新聞主題	康明斯發電機組的濾清器質量判別

 

摘要：康明斯設備專家給大家介紹一款大型柴油發電機“奶爸級”管家——全面可視化監控管理的智能系統FleetguardFIT™。有了它，隨時掌握柴油發電機濾清器壽命和機油質量狀況，有效延長濾清器壽命，創造更大價值！隨著IOT物聯網技術、AI人工智能、柴油機學習與傳感器產業的技術發展，由物聯網技術帶來的基于真實工況的維保策略（CBM）將取代傳統基于固定里程數的保養策略，同時為柴油發電機組提供對設備健康和維護管理更全面、更及時的認知。

 

一、智能濾清器功能

 

      康明斯弗列加（Fleetguard^®）是柴油發電機機過濾行業中的領先品牌，其Fleetguard FIT濾清器監控系統為行業用戶提供了用于實時監控機油和濾清器等消耗性零件的解決方案。這種顛覆性的科技通過對設備本身的溫度、壓力、流體品質等重要參數進行實時監控與分析，實現對設備的健康管理。機油是柴油發電機中必不可少的部分，業內的專家常將機油比作發電機的“血液”，它的重要程度不言而喻。同時，發電機相當一部分的失效模式都會引起機油成分比例的變化（比如：金屬磨損、燃油稀釋、冷卻液稀釋等等）甚至在多數情況下，在這些失效模式還沒有引起嚴重的發電機故障的時候，機油的劣化已經先行產生。

      FleetguardFIT通過在濾清器前后油路等相應的位置安裝智能傳感器（濾清器位置如圖1所示），探測濾清器本身的“阻力”參數。“阻力”是過濾器重要的物理參數之一，它與柴油發電機的一些運行參數結合起來，能夠體現濾清器工作時的實時狀態：

① 濾清器工作原理如圖2，檢查濾紙濾孔的堵塞狀態；

② 燃油中雜質含量的初步判斷（新濾清器阻力短時間異常升高可能表示油品品質出現問題）；

③ 檢查濾清器安裝是否恰當。

 

圖1  柴油機濾清器位置圖

圖2  油水分離器工作原理圖

 

二、濾清器的質量判別技巧

 

3、濾紙質量

      質量好的濾紙與質量差的濾紙，從表面上是差不多的，只有專業的檢驗設備下驗，就能有明顯的區別，濾紙質量好壞關系到清器效率，質量好的濾紙所過濾到系統中的雜質、鐵屑類、塵土類東西比較多、質量差的濾紙過濾的雜質、鐵屬類、塵土類東西比較少，起不到保護作用，發動機的相關機件就容易腐損。

4、濾清器的過濾效率

      主要由濾清器中使用的濾紙質量好壞決定，濾清器的過濾效率過到96%以上才算合格品，在同一時間、同一地點、不同濾清器的使用效果不一樣，明顯區別在發動機起動、行駛過程中，對發動機的感覺及發動機尾氣煙度大小，發動機在修理當中看到機件磨損有明顯區別。

5、濾紙與端蓋粘接材料

      質量好的濾紙，還需要有品質好的粘合劑，如選擇不當，濾清器中的濾紙與上下端蓋粘合不牢，使用過程中碰到油易脫落，無粘性，造成短路，起不到過濾作用。

6、生產工藝的保證

      從表而看，濾紙下紙之間不能粘連，必須在光照上看到透光，如在光照上看不到透光，濾紙間粘連會影響整個空的流量，壽命短，造成動力不足、無在清理過程不易去掉塵土。好的空濾是濾紙這間不粘連，具有強的透光度，適合發動機組進氣標準，使用壽命長，易清理。

      對于動力出現明顯問題的柴油發電機，Fleetguard FIT的監控警報提供了非常有參考意義的信息。此外，通過安裝機油品質傳感器，Fleetguard FIT可對發電機機油的工作狀態進行實時監控。Fleetguard FIT系統通過先進的傳感器和數據分析主動探測失效(濾清器提前堵塞和機油惡化指示)，可以幫助用戶減少停機時間;同時，通過早期問題監測，制定更優化的維護計劃，延長濾清器壽命，降低TCO (總持有成本) ，為用戶創造更大價值。

 

圖3  空氣濾清器濾芯基本結構

圖4  空氣濾清器折疊濾紙示意圖

 

三、濾清器性能試驗標準

 

