本身如軸承處的間隙等。近年來(lái)，在這一方面取得了明顯進(jìn)展。制造手段變得更加精細(xì)，加工公差的縮小帶動(dòng)潤(rùn)滑間隙的減小。結(jié)果，特別是雜質(zhì)集中分布時(shí)，即使1微米左右的微粒都會(huì)產(chǎn)生重要影響。單個(gè)的在8到60微米會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損。借助與金屬探測(cè)儀，我們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)磨損產(chǎn)生的微粒進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)了引起磨損的微粒與磨損量的相互關(guān)系（如圖34），即使是直徑大于60微米的顆粒仍然有嚴(yán)重危害，當(dāng)它們按晶粒尺寸碎裂時(shí)，其大小正好處于危險(xiǎn)范圍內(nèi)。圖33圖34圖35揭示了3種不同大小聚集程度顆粒引起的磨損與發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的關(guān)系。如果小顆粒集中在一起，也會(huì)象大顆粒一樣，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成嚴(yán)重危害。通過以上幾個(gè)方面，我們可以很清楚看出機(jī)油高效過濾的重要性。機(jī)濾與空濾一樣，也采用深層過濾方式來(lái)對(duì)固體雜質(zhì)進(jìn)行有效清除。圖36是一些全流式機(jī)油濾清器的實(shí)樣。值得注意的是，即使是最高效率的全流式機(jī)油濾清器也不能延長(zhǎng)機(jī)油的更換周期或抑制化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。當(dāng)過濾作用將磨損與沉積減小到一定程度時(shí)，機(jī)油中過量的碳粒會(huì)引發(fā)其他問題，正如一些現(xiàn)代柴油機(jī)中所發(fā)生的那樣。（參見61頁(yè)）。圖36針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)更新?lián)Q代所提出越來(lái)越高的要求，我們已經(jīng)可以在某種程度上延遲濾清器的更換周期。圖37是歐洲某種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油濾清器更換周期的趨勢(shì)。全流式機(jī)油濾清器幾乎所有車輛均裝有能過濾大小不同顆粒雜質(zhì)的全流式機(jī)油濾清器。在機(jī)油中不含有大量極細(xì)雜質(zhì)時(shí)，它的過濾效率還是相當(dāng)高的。圖38是機(jī)油回路示意圖。機(jī)油泵從油底殼中吸入機(jī)油，通過油冷器冷卻后，送入全流式機(jī)油濾清器。壓力調(diào)節(jié)閥將過量的機(jī)油返回油底殼中。由于全流式機(jī)油濾清器是所有進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中機(jī)油的必經(jīng)之路，我們需要對(duì)濾清器的效率（以及壓差：一般與濾芯大小有關(guān)）與其大小進(jìn)行權(quán)衡。圖37圖38有時(shí)，全流式機(jī)油濾清器會(huì)在油路中與旁通閥并聯(lián)。旁通閥的開啟取決于濾芯兩側(cè)的壓差。它保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的正常供油，而這一點(diǎn)比過濾更至關(guān)重要。在極低溫度下，汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)，機(jī)油粘度過高，此時(shí)旁通閥必須開啟，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常供油。由于旁通閥具有這樣功能，就必須保持濾芯良好的工作狀態(tài)，否則，在正常工作時(shí)，旁通閥也會(huì)開啟，使濾芯失去作用。由于旁通閥不受駕駛?cè)藛T控制，對(duì)于旋裝機(jī)油濾來(lái)說，設(shè)計(jì)方案與規(guī)劃是最基本的質(zhì)量要點(diǎn)。當(dāng)且僅當(dāng)最大壓差達(dá)到前的最終時(shí)刻，才應(yīng)更換濾芯，這個(gè)最大壓差是由不同車廠自行制定的，一般在1.5巴到2.5巴之間。但即使在正常工作狀況下，濾材上始終有壓力存在。