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机油滤清器的原理?
时间:2020-06-12 08:29 点击次数:
1.机油为什么要过滤  发动机的润滑机油在工作一段时间后,其中混有发动机零部件摩擦产生的金属屑和其他杂质产生;另外还有外来杂质,如空气中的尘土通过呼吸管、加油口等处进入曲轴箱;以及机油本身产生的胶质机油本身氧化过程中的产物,如各种有机酸,焦质沥青以及碳化物会随同机油进入润滑油道,从而加速发动机的磨损,造成油路堵塞;还有漏入浊底壳的水等。这些杂质会促进零部件的磨损,产生腐蚀或咬死运动件。  因此在发动机的润滑系统中必须增设机油滤清器,以滤除上述存在于机油中的有害杂质,保护主机零部件,延长其使用寿命。一般的,机滤上游是机油泵,下游是主油道。  

2.机油滤清器如何工作 ,机油滤清器的工作原理一般按杂质过滤方法分为三种:机械分离、离心分离和磁性吸附。  机械分离按其作用形式又可分为纯机械分离、架空分离和吸附分离等三种,纯机械分离常见的有滤网过滤,即以一定孔径滤材过滤机械杂质和油泥,粒径大于滤孔的杂质被滤材阻拦而过滤掉。架空分离是指有n个小粒子附着于滤孔内壁上,粒子并逐渐增多,使滤孔逐渐变小,形成架空现象,使过滤出来的粒子尺寸小于滤孔尺寸。由于机油中粒子形状多数是不规则的,所以架空现象易于形成。另外对于机油中的胶性物质,常粘附在滤材表面或滤孔内壁形成吸附。而真实的过滤情况,一般来说不是单一原理的作用,而可能是上述几种的组合。
 离心分离指机油通过一个高速旋转的转子,使油中杂质受离心力作用被甩向转子内壁,从而从机油中分离出来。  磁性吸附是利用永久磁铁的磁性力将机油中的铁质粒子吸附,不让它们在机油润滑系统中来回循环,危害发动机零部件。
3.滤清器的分类  关于滤清器的分类,基本上有以下几种方法: 按过滤方式:分为表面过滤和深度过滤。 按过滤细度:分为粗滤和精滤。  按在润滑系统中布置:分为有全流和分流式。 按滤芯构造形式:分为绕线式、刮片式等。  另外,按滤纸折叠形式可以有水平折叠和纵向折叠,而且滤纸有直列折叠和人字型折叠。  以上分类法反映了滤清器特点的一个侧面,对某一种具体的滤清器来说,其特点常常是几种分类的结合,如刮片式精滤器是边缘形表面过滤全流式粗滤器,毛毡滤芯滤清器是深度过滤分流式精滤器,但毛毡滤芯有时也可用作全流过滤,法国雪铁龙公司生产的滤清器取得人字型水平折叠滤芯的产品专利。  

