新聞主題	弗列加機(jī)油濾清器的作用、工作原理及分類

 

摘要：機(jī)油濾清器又稱機(jī)油格。用于去除機(jī)油中的灰塵、金屬顆粒、碳沉淀物和煤煙顆粒等雜質(zhì)，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。機(jī)油濾清器對(duì)濾紙的要求比空氣濾清器更高，主要因?yàn)闄C(jī)油的溫度變化從0到300度不等，在劇烈的溫度驟變下，機(jī)油的濃度也發(fā)生相應(yīng)改變，這會(huì)影響到機(jī)油的過(guò)濾流量。優(yōu)質(zhì)機(jī)油濾清器的濾紙要能夠在劇烈的溫度變化下，過(guò)濾雜質(zhì)，同時(shí)又保證足夠流量。

 

一、機(jī)油濾清器的作用和原理

 

1、作用

      機(jī)油濾清器設(shè)立的目的就是濾去機(jī)油中各種有害雜質(zhì)，防止零件配合表面的磨損，以潔凈的機(jī)油供給曲軸、連桿、凸輪軸、搖臂，氣門、氣門導(dǎo)管、增壓器、活塞環(huán)等運(yùn)動(dòng)副，起到潤(rùn)滑、冷卻、清洗作用，從而延長(zhǎng)這些零部件的壽命，減少摩擦阻力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，降低噪音，降低油耗，推遲發(fā)動(dòng)機(jī)大修周期，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。

      機(jī)油濾清器位于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中。它的上游是機(jī)油泵，下游是發(fā)動(dòng)機(jī)中需要潤(rùn)滑的各零部件。其工作過(guò)程如圖1所示

2、工作原理

      工作原理圖如圖2所示。攜帶著有害雜質(zhì)的機(jī)油經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入濾清器內(nèi)，大于紙濾芯纖維孔的雜質(zhì)被經(jīng)紙濾芯攔截過(guò)濾出來(lái)，并沉積在紙濾芯外表面上；相等于紙濾芯微孔的雜質(zhì)在機(jī)油壓力的作用下被鑲嵌在紙濾芯纖維孔中；小于紙濾纖維孔的雜質(zhì)隨機(jī)油穿過(guò)紙濾芯，流經(jīng)強(qiáng)磁濾芯時(shí)，其中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)危害最大的鐵磁性雜質(zhì)，無(wú)論大小均能被強(qiáng)磁濾芯所吸附住。 

      當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)機(jī)油粘度大，紙濾芯被粘死或紙濾芯被堵塞時(shí)，經(jīng)旁通閥循環(huán)回發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油中的鐵磁性雜質(zhì)，及被機(jī)油經(jīng)旁通沖入濾清器原有已被紙濾芯過(guò)濾出來(lái)的大顆粒雜質(zhì)中的鐵磁性雜質(zhì)，流經(jīng)強(qiáng)磁濾芯時(shí)均能被強(qiáng)磁濾芯所吸附住，從而避免了鐵磁性雜質(zhì)再次循環(huán)回發(fā)動(dòng)機(jī)給發(fā)動(dòng)機(jī)在成不間斷的磨損。

 

圖1  機(jī)油濾清器工作過(guò)程

圖2  機(jī)油濾清器工作原理圖

 

 

 

二、機(jī)油濾清器的分類

 

1、微孔濾紙式機(jī)油濾清器

      用某種樹(shù)脂浸漬過(guò)的特殊濾紙，經(jīng)熱固化處理后挺度和強(qiáng)度都大大提高，能經(jīng)受一定壓力的作用。由于純粹的紙濾芯在使用過(guò)程中容易被油壓擠壓收縮，縮短使用壽命。為了克服這一缺點(diǎn)，在濾芯內(nèi)壁加襯網(wǎng)或襯骨架，而且在濾紙表面軋出波形瓦楞，極大提高濾芯使用壽命。現(xiàn)在的濾清器濾芯一般是一次性的，堵塞后更換新的芯子。紙濾芯通常按裝在主油道中作全流過(guò)濾，但也可以按裝在并聯(lián)于主油道的分流支路上作分流過(guò)濾。