為了防止每一折互相粘附在一起，在加工成濾芯之前，濾紙要經(jīng)過浸漬與烘干過程。圖39是一個(gè)旋裝機(jī)油濾清器的剖面，濾紙的星形排列可以在較小的空間中獲得較大的過濾面積，人字形折紙無(wú)助于增大濾紙面積，反而會(huì)增加濾紙破損的可能性。在這個(gè)剖視圖中，我們還可以看到濾芯底部的旁通閥與上部單片式的止回閥。止回閥可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，機(jī)油倒流回油底殼中，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)剛一啟動(dòng)時(shí)，便獲得全面的潤(rùn)滑。圖39圖40是一個(gè)機(jī)油濾模塊，它是成本較高的一種類型。它的濾芯中不含有金屬，因而不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。同時(shí)，上面還裝有機(jī)油冷卻器，另外，監(jiān)控機(jī)油壓力，溫度及油質(zhì)的傳感器也被一起集成，這可以使我們隨時(shí)隨地了解它們的工作狀況。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以在模塊內(nèi)可靠方便地控制流體（機(jī)油和冷凍液），省卻了安裝連接管路的時(shí)間，節(jié)約了空間位置。該模塊還可以與其他部件，如加熱系統(tǒng)，旁流式機(jī)濾，曲軸箱通風(fēng)濾清器配合在一起，或成為發(fā)動(dòng)機(jī)其他部件的安裝平臺(tái)。所有這些優(yōu)點(diǎn)，使得機(jī)油濾模塊成為當(dāng)今的一種趨勢(shì)，正在取代傳統(tǒng)的旋裝式機(jī)油濾。圖40分級(jí)過濾精度和總過濾精度與空濾和燃油濾相比，機(jī)油濾至今沒有一個(gè)統(tǒng)一的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，各發(fā)動(dòng)機(jī)廠的規(guī)定千差萬(wàn)別，不同濾材的分級(jí)過濾精度也互不相同。通常我們用標(biāo)準(zhǔn)值χ3.50來(lái)作為平均過濾效率的判別標(biāo)準(zhǔn)。在很多情況下，9-12μm的χ3,50的值被作為全流式機(jī)油濾清器的特征過濾效率.不同的測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)著不同的測(cè)試方法。在燃油濾中，新的測(cè)試方法通常會(huì)得到不同的結(jié)果。為了使測(cè)量結(jié)果具有可比性，我們會(huì)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后將它們繪制在標(biāo)準(zhǔn)的圖表中。圖41當(dāng)今，機(jī)油濾的要求日趨嚴(yán)格，基于此點(diǎn)，我們開始采用X3,50=4微米的標(biāo)準(zhǔn)。在新濾材的開發(fā)與全流式機(jī)濾的設(shè)計(jì)中，必須特別注意將原始阻力降到最低水平。同時(shí)，全壽命機(jī)濾的設(shè)計(jì)也日漸成為趨勢(shì)。這些濾清器犧牲了過濾精度，只對(duì)較大的顆粒進(jìn)行過濾（＞20微米）。它們可以抵抗所有化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。與一般濾芯相比，容塵量增大了3倍以上，因此也相應(yīng)地增加了使用壽命。與普通機(jī)濾濾材相比，新型濾材的突出的性能源于它們的構(gòu)成—多層復(fù)合材料或合成纖維。我們從圖42中可以看出，不同濾材對(duì)于10微米雜質(zhì)顆粒的不同過濾性能。我們?cè)谙嗤瑺顩r下，按照ISO1542-12對(duì)濾材進(jìn)行多次測(cè)試。在測(cè)試過程中，不斷向循環(huán)油中加入試驗(yàn)用灰，借助于粒子計(jì)數(shù)器，我們發(fā)現(xiàn)；與9微米的標(biāo)準(zhǔn)濾材相比，對(duì)于10微米的雜質(zhì)顆粒，4微米的復(fù)合濾材可以將過濾效率提高20倍以上。這一切都有賴于復(fù)合濾材的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)地，磨損也降低了20倍以上。圖43是某種濾材全尺寸范圍內(nèi)所有16種典型大?。?-50微米）雜質(zhì)的分級(jí)過濾效率曲線，從中我們可以看出隨時(shí)間的推移，它們過濾精度變化的情況。