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新聞主題 |
機(jī)油濾清器的設(shè)計(jì)要求、種類和維護(hù)方法 |
摘要：柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)油在相互摩擦的零件表面之間經(jīng)過時(shí)，必不可少地會(huì)帶走部分因摩擦而脫落的金屬顆粒，還可能夾雜有大氣中的灰塵以及其他污染物。這些雜質(zhì)如保留在機(jī)油中，不僅會(huì)使柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)零件的磨損加速，甚至?xí)氯凸?。所以機(jī)油在使用過程中應(yīng)進(jìn)行過濾。目前，柴油發(fā)電機(jī)上都裝有機(jī)油濾清器。其功用是除去機(jī)油中的金屬磨屑及金屬雜質(zhì)，防止它們進(jìn)入零件的
一、對(duì)機(jī)油濾清器的設(shè)計(jì)要求
由于機(jī)油中含有一些灰塵、金屬顆粒、碳沉淀物和煤煙顆粒等雜質(zhì)，為了降低機(jī)油中的雜質(zhì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成損壞，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油入口上都會(huì)設(shè)置機(jī)油濾清器，以對(duì)機(jī)油中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾。
1、旋裝式機(jī)油濾清器的要求
高強(qiáng)化柴油機(jī)機(jī)油泵輸出的潤(rùn)滑機(jī)油壓力一般都較高，以確保克服潤(rùn)滑系統(tǒng)各元件阻力供油至摩擦表面，建立起壓力油膜，隨著柴油機(jī)強(qiáng)化程度及歐Ⅲ機(jī)型爆發(fā)壓力日益升高，各軸承承載要求也日漸提高，甚至部分軸瓦最小油膜厚度在1μm左右，這些對(duì)油壓和機(jī)油濾清器的可靠性能同樣提出很高要求。另外機(jī)油濾清器通常直接接在機(jī)油泵后，高油壓對(duì)機(jī)油濾清器可靠性帶來直接影響。如果出現(xiàn)的機(jī)油濾清器破裂故障，直接造成漏油嚴(yán)重，導(dǎo)致軸瓦拉瓦、咬死等重大故障。柴油機(jī)振動(dòng)、系統(tǒng)高油壓、濾清器處油壓波動(dòng)大、濾清器卷邊和外殼材料缺陷都是造成破裂的原因。
因此對(duì)旋轉(zhuǎn)式濾清器結(jié)構(gòu)（外觀矢量圖如圖1所示）強(qiáng)度設(shè)計(jì)、避振設(shè)計(jì)、承壓能力、材料性能、工藝控制等影響可靠性的關(guān)鍵之處必須提高要求，嚴(yán)加控制。這也要求供應(yīng)商增強(qiáng)模塊式設(shè)計(jì)、分析計(jì)算和功能試驗(yàn)?zāi)芰Γ芗皶r(shí)結(jié)合柴油機(jī)開發(fā)同步進(jìn)行改進(jìn)。提高排放標(biāo)準(zhǔn)后，燃燒爆壓大幅度增加，潤(rùn)滑部件磨損加劇，對(duì)濾紙的過濾精度和過濾可靠性同樣必須提高。合理配置濾紙材料，優(yōu)化體積、流量、油阻和精度等指標(biāo)平衡問題，保證性能基礎(chǔ)上，避免給機(jī)油泵帶來的過大背壓，造成功率和油耗的損失。
2、離心式機(jī)油濾清器的要求
離心式機(jī)油濾清器是利用具有一定壓力的機(jī)油從轉(zhuǎn)子上的切向噴嘴噴出，推動(dòng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，將機(jī)油中的雜質(zhì)通過離心力分離的機(jī)械裝置，結(jié)構(gòu)如圖2所示。其優(yōu)點(diǎn)是分離油底殼機(jī)油中的顆粒物，減緩機(jī)油老化速率，提升換油周期。
近幾年，歐Ⅲ柴油機(jī)開發(fā)過程中，為降低NO和顆粒物排放，普遍采用了的一種有效措施是大幅延遲噴油噴射時(shí)間，在歐Ⅳ時(shí)采用的廢氣再循環(huán)(EGR)，高爆發(fā)壓力采用鋼活塞等技術(shù)，這些新技術(shù)同時(shí)就帶來潤(rùn)滑油的煙炱水平過高的負(fù)面問題。柴油發(fā)電機(jī)油中的煙炱碳黑和極細(xì)小顆粒增加到一定水平，如果不能很好地被分散，超出濃度界限，一直接造成關(guān)鍵潤(rùn)滑部件的磨損，此外造成容易造成機(jī)油粘度，增加形成油泥、活塞閥系的高溫沉積物，導(dǎo)致機(jī)油過早失效、過濾器阻塞、供油不足、油膜破壞而造成磨損，直接影響到柴油發(fā)電機(jī)正常工作和壽命?！?/span>
一方面通過優(yōu)化燃燒、優(yōu)選機(jī)油可以得到降低，但可能犧牲了油耗和使用成本，另一方面通過旁通式的高精度細(xì)濾、高效率的離心式轉(zhuǎn)子過濾可以明顯地積聚和過濾碳黑。
對(duì)離心式轉(zhuǎn)子濾清器來說，其高效率的濾清性能必須保證轉(zhuǎn)子具備高工作轉(zhuǎn)速7000r/min以上；轉(zhuǎn)子濾在出廠測(cè)試臺(tái)位上的性能并不一定在柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)行中一致，受到柴油機(jī)結(jié)構(gòu)布置、油壓、通流面積、機(jī)油狀況、曲軸箱壓力等諸多因素影響。轉(zhuǎn)子濾廠商應(yīng)與柴油機(jī)同步進(jìn)行開發(fā)—進(jìn)行實(shí)際柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的性能測(cè)量、耐久試驗(yàn)件濾清效果分析及使用壽命測(cè)定?！⊥瑯愚D(zhuǎn)子濾的使用可靠性要求也值得關(guān)注，如密封性、反螺紋旋向時(shí)軸強(qiáng)度、轉(zhuǎn)子強(qiáng)度等。