2、鋸末濾芯式機(jī)油濾清器

      鋸末濾芯又叫木屑濾芯，用紅白松木板鋸末作原料，經(jīng)篩網(wǎng)分選，拌以紙漿模壓成形，烘干脫水，鋸末濾芯的原料品種單一，工藝操作簡(jiǎn)單，過(guò)濾細(xì)度好，這是它的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于濾芯結(jié)構(gòu)密實(shí)，阻力較大，一次使用壽命較短，只能用于分流過(guò)濾。 

3、塑料濾芯式機(jī)油濾清器

      采用一定粘度耐熱耐腐蝕的工程塑料，經(jīng)模壓燒結(jié)成為多孔性具有深度過(guò)濾作用的濾芯。這種濾芯可以按一定堆積保養(yǎng)后繼續(xù)使用，

4、金屬網(wǎng)濾芯式機(jī)油濾清器

      外形如圖3所示。用每英寸100~200目的磷銅絲網(wǎng)或黃銅絲網(wǎng)作濾芯材料，濾芯形狀有圓筒形和疊片形。金屬網(wǎng)濾芯流量大，阻力小，作用可靠，易于清洗，常用作全流過(guò)濾。過(guò)濾細(xì)度視網(wǎng)孔規(guī)格而定。近年來(lái)由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在已有用尼龍材料作支承濾網(wǎng)的骨架，用尼龍布代替金屬網(wǎng)，這樣的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了有色金屬，有利于生產(chǎn)發(fā)展。

5、繞線式機(jī)油濾清器

      用鋼帶或黃銅帶軋成，表面上每隔一定距離有一凸起的形狀，凸起的高度004~009毫米，把這種金屬帶繞在一個(gè)表面有溝槽的波紋筒上，上一條帶的底面和下一條帶的凸起面相接觸，形成了許多間隙，這就是繞線縫隙式濾芯。

6、刮片式機(jī)油濾清器

      外形如圖4所示。用薄鋼帶沖制成三種形狀的鋼片、濾片、間隔片、刮片。濾片的厚度為0.1~0.2毫米，間隔片和刮片的厚度為0.06~0.08毫米。由若干片濾片和間隔片交替疊放，組成濾芯。刮片固定在另一支柱上，每一刮片插在兩個(gè)濾片之間，轉(zhuǎn)動(dòng)濾芯時(shí)，附著于濾芯邊緣的污垢就被刮片刮掉，沉降在濾清器殼體底部，可通過(guò)排污螺塞放走，濾芯的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以手動(dòng)、足動(dòng)，也可以機(jī)械傳動(dòng)。

 

圖3  金屬網(wǎng)濾芯式機(jī)油濾清器外形圖

圖4  刮片式機(jī)油濾清器剖面圖

 

 

7、離心式機(jī)油濾清器

      在康明斯柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)用上，絕大部分屬于旋轉(zhuǎn)式機(jī)油濾清器，并且潤(rùn)滑系統(tǒng)中裝用幾個(gè)不同濾清能力的濾清器——集濾器和細(xì)濾器，分別和主油道并聯(lián)和串聯(lián)。故濾清器可分為全流式和分流式，外觀尺寸如圖6所示。

（1）全流式機(jī)油濾清器

      全流式濾清器即粗濾器是和主油道串聯(lián)在一起的，因而發(fā)動(dòng)機(jī)全部機(jī)油都通過(guò)它。它能濾去機(jī)油中粒度較大（直徑為0.1mm以上）的雜質(zhì)，濾芯為紙質(zhì)。為了防止因粗濾器堵塞而斷油，在粗濾器的頭部裝有旁通閥，一旦粗濾器旁通閥堵塞，即可開(kāi)啟，讓未經(jīng)濾清的機(jī)油輸入到主油道，以保證房地局各部位潤(rùn)滑。全流式濾清器必須與分流式濾清器一起使用，不可只用分流式濾清器代替全流式濾清器。