濾芯兩側(cè)的壓差最初緩慢上升，最后速度會(huì)變得非?？?。另外，我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)12微米的濾芯。圖42我們還可以從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)濾芯出現(xiàn)損壞的時(shí)刻；對(duì)于某一特定大小的顆粒，其過濾效率突然下降，這就說明濾芯出現(xiàn)了破壞。然而對(duì)濾芯自身來(lái)說，只有當(dāng)壓力較高時(shí)，才會(huì)發(fā)現(xiàn)損壞的跡象。為此我們?cè)O(shè)定了試驗(yàn)中斷的臨界壓力-2巴，圖44是試驗(yàn)設(shè)備的照片。圖43堆積密度（容塵量）機(jī)濾的大小是開發(fā)過程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的空間限制，機(jī)油濾清器的體積受到更苛刻的限制。因此在設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，就要采用更高的過濾速度，為此，要采取相應(yīng)的預(yù)防保護(hù)措施（液體流向的分配與濾芯的支撐）。圖44為了匹配更高的過濾速度，我們?cè)絹?lái)越多地使用合成纖維材料。復(fù)合材料的濾芯包括多層天然纖維與無(wú)紡布或熔噴纖維復(fù)合濾芯，純合成纖維濾芯，它們正在逐漸替代以往的純天然纖維濾芯或合成纖維增強(qiáng)的纖維濾芯。如圖45中的濾芯，她它由兩層構(gòu)成，第一層是熔噴纖維層，它提高了濾芯的容塵量，第二層是天然纖維與合成纖維組成的濾紙濾芯，它保證了較高的過濾精度，同時(shí)還起著加強(qiáng)濾芯強(qiáng)度的作用。濾芯的性能參數(shù)直接取決于其復(fù)合制造過程的控制。玻璃纖維本該是另一種大有前途的濾材（更小的纖維直徑），卻囿于它們自身破裂強(qiáng)度，被大多數(shù)車廠拒之門外。至今我們尚未找到較好的應(yīng)用方法。圖46列舉了圖41中各種不同類型濾材的容塵量，通過此圖，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)：過濾效率的提高并不等同于容塵量的降低，恰恰相反，由于復(fù)合材料的飛速發(fā)展，我們已經(jīng)可以在延長(zhǎng)濾芯壽命的同時(shí)，提高過濾精度。圖45圖46濾材的耐蝕性低粘度合成機(jī)油及其中的添加劑，在延長(zhǎng)機(jī)油更換周期的同時(shí)，帶來(lái)了新的困擾。它比以往的礦物油或半合成機(jī)油更具腐蝕性，從圖47兩個(gè)濾芯的對(duì)比中我們可以看得很清楚。我們將試驗(yàn)用濾芯浸泡在140℃的熱油中，根據(jù)時(shí)間的變化，對(duì)耐破強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定（濾芯機(jī)械性能的標(biāo)準(zhǔn)），以此來(lái)表示它們的抗機(jī)油老化的能力。對(duì)合成機(jī)油來(lái)說，長(zhǎng)壽濾材顯得尤為合適。雖然，它的強(qiáng)度也會(huì)有所降低?，F(xiàn)代高性能發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行路試結(jié)果也向機(jī)油濾清器的材料提出了更高的要求，在路試時(shí)，很多參數(shù)會(huì)影響強(qiáng)度，例如機(jī)油的品質(zhì)，機(jī)油的反應(yīng)產(chǎn)物，保養(yǎng)時(shí)的油溫以及保養(yǎng)周期等等。圖47圖48是對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油濾清器壽命的調(diào)查結(jié)果。它涵蓋了1980-2000的路試數(shù)據(jù)，是從多個(gè)城市不同條件下采集的。例如，警車，它的使用比較頻繁，但往往是短途行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常從冷態(tài)啟動(dòng)后便立即投入高速運(yùn)轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)中也包括了那些長(zhǎng)期使用的濾清器。只有駕駛?cè)藛T的駕駛方式?jīng)]有被量化在其中。該圖根據(jù)使用后濾芯的耐破強(qiáng)度（DIN53113，ISO2758），模擬出實(shí)效時(shí)里程數(shù)的函數(shù)方程。