1、空氣濾芯試驗

      選用的空氣濾芯（內部組成如圖3所示）一定要與原裝發動機的動力性、經濟性及可靠性匹配。

（1）額定進氣量濾芯技術參數中的空氣流量應大于配用發動機的額定進氣量。

（2）過濾材料如圖6所示。對過濾材料有定量、厚度、挺度、耐破度、透氣度、最大孔徑、平均孔徑等要求。康明斯柴油機要求空氣過濾精度為5ym，而國產濾紙僅為80ym。

（3）濾芯性能試驗：

① 流量-阻力（壓降）試驗測定空氣流動壓力損失（流量-阻力或流量-壓力降曲線）。

② 原始過濾效率試驗可計算出濾芯的集塵效率，正常濾芯的降塵率應為99%以上。

③ 儲塵能力試驗和累積效率試驗濾芯積塵灰過多造成堵塞、進氣阻力增大。使發動機功率下降5%或油耗上升5%時的進氣阻力是一極限值，達到此值時就必須清掃或更換濾芯。試驗時，進氣阻力或壓力降達到7—46kPa時的積灰重量即是濾芯的儲塵能力，而在此試驗期間的過濾效率則為累積效率。

④ 原始進氣阻力試驗進氣阻力（額定空氣流量通過濾芯時在進、出口處的壓差）不應超過3.2kPa，否則功率將下降，發動機會冒黑煙。

 

圖5  空氣濾清器內部組成示意圖

圖6  空氣濾芯結構（濾紙位置）

 

2、柴油濾清器試驗

      柴油濾清器要按ISO4020標準（柴油機用燃油濾清器試驗方法）進行下述試驗。

（1）新濾清器清結度試驗

      確定濾芯內側是否清除了生產儲運中殘留的灰塵雜質。

（2）氣泡法試驗

      用于證實濾芯是否有大于過濾精度的孔隙存在。

（3）過濾效率和壽命試驗

      過濾效率是指測定被濾除的特定粒子的百分比，濾清器壽命則以堵塞試驗壓差大于0.07MPa的時間表示。

（4）水分離效度試驗

      確定濾油器分離油水混合液中水分的百分數

（5）濾芯破損試驗

      確定濾芯的抗破裂壓力

（6）濾油器總成破損試驗

      測定總成承受內壓力的能力

（7）脈動壓力疲勞試驗

      測定在脈動壓力下（模擬發動機起動或停止時）濾油器總成的機械強度

（8）抗振疲勞試驗

      確定正常使用條件下濾油器抗振動的機械強度。

3、機油濾清器

      復合式機油濾清器（工作原理如圖7所示）應按ISO4548標準進行下述試驗。

（1）壓力降-流量特性試驗

      用指定粘度的機油測定濾油器總成的壓力降-流量曲線。

（2）濾芯旁通元件的特性試驗

      測定濾芯壓力降-旁通流量曲線。當通過濾芯的壓力降較低時，為限制未經過濾的機油量，旁通元件在低于規定的開啟壓力降時，允許有不大的漏油量；而當濾芯完全堵塞時，可旁通全部流量且不超過規定的壓力降。

（3）高壓降和高溫特性試驗

      機油濾清器在工作中（特別是在濾芯堵塞時）將經受高壓降。另外，濾芯還受到機油高溫的影響，應在模擬高溫條件下測試濾芯承受高壓降而不破損的能力。

（4）濾芯壽命與過濾效率試驗

      采用粒子計數法測定濾芯奉命，試驗時繪制壓差-試驗時間或壓差-加灰重量的關系曲線，以達到75%旁通閥設計開啟壓力時的試驗時間或污染物重量來表示濾芯壽命。濾紙過濾孔形狀如圖8所示。

（5）累積效率試驗

      采用重量分析法測定濾芯壽命時，以達到試驗終點壓差時的試驗時間或污染物的捕獲量來評定。

（6）液壓脈沖疲勞試驗

      機油濾清器在使用中要受到發動機冷卻狀態下波動壓力的作用。試驗時用規定的脈動油壓，循環1000次，以確定濾油器殼體，密封圈及濾芯高壓波動的抗壓能力。

（7）耐振疲勞試驗

      安裝機油濾清器總成后，加上模似發動機或安裝結構振動面造成共振的頻率與振幅，保持規定的機油壓力，循環1000萬次，以確定無小滲漏油跡或疲勞損壞性能。

 

圖7  復合式機油濾清器的工作原理圖.

圖8  機油濾清器濾芯高效濾紙放大圖

 

 

總結：

      濾清器濾芯的精度?般是?微?表示，精度多少µm，是指過濾器濾芯的孔徑大小；包含雜質的溶液通過過濾?時，允許通過的最?顆粒的尺寸。孔徑越小，過濾精度越?。在眾多過濾芯及過濾產品中，?個重要的參數就是過濾精度，通常單位為微米，也有??數或其他單位來表示，但如何來檢測濾芯及過濾產品的過濾精度呢？其實在國內市場中關于過濾精度的理解?直是混亂的，過濾精度的標法也是混亂的，基本上的現狀是過濾精度由?產?商通過?定的檢測?段根據?定的標準來確定的(包括濾芯孔徑、對顆粒的截留效率，細菌截留能?等)。不同?產廠家對于濾芯的標稱單位可能是不同的，因此，用戶在選擇濾清器時一定要看清制造商標注精度的單位，以免產生誤解。

 

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