（2）分流機(jī)油濾清器

      分流濾清器即細(xì)濾器，細(xì)濾器可以濾去直接的0.001mm以上的細(xì)小雜質(zhì)，它和主油道并聯(lián)，濾芯亦為紙質(zhì)。機(jī)油經(jīng)細(xì)濾器濾清后回到油低殼，由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中總有一部分機(jī)油通過(guò)細(xì)濾器進(jìn)行過(guò)濾，因此提高了總體濾清效果，延長(zhǎng)了機(jī)油使用壽命。

 

圖5  離心式機(jī)油濾清器尺寸圖

圖6  旋轉(zhuǎn)式機(jī)油濾清器設(shè)計(jì)圖紙

 

三、濾清器座的結(jié)構(gòu)

 

      濾清器座有三種類型：全流式機(jī)油濾清器座；旁通式濾清器座；組合式濾清器座。其中KTA19型柴油發(fā)電機(jī)使用的全流式機(jī)油濾清器由濾清器座和濾芯組成。老式KTA38型柴油發(fā)電機(jī)用鋁制濾清器座；新式KTA38型和KTA50型柴油發(fā)電機(jī)用鑄鐵制濾清器座。

1、全流式機(jī)油濾清器座

      全部機(jī)油從冷卻器流到全流式機(jī)油濾清器座，經(jīng)濾芯到柴油發(fā)電機(jī)主油道。全流式機(jī)油濾清器座的組成由壓力調(diào)節(jié)閥、濾清器旁通閥和活塞冷卻閥。

（1）壓力調(diào)節(jié)閥

      保持柴油主油道中的正確的機(jī)油壓力，并將主油道不需要的機(jī)油返回機(jī)油道。

（2）旁通閥

      在機(jī)油濾芯中阻力過(guò)大時(shí)。旁通機(jī)油，避免濾芯堵塞時(shí)柴油發(fā)電機(jī)因缺油而損壞。

（3）活塞冷卻閥

      控制機(jī)油只流向有濾清器座的柴油發(fā)電機(jī)一側(cè)。活塞冷卻油道有一分開(kāi)的活塞冷卻閥，控制機(jī)油流向與有濾清器座相對(duì)一側(cè)的活塞冷卻出道。

2、旁通式機(jī)油濾清器座

      只有部分機(jī)油流到旁通式濾清器座和濾芯。

3、組合式機(jī)油濾清器座

      含以上兩種濾清器座，即全流式濾芯和旁通式濾芯雙重組合。

 

四、機(jī)油濾清器的主要性能指標(biāo)

 

      機(jī)油濾清器不僅要具備排除有害雜質(zhì)的能力，而且作為潤(rùn)滑系統(tǒng)中一個(gè)部件，必須滿足主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，因此，機(jī)油濾清器有它自己的工作特性。

1、額定流量

      在規(guī)定粘度和壓力降下，由制造廠規(guī)定的流量名義值。

2、壓力降

      在油液流動(dòng)系統(tǒng)中，任意給定時(shí)刻，兩個(gè)規(guī)定點(diǎn)之間的靜壓差值。

3、破損壓力

      總成所能承受的最大液體內(nèi)壓力。

4、原始阻力

      新總成在額定流量時(shí)總成進(jìn)出口處的壓力差值。

5、內(nèi)部清潔度

      在制造、貯存以及運(yùn)輸過(guò)程中所帶入濾芯內(nèi)部的雜質(zhì)重量。

6、流量阻力

      在一定的流量下濾清器前后產(chǎn)生的壓差，這個(gè)壓力差即濾清器的阻力，也是壓力損失值，它的數(shù)值應(yīng)盡可能小。一般要求全流式濾清器在通過(guò)額定流量時(shí)的原始阻力不應(yīng)大于0.5kg/㎝²或旁通閥開(kāi)啟壓力值的30%。濾清器的流量阻力特性可在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)定。