這個(gè)結(jié)果可以用兩句話來(lái)進(jìn)行概括，首先，濾芯的強(qiáng)度隨使用時(shí)間而降低，這一點(diǎn)也已被實(shí)驗(yàn)室結(jié)果所證實(shí)。其次，新型發(fā)動(dòng)機(jī)的濾材比以往受到更大的壓力。雖然，統(tǒng)計(jì)中沒有發(fā)生一例實(shí)效事件，濾芯的殘余強(qiáng)度都在最低點(diǎn)以上，我們還是建議使用高強(qiáng)度濾材。圖48旁流式機(jī)油濾清器以前我們?cè)?jīng)提到，高度集中的細(xì)小雜質(zhì)顆粒也會(huì)造成與大顆粒雜質(zhì)相當(dāng)?shù)钠茐?。這就是所謂的拋光作用。在這種情況下，缸套表面會(huì)被慢慢地磨光，隨時(shí)間的推移，油膜無(wú)法附著，潤(rùn)滑層被破壞殆盡。對(duì)于缸套間細(xì)小的潤(rùn)滑間隙來(lái)講，雜質(zhì)顆粒會(huì)變得象拋光膏一樣，同樣，在低溫時(shí)或長(zhǎng)期使用后的機(jī)油中的極細(xì)微粒也會(huì)引起同樣問題。這些微粒都會(huì)增加機(jī)油粘度，降低其潤(rùn)滑性能。那些里程數(shù)較高的重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)不可避免地會(huì)在機(jī)油中積聚了大量的碳粒，為避免此類風(fēng)險(xiǎn)，緒言在油路中加裝一個(gè)過濾極細(xì)顆粒雜質(zhì)的旁流式機(jī)油濾清器（圖49）。在全流式機(jī)油濾之前，壓力的最高點(diǎn)處，一小部分機(jī)油（5%-10%）會(huì)進(jìn)入一個(gè)旁流式機(jī)油濾清器。為了獲得對(duì)1微米以下碳粒的過濾性能，濾材必須足夠精細(xì)，過濾效率（粒度）低于全流式機(jī)油濾清器（單個(gè)碳粒的直徑只能以納米來(lái)衡量，但由于它們聚集在一起后會(huì)形成較大的容易過濾的顆粒）。隨著旁流式機(jī)油濾芯中積聚的雜質(zhì)越來(lái)越多，流經(jīng)的機(jī)油也慢慢變少，過濾精度卻不斷提高。圖50是兩個(gè)新舊濾芯的對(duì)比，在更換時(shí)，它的容塵量可能達(dá)到500克。許多極細(xì)的顆粒被過濾出來(lái)，否則，它們會(huì)透過全流式機(jī)油濾清器，導(dǎo)致磨損或增大油液的粘度。圖49圖50圖51是在相同溫度下，碳粒的密集程度對(duì)半合成機(jī)油粘度的影響狀況。當(dāng)機(jī)油中的碳粒質(zhì)量超過3%時(shí)，其粘度便會(huì)升高。這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑的滯后，特別在冷啟動(dòng)時(shí)尤為明顯，從而引起磨損加劇。根據(jù)對(duì)城市公交車輛正常維護(hù)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，機(jī)油中的碳?？赡苓_(dá)到15%。圖51去除機(jī)油中碳粒的另一種行之有效的方法是離心分離技術(shù)。我們將機(jī)油通過一個(gè)可以自由旋轉(zhuǎn)的離心式噴射器，上面開有很多噴射孔。借助于這些小孔，它的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到10000RPM。這些噴射器可以由金屬或塑料構(gòu)成，塑料離心器很容易從重量上識(shí)別，而且不會(huì)污染環(huán)境。當(dāng)機(jī)油流經(jīng)分離器后，油壓降低為零，流回油箱中。在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的巨大離心力使得機(jī)油中的碳粒達(dá)到了很高的過濾精度，同時(shí)，由此而形成的濾餅也會(huì)變得非常致密。轉(zhuǎn)子中的空間可以容納大量的碳粒。在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，只需用一只新的轉(zhuǎn)子替換下舊的轉(zhuǎn)子即可。轉(zhuǎn)子的大小取決于維護(hù)保養(yǎng)的時(shí)間間隔。圖52是一個(gè)塑料轉(zhuǎn)子使用前后的剖面。從中我們可以看到過濾后所產(chǎn)生的濾餅。圖53是全流式機(jī)油濾清器和旁流式機(jī)油濾清器的集成，它們被放入同一個(gè)殼體中。圖52除了重型車輛，柴油機(jī)轎車也逐漸采用了小的離心分離裝置來(lái)過濾碳粒。