4.滤芯种类  微孔滤纸滤芯,用某种树脂浸渍过的特殊滤纸,经热固化处理后挺度和强度都大大提高,能经受一定压力的作用。由于纯粹的纸滤芯在使用过程中容易被油压挤压收缩,缩短使用寿命。为了克服这一缺点,在滤芯内壁加衬网或衬骨架,而且在滤纸表面轧出波形瓦楞,极大提高滤芯使用寿命。现在的滤清器滤芯一般是一次性的,堵塞后更换新的芯子。纸滤芯通常按装在主油道中作全流过滤,但也可以按装在并联于主油道的分流支路上作分流过滤。  锯末滤芯。锯末滤芯又叫木屑滤芯,用红白松木板锯末作原料,经筛网分选,拌以纸浆模压成形,烘干脱水,锯末滤芯的原料品种单一,工艺操作简单,过滤细度好,这是它的优点。但是,由于滤芯结构密实,阻力较大,一次使用寿命较短,只能用于分流过滤。  塑料滤芯,采用一定粘度耐热耐腐蚀的工程塑料,经模压烧结成为多孔性具有深度过滤作用的滤芯。这种滤芯可以按一定堆积保养后继续使用。  金属网滤芯,用每英寸100~200目的磷铜丝网或黄铜丝网作滤芯材料,滤芯形状有圆筒形和叠片形。金属网滤芯流量大,阻力小,作用可靠,易于清洗,常用作全流过滤。过滤细度视网孔规格而定。近年来由于化学工业的发展,现在已有用尼龙材料作支承滤网的骨架,用尼龙布代替金属网,这样的结构,节省了有色金属,有利于生产发展。  绕线式滤芯,用钢带或黄铜带轧成,表面上每隔一定距离有一凸起的形状,凸起的高度004~009毫米,把这种金属带绕在一个表面有沟槽的波纹筒上,上一条带的底面和下一条带的凸起面相接触,形成了许多间隙,这就是绕线缝隙式滤芯。  刮片式滤芯,用薄钢带冲制成三种形状的钢片、滤片、间隔片、刮片。滤片的厚度为0.1~0.2毫米,间隔片和刮片的厚度为0.06~0.08毫米。由若干片滤片和间隔片交替叠放,组成滤芯。刮片固定在另一支柱上,每一刮片插在两个滤片之间,转动滤芯时,附着于滤芯边缘的污垢就被刮片刮掉,沉降在滤清器壳体底部,可通过排污螺塞放走,滤芯的转动,可以手动、足动,也可以机械传动。  离心式滤清器。利用润滑系统本身的压力能,由通过喷咀的油产生一个反作用力矩,驱动转子转动,转子内的油在离心力作用下,分离出固态杂质,积聚在转子内壁上,转子中心部份的油变得清洁,从喷咀流回油底壳。这便是离心式滤清器的作用原理,若将转子中心部分的油直接引入主油道,就成为全流离心式滤清器,而把前述的结构称为分流离心式滤清器。  

5.滤清器的性能指标:  机油滤清器不但要具备排除有害杂质的能力,而且作为润滑系统中一个部件,应该与主机配套。我们规定了机油滤清器的一些性能指标来衡量。  流量阻力特性,在额定的流量下滤清器前后产生的压差,也是压力损失值,它的数值越小表示滤清器通过性越好。额定流量一般这样取:如果用户提供机油泵设计流量或新机油泵实测流量,则滤清器流量可取机油泵流量值的50-60%;也有用户向滤清器设计者提供内燃机主油道的设计流量。在这种情况下,滤清器的流量值应定在主油道设计流量的1.5-2.0倍。这是因为随着内燃机能的正常磨损,主油道流量会相应增大以维持正常机油压力。一般要求全流式滤清器在通过额定流量时的原始阻力不应大于0.025MPa。  原始滤清效率特性。滤清器必须能滤出一定尺寸一安数量的杂质粒子,杂质应采用相对密度为3.9的氧化铝试验灰。我们定义对新滤芯测定的过滤效率,称为原始过滤效率,要求≥60%(在使用中由于滤芯表面上逐渐堆积起来杂质层,过滤效率η愈来愈高。所以,滤芯在整个使用寿命期内的累积平均效率要大于原始效率,一般在70%~80%)。测定原始滤清效率时,把含有一定数量一定尺寸AC灰的油料,以10%左右额定流量或大于45kPa压力下一次性通过滤清器,并多次冲洗后,分析过滤后油料中杂质含量,便可计算出原始过滤效率,不同粒径AC灰得出的结果不同。效率计算如下: η= ×100%  式中:W1——滤前试验液之中的杂质重量  W2——滤后试验液之中的杂质重量  寿命特性,一个新滤芯从开始使用到堵塞,即滤芯前后压力差达到滤清器旁通阀开启压力的70%(一般开启压力为100kPa±20 kPa)。在堵塞寿命试验台上测定滤清器寿命时,需在试验油中匀速加入试验杂质,倍速地模拟滤芯实际使用条件下堵塞。在试验过程中,每隔20或30min记录滤清器前后压力差,当压力差达到70 kPa时,试验终止,到这时为止的小时数(寿命时间)或已加入的试验杂质总量(容灰量),即作为评价滤清器寿命的指标,在寿命试验过程中,还可以定时测定滤清器的滤清效率,称为累积滤清效率,代表滤清器在堵塞过程中过滤效率的变化。累计效率比原始效率更全面的反映滤芯性能。  理想的机油滤清器应该是匹配流量下,阻力小,过滤效率高,寿命长,而实际上各个指标是互相制约的,如流量越大时阻力便越大,过滤效率越高说明滤芯孔隙越小阻力越大,而使用寿命减短等缺点。

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