7、原始濾清效率

      濾清器必須能濾出一定尺寸一定數(shù)量的雜質(zhì)粒子。對(duì)新濾芯測(cè)定其過(guò)濾效率，稱為原始過(guò)濾效率，（一般地說(shuō)，在使用中由于濾芯表面上逐漸堆積起來(lái)雜質(zhì)層，過(guò)濾效率愈來(lái)愈高。所以，濾芯在整個(gè)使用壽命期內(nèi)的平均效率要比原始效率高）。測(cè)定原始濾清效率時(shí)，把含有一定數(shù)量一定尺寸粒子的油料，以一定流量一次通過(guò)濾清器，分析過(guò)濾后油料中雜質(zhì)含量，便可計(jì)算出原始過(guò)濾效率，若用多種規(guī)格的粒子進(jìn)行測(cè)試，便可得出不同的效率數(shù)據(jù)。

8、壽命

      一個(gè)新濾芯從開(kāi)始使用到堵塞，即濾芯前后壓力差達(dá)到濾清器旁通閥開(kāi)啟壓力的數(shù)值，或與此相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，稱為濾清器的壽命（一次使用壽命）。在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)定這個(gè)特性時(shí)，需在試驗(yàn)油中不斷加入堵塞雜質(zhì)，使濾芯在實(shí)際使用條件下更快地堵塞。在試驗(yàn)過(guò)程中，定時(shí)記錄濾清器前后壓力差，當(dāng)壓力差達(dá)到旁通閥開(kāi)啟壓力數(shù)值時(shí)，試驗(yàn)即告終止。到這時(shí)為止的小時(shí)數(shù)或已加入的試驗(yàn)雜質(zhì)總量，即作為評(píng)價(jià)濾清器壽命的指標(biāo)。在壽命試驗(yàn)中，還可以定時(shí)測(cè)定濾清器的濾清效率，稱為累積濾清效率，代表濾清器在堵塞過(guò)程中過(guò)濾效率的變化。

      理想的機(jī)油濾清器應(yīng)該是流量大，阻力小，過(guò)濾效率高，壽命長(zhǎng)。但實(shí)際上各個(gè)特性是互相制約的，如流量大時(shí)阻力便上升；過(guò)濾效率很高的常常伴隨著阻力上升快，使用壽命短等缺點(diǎn)。

 

總結(jié)：

      雜質(zhì)和污染物對(duì)柴油機(jī)是極其有害的，不濾除機(jī)油中這些雜質(zhì)和污染物，機(jī)油中的硬質(zhì)粒子就會(huì)增加柴油機(jī)磨擦副的磨損和潤(rùn)滑管道的堵塞，酸性物質(zhì)對(duì)合金軸瓦產(chǎn)生腐蝕性磨損，膠質(zhì)會(huì)使活塞與活塞環(huán)、氣門與氣門導(dǎo)管等零件之間發(fā)生膠結(jié)，甚至使柴油機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使機(jī)油的使用期縮短。實(shí)驗(yàn)證明，柴油機(jī)油底殼中的固態(tài)雜質(zhì)總量低于0.5%時(shí)，對(duì)柴油機(jī)的危害尚不大，但達(dá)到或超過(guò)0.5%時(shí)，則將大大加速柴油機(jī)零部件的磨損。為了及時(shí)清除機(jī)油中的機(jī)械雜質(zhì)和膠狀沉淀物，延長(zhǎng)機(jī)油的有效使用期，在潤(rùn)滑系統(tǒng)中設(shè)置機(jī)油濾清器（全流機(jī)油濾清器或分流機(jī)油濾清器）是延長(zhǎng)柴油機(jī)的壽命方法之一。關(guān)鍵在于，除了正確選擇潤(rùn)滑機(jī)油外，還取決于選擇和使用合適的機(jī)油濾清器。

 

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