由于EURO4和EURO5標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，排放的控制日趨嚴(yán)格。針對(duì)其中減少氮氧化物或是不完全燃燒碳粒的要求，我們對(duì)燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)：不可能同時(shí)減少二者的比例，只能選擇其一。目前的趨勢(shì)是：盡量減少氮氧化物的排放濃度。圍繞此點(diǎn)，我們開發(fā)了SCR技術(shù)（由電站的技術(shù)衍生而來(lái)）與NOx催化轉(zhuǎn)換裝置。然而，我們卻增加了碳粒的生成，也因此提高了機(jī)油及曲軸箱中碳粒的比例。與旁流式機(jī)油濾清器相關(guān)的問題常常是機(jī)油的定期維護(hù)，對(duì)此，我們有如下幾點(diǎn)說明：即使機(jī)油具有較強(qiáng)的耐老化性能，如果其中添加了諸如添加劑，緩蝕劑以及其他影響過濾性能的成分時(shí)，必須定期更換機(jī)油。濾清器只是雜質(zhì)進(jìn)行機(jī)械分離，保證機(jī)油正常工作的零件。它們并不影響機(jī)油的老化。旁流式機(jī)油濾清器可以在一定程度上減輕全流式機(jī)油濾清器負(fù)擔(dān)，部分地延緩壓差的升高。旁流式機(jī)油濾清器還有另外一個(gè)作用：旁流回路管道增加了額外的流動(dòng)空間，提高了系統(tǒng)回路的流量，因而降低了單位負(fù)荷，這可以稍微延長(zhǎng)機(jī)油的更換時(shí)間。圖53還需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，必須在車廠建議的期間內(nèi)更換機(jī)油，不可以因?yàn)榘惭b了旁流式機(jī)油濾清器而忽略機(jī)油的更換，這會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害。燃油濾清器現(xiàn)代燃油濾清器的功能與其他工作流體一樣，燃油也會(huì)由于生產(chǎn)，運(yùn)輸，儲(chǔ)存及加注過程受到污染。在加注后，水分，灰塵也會(huì)從油箱通風(fēng)管中進(jìn)入油箱中。在充滿灰塵，濕度較高，或溫差較大的地區(qū)，這種擴(kuò)散的效應(yīng)會(huì)更加顯著。管路系統(tǒng)制造過程中的雜質(zhì)，機(jī)油潤(rùn)滑燃料泵帶入的雜質(zhì)（僅出現(xiàn)在商用車機(jī)油潤(rùn)滑的直列泵）也會(huì)進(jìn)入燃油中。雜質(zhì)可分為無(wú)機(jī)礦物顆粒和有機(jī)雜質(zhì)兩類。根據(jù)DINEN590，每升柴油中所含的雜質(zhì)不得超過24mg，而國(guó)際汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的推薦值為小于24mg，在德國(guó)，每升柴油中所含的雜志通常不超過10mg。而在世界范圍內(nèi)，污染物超標(biāo)的柴油卻與日俱增。由雜質(zhì)污染而引起的磨損，不僅取決于雜質(zhì)總量，而且取決于它們的分布密度。以絕對(duì)數(shù)值的概念來(lái)講，一升柴油中含有超過50,000個(gè)大于15微米的顆粒（粗顆粒），500,000個(gè)大于5微米的微粒（細(xì)顆粒）。為了保護(hù)日益精細(xì)的柴油噴射系統(tǒng)，粗顆粒必須被悉數(shù)去除，其β值至少達(dá)到100以上。根據(jù)對(duì)磨損起因的研究發(fā)現(xiàn)，西顆粒也會(huì)引起嚴(yán)重的后果。近年來(lái)，已經(jīng)建立起細(xì)顆粒雜質(zhì)的過濾效率的試驗(yàn)方法（3-5微米）現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)的噴射系統(tǒng)即使對(duì)很微小的雜質(zhì)也非常敏感。由于雜質(zhì)顆粒的侵蝕，很容易造成損壞。而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，柴油中所含的水分也會(huì)引起銹蝕。汽油濾清器汽油濾清器的位置與功能現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)均裝有電磁驅(qū)動(dòng)的噴油嘴，有的位于氣門前的進(jìn)氣歧管中，有的位于汽缸內(nèi)（缸內(nèi)直接噴射），汽油濾清器的作用便是保護(hù)噴油系統(tǒng)（主要是電噴嘴），杜絕雜質(zhì)的侵入油嘴或進(jìn)入汽缸中，引起關(guān)鍵部件的破壞。