3、限壓閥和旁通閥的要求
限壓閥和旁通閥裝在機(jī)油濾清器底座上其內(nèi)部構(gòu)造。
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圖1 旋轉(zhuǎn)式機(jī)油濾清器外觀矢量圖 |
圖2 離心式機(jī)油濾清器外觀結(jié)構(gòu)圖 |
二、機(jī)油濾清器的種類
機(jī)油濾清器的工作原理是通過過濾器中的過濾介質(zhì)對(duì)機(jī)油中的雜質(zhì)和污垢進(jìn)行過濾，使得機(jī)油中的有害物質(zhì)得以清除，保證柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)油濾清器的過濾介質(zhì)一般采用纖維材料、納米材料、陶瓷材料等，其過濾效果和使用壽命都有所不同。機(jī)油濾清器的種類主要分為三類：機(jī)械式濾芯、紙質(zhì)濾芯和合成纖維濾芯。
1、機(jī)械式濾芯
機(jī)械式濾芯是最早出現(xiàn)的一種機(jī)油濾清器，其主要原理是通過濾網(wǎng)將機(jī)油中的雜質(zhì)過濾掉。這種濾芯的過濾效果較差，只能過濾掉直徑較大的顆粒，而對(duì)于微小顆粒的過濾效果不佳。同時(shí)，機(jī)械式濾芯的使用壽命較短，需要經(jīng)常更換。
2、紙質(zhì)濾芯
紙質(zhì)濾芯是目前應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)油濾清器，其過濾介質(zhì)采用多層紙質(zhì)濾紙，可以過濾掉直徑在20微米以上的顆粒，過濾效果較好。同時(shí)，紙質(zhì)濾芯的使用壽命較長(zhǎng)，一般可以使用250小時(shí)以上，但需要注意的是，紙質(zhì)濾芯不適用于高溫高壓環(huán)境下的使用。
由于機(jī)油濾清器其濾筒都是由濾紙折疊成統(tǒng)一高度的鋸齒褶皺后再卷繞而成，在使用中，當(dāng)濾筒外側(cè)油壓過大時(shí)，極易會(huì)造成相鄰的鋸齒貼合在一起，造成濾筒的過濾面積大幅降低，機(jī)油供應(yīng)量驟降。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免該缺陷，制作工藝如圖3所示。
3、合成纖維濾芯
合成纖維濾芯是一種新型的機(jī)油濾清器，其過濾介質(zhì)采用合成纖維材料，可以過濾掉直徑在5微米以上的顆粒，過濾效果更加出色。同時(shí)，合成纖維濾芯的使用壽命也更長(zhǎng)，可以使用300小時(shí)以上。纖維濾清器制作工藝如圖4所示。
此外，機(jī)油濾清器的內(nèi)部構(gòu)造按濾清方式可分為過濾式和離心式兩類。過濾式濾清器按其結(jié)構(gòu)又分為線繞式、紙質(zhì)式和刮片式等；機(jī)油細(xì)濾器一般采用的是離心式結(jié)構(gòu)。線繞式機(jī)油濾清器是由兩層細(xì)銅絲繞成的過濾網(wǎng)。主要是利用機(jī)油穿過銅絲之間的縫隙，將機(jī)油中金屬顆粒和其他雜質(zhì)濾除。這種濾清器能將混在機(jī)油中大于0.04~0.09 mm的
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圖3 機(jī)油濾清器濾紙制作工藝 |
圖4 合成纖維式機(jī)油濾清器制作工藝 |
三、機(jī)油濾清器的維護(hù)和更換
機(jī)油濾清器的維護(hù)和更換是保證柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，一般建議在每次更換機(jī)油時(shí)同時(shí)更換機(jī)油濾清器。如果機(jī)油濾清器長(zhǎng)時(shí)間不更換，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)油中的雜質(zhì)和污垢越來越多，影響機(jī)油的流動(dòng)性和潤(rùn)滑性，最終導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障。在更換機(jī)油濾清器時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：
（1）確認(rèn)機(jī)油濾清器的型號(hào)和規(guī)格是否與原機(jī)相同，避免購(gòu)買錯(cuò)誤的機(jī)油濾清器。
（2）更換機(jī)油濾清器時(shí)需要將機(jī)油放空，避免機(jī)油泄漏。
（3）更換機(jī)油濾清器時(shí)需要將舊的機(jī)油濾清器拆下來，將新的機(jī)油濾清器安裝好，并按照規(guī)定的扭矩力進(jìn)行固定。
（4）更換機(jī)油濾清器后需要加入新的機(jī)油，并檢查機(jī)油的液面是否正常。
總結(jié)：
機(jī)油濾清器是柴油發(fā)電機(jī)中的一個(gè)重要組成部分，其作用不可忽視。正確維護(hù)和更換機(jī)油濾清器可以保證柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)柴油發(fā)電機(jī)的使用壽命，因此我們應(yīng)該重視機(jī)油濾清器的維護(hù)和更換。
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