一般的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)的噴油位置在進(jìn)氣歧管內(nèi),工作壓力在3-4巴之間。汽油經(jīng)燃油泵壓入濾清器中，然后經(jīng)過燃油分配器輸送至噴油嘴（如圖54）。噴油嘴內(nèi)的小濾網(wǎng)（一般小于50目）起保護(hù)噴嘴的作用。壓力調(diào)節(jié)閥保持系統(tǒng)中的油壓恒定，多余的汽油由此進(jìn)入回油管而回到油箱。汽油泵流量，即濾清器的額定流量，一般說來(lái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消耗量。圖54對(duì)于直接噴射系統(tǒng)來(lái)說，為了獲得所需的霧化程度，系統(tǒng)中的壓力要比上述系統(tǒng)要高得多。在此，燃油管路可分為低壓管路與高壓管路兩部分。汽油泵僅用來(lái)保持高壓泵3.5巴的入口壓力，汽油經(jīng)過濾清器過濾后，被高壓油泵壓入高壓油軌，從這里，依此進(jìn)入各噴嘴。此時(shí)，汽油的壓力會(huì)達(dá)到120巴。汽油壓力傳感器與調(diào)節(jié)閥共同對(duì)壓力進(jìn)行控制。與低壓噴射系統(tǒng)相比，直噴系統(tǒng)對(duì)細(xì)微的顆粒更為敏感。首先，系統(tǒng)中的壓力要比低壓系統(tǒng)高30倍。其次，要防止微小雜質(zhì)以滲透方式進(jìn)入系統(tǒng)中的其他部件如高壓油軌，壓力調(diào)節(jié)閥等。過濾效率的規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)制造商，車廠，濾清器供應(yīng)商經(jīng)過協(xié)商，共同制定了電噴系統(tǒng)汽油濾清器過濾效率的標(biāo)準(zhǔn)（ISO/TR13353）。圖55表示了當(dāng)前不同系統(tǒng)中汽油濾清器的不同要求。這種要求，在今后幾年中，還會(huì)相應(yīng)地提高。如果汽車在惡劣條件下運(yùn)行時(shí)，還要使用更高精度的濾清器。尤其是歐洲，日本，NAFTA以外的地區(qū)。圖55汽油濾清器的設(shè)計(jì)一般我們將汽油濾清器以串聯(lián)的方式接入管路中（如圖56），有時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥會(huì)集成在濾清器的頂部。根據(jù)具體的安裝位置，以及車廠的標(biāo)準(zhǔn)，濾清器的殼體材料可分為鋁制殼體，塑料殼體，鋼制殼體。圖56圖57在歐洲，目前已出現(xiàn)全壽命，免維護(hù)的汽油濾。而環(huán)保要求減少碳?xì)浠衔锏呐欧牛囍圃焐瘫闱Х桨儆?jì)地把汽油泵，精濾器，及壓力調(diào)節(jié)閥集成進(jìn)油箱內(nèi)部，其他一些零件同樣可以放入油箱中。圖57是這種結(jié)構(gòu)的一些實(shí)例。濾芯的結(jié)構(gòu)對(duì)過濾效率及容塵量要求的提高呼喚著濾清器設(shè)計(jì)的革命。簡(jiǎn)單的絲網(wǎng)過濾器（表面過濾）的壽命只有深層濾材的十分之一，星形分布的折紙可以容納更多的雜質(zhì)。這種濾芯，由一個(gè)抗牙的中心管支撐，汽油由外向內(nèi)流動(dòng)。另一種是卷紙濾芯，其所形成的過濾腔自外往內(nèi)向心排列。今天，汽油濾清器濾材主要有：極細(xì)的天然纖維濾紙，或是天然纖維與滌綸纖維的合成濾紙，出廠前，均經(jīng)過耐油的酚醛樹酯的浸漬，當(dāng)濾紙成形后，在固化爐中，其中的聚氯乙烯與酚醛樹酯發(fā)生聚合交鏈反應(yīng)，將濾紙定形。最新一代的濾材則采用了多層結(jié)構(gòu)復(fù)合的形式，其中包括一種極細(xì)的熔噴纖維層，較細(xì)的過濾層一般位于粗濾層之后，這種結(jié)構(gòu)可以比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)增大一倍以上的容塵量，只能采用星形的折紙方式。濾清器的整體設(shè)計(jì)濾材的選擇是首先要考慮的環(huán)節(jié)，而其中決定因素是原始過濾效率。然后，我們通過以下兩個(gè)步驟得到濾紙的面積，在獲得使用地區(qū)的燃油污染程度及濾清器最大壓差的數(shù)據(jù)后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)灰試驗(yàn)的容塵量計(jì)算濾紙的面積。柴油濾清器柴油濾清器的作用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在當(dāng)代得到了飛速發(fā)展。目前，無(wú)論是乘用車還是商用車，大量的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都在發(fā)揮著積極的作用。幾乎所有的柴油機(jī)都采用了直接噴射系統(tǒng)。這樣，我們便可以通過細(xì)化柴油噴射的粒度，噴射過程的電子控制技術(shù)來(lái)對(duì)其過程進(jìn)行有效地控制，提高其工作效率。與此同時(shí)，噴射壓力隨技術(shù)的進(jìn)步不斷提高。目前，泵噴嘴系統(tǒng)（UIS）壓力可以達(dá)到200MPa以上。每一個(gè)汽缸均配有獨(dú)立的噴嘴，這些噴嘴由凸輪軸通過搖臂帶動(dòng)，并由電磁閥控制其噴射過程。而對(duì)于偏置凸輪軸，我們用一根短管將泵與噴嘴相連，這種偏置凸輪軸的系統(tǒng)，被稱為單體泵系統(tǒng)，廣泛地使用在商用車發(fā)動(dòng)機(jī)中。另外，還有一種所謂的共軌系統(tǒng)（CR），產(chǎn)生壓力的部分（通過徑向或軸向柱塞泵）與噴射部分保持相對(duì)獨(dú)立。由一根公共油軌向每個(gè)噴嘴供油。這種系統(tǒng)中的油壓比泵噴嘴系統(tǒng)要小。在此系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)噴射過程的單獨(dú)控制。由電磁閥控制的分配式噴射泵其直噴系統(tǒng)內(nèi)的壓力也可以達(dá)到160MPa以上。此外，還有直列泵系統(tǒng)。上述的這些系統(tǒng)，除了泵噴嘴系統(tǒng)，共軌系統(tǒng)之外，都逐漸被淘汰。目前，共軌系統(tǒng)在乘用車中占主導(dǎo)地位，而泵噴嘴系統(tǒng)則在商用車方面更勝一籌，但同時(shí)共軌系統(tǒng)的份額也在慢慢增加。與汽油濾清器相同，柴油濾清器的作用也是保護(hù)高壓噴射系統(tǒng)的工作部件?；诖它c(diǎn)，柴油濾清器可以放置在低壓油回路的燃油泵的吸入口或是高壓油泵與低壓油泵之間。圖58是共軌系統(tǒng)的管路示意圖。圖58如果是布置在壓力側(cè)，濾清器所承受的壓力會(huì)比布置在吸入口處的濾清器高6巴。商用車廣泛地應(yīng)用這種方案，同時(shí)在乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)中，這種布局也越來(lái)越普遍。低壓油路的流量比高壓油路要大一些，多余的燃油經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)閥回到油箱中，這種壓力調(diào)節(jié)閥也可以與濾清器集成在一起。而高壓回路中過量的燃油在油軌上限壓閥的作用下流入其他回路。由于這些高壓回油的溫度可能達(dá)到70℃過濾效率的規(guī)定現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射系統(tǒng)主要由電磁閥來(lái)控制，過濾精度必須提高到一個(gè)更高的水平才能與之相適應(yīng)。圖59是一個(gè)電磁閥座的放大圖（商用車泵噴嘴系統(tǒng)）。按照ISO/TR13353，這個(gè)系統(tǒng)所采用的濾清器的原始過濾效率是η（3-5μm）=45%，這已是當(dāng)時(shí)歐洲（1997年）最高過濾指標(biāo)。我們可以清楚地看到雜質(zhì)在閥座上摩擦所產(chǎn)生的縱向分布的溝槽。這種溝槽會(huì)導(dǎo)致泄漏，降低噴油量。在實(shí)際操作中，我們可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)功率的降低，運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，以及排氣中的黑煙判別此類問題的發(fā)生。圖59無(wú)論是臺(tái)架試驗(yàn)還是路試的結(jié)果都說明了磨損與ISO/TR13353中所規(guī)定的濾清器原始過濾精度（3-5微米）有著密不可分的聯(lián)系。我們對(duì)北美商用車中所使用的單體泵系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果也證實(shí)了5微米的雜質(zhì)顆粒會(huì)對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生相當(dāng)大的磨損。圖60針對(duì)一些不同的系統(tǒng)，推薦了適合它們的過濾精度。與于55類似，我們也將它們分為正常使用狀態(tài)與極端狀態(tài)兩種情況。油水分離如果水分進(jìn)入了柴油噴射系統(tǒng)中，系統(tǒng)會(huì)因失去了潤(rùn)滑而損壞，甚至腐蝕。在許多時(shí)候，柴油濾清器還要實(shí)現(xiàn)油水分離的功能。在此過程中，細(xì)小的水珠逐漸沉積在濾材纖維表面，形成較大的水滴后，由于重力的作用，向下掉落在貯水腔內(nèi)。貯水腔中的水可經(jīng)由放水旋塞排出濾清器外。圖60在分配式噴油泵與共軌系統(tǒng)中，必須絕對(duì)禁止水分的滲入，為此要采取必要的保護(hù)措施。而單體泵系統(tǒng)，水分與噴射系統(tǒng)接觸時(shí)間相對(duì)較短，一般不會(huì)造成很大影響。但如果柴油中含水量較大，還是要安裝油水分離裝置。目前，世界各地的柴油中含水量有很大的不同，尚未收集到足夠全面的數(shù)據(jù)。一些特殊狀況如：直接從油桶中添加燃料，加油站的維護(hù)欠缺，以及在一些濕度較高，晝夜溫差較大的地區(qū)。柴油中的水分可能會(huì)從通常狀況下的200ppm上升到2%。我們通常會(huì)用2%的乳濁液來(lái)測(cè)定柴油濾清器的油水分離效率（ISO4020）。在試驗(yàn)中，我們用一個(gè)隔膜泵來(lái)獲得我們所需的2%的乳濁液，而各汽車制造商則使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)燃油泵（如滾柱式燃油泵）進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。按照ISO4020，其油水分離的效率至少要達(dá)到90%以上。柴油濾清器的設(shè)計(jì)柴油濾清器可分為兩大類，一類是可開式并需要更換。它們串聯(lián)在油路中，外殼可以由鋁，塑料或鋼材制成。人們對(duì)安全性要求的提高使得鋼制外殼的濾清器重新廣泛使用。另外一些部件如：放水裝置，水位傳感器（導(dǎo)電性傳感器），溫度調(diào)節(jié)閥（高溫回油），及加熱系統(tǒng)也可以一起集成在濾清器上（如圖61）。圖61另一類廣泛使用的濾清器是旋裝濾（如圖62），不可開式。它們旋裝在濾清器座的螺栓上，并通過外密封圈保持密封。柴油濾清器在滿足最高過濾精度與最大水分離效率的同時(shí)，還要盡可能延長(zhǎng)使用壽命（尤其對(duì)于商用車）。僅用單級(jí)濾芯不可能滿足這樣的要求，為此，便要采用多級(jí)濾芯的結(jié)構(gòu)。預(yù)濾器裝在壓力油路或吸入端，其作用是進(jìn)行油水分離及柴油的初級(jí)過濾。然后，燃油進(jìn)入壓力油路側(cè)的精濾器中，完成微小雜質(zhì)的過濾。圖63是一個(gè)商用車上使用的旋裝式預(yù)濾器。圖62圖63燃油濾模塊屬于可拆卸的類型。為此，濾蓋與殼體用螺絲連接，維護(hù)時(shí)只更換濾芯。同時(shí)為了方便更換，濾芯蓋須位于筒體上方。該濾芯的結(jié)構(gòu)中不能含有金屬物質(zhì)，可以毫無(wú)問題地以燃燒的方式回收利用。更新的設(shè)計(jì)中涉及許多附加集成的功能，著包括傳感器，壓力控制閥，溫度感應(yīng)器，及加熱系統(tǒng)，熱交換器，水位傳感器，自動(dòng)放水裝置等。圖64是一個(gè)最新轎車用燃油濾模塊。并行布置的兩只折紙濾芯有效地利用了空間，它是維護(hù)保養(yǎng)時(shí)唯一需要更換的零件。圖64濾芯與濾材的結(jié)構(gòu)今天，柴油濾清器幾乎無(wú)一例外地采用星形的折紙濾芯（參見圖56），與前文同樣，基于過濾效率及壽命的原因，也需要采用復(fù)合濾材。得益于細(xì)小的纖維直徑與濾材對(duì)水分的不潤(rùn)濕作用，熔噴纖維層可以輕易地將細(xì)小的水分凝集成較大的水滴。熔噴層一般位于進(jìn)油側(cè)，以便水分的分離。玻纖復(fù)合層濾紙也具有類似令人滿意的結(jié)果，這種濾紙中含有5%-20%直徑在1微米左右的玻璃纖維。但由于這種纖維容易斷裂，形成的碎片極易透過濾紙，進(jìn)入噴射系統(tǒng)引發(fā)問題，所以，在歐洲，一直未能在汽車中得到應(yīng)用。而一些以往的設(shè)計(jì)，例如：滌綸無(wú)紡布制成的濾環(huán)，以及螺旋形的線繞濾芯，正逐漸被淘汰。柴油濾清器的整體設(shè)計(jì)不同噴射系統(tǒng)過濾效率的要求參見圖60，而濾紙的面積的計(jì)算則基于野外試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中得到的雜質(zhì)含量的數(shù)據(jù)。如果涉及油水分離的要求，絕不可以超出濾