【摘要】：現(xiàn)今商用車和乘用車用的柴油機(jī)都配備了高壓共軌燃油噴射系統(tǒng),以及因排放法規(guī)的升級(jí)、柴油含硫量的不斷下降、添加劑及生物柴油含量的增加等原因,導(dǎo)致燃油表面張力和油水可分離性下降,即對(duì)濾清器的水分離效率提出了更高的要求。長(zhǎng)壽命系統(tǒng)是新型燃油濾清器的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。為了延長(zhǎng)濾清器的高效油水分離效率,目前歐美國(guó)家主流的方案是采用三級(jí)濾芯結(jié)構(gòu)。本論文主要研究了不同濾材對(duì)顆粒過(guò)濾效率和油水分離效率的影響;為了模擬實(shí)際燃油工況,本文采用A3灰模擬燃油系統(tǒng)中的固體顆粒,探究不同濾材組合對(duì)油水分離性能的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究與路試驗(yàn)證完成三級(jí)濾芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),此設(shè)計(jì)可以滿足市場(chǎng)對(duì)長(zhǎng)壽命油水分離器十萬(wàn)公里保養(yǎng)的需求。該濾清器的成功研制對(duì)濾清器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先研究了傳統(tǒng)單級(jí)油水分離濾清器的性能,結(jié)果表明單級(jí)油水分離器性能受顆粒污染物的影響。隨著所攔截顆粒污染物的增加,產(chǎn)品的壓差不斷上升,其油水分離效率在遠(yuǎn)未達(dá)到終止壽命壓差的40kPa時(shí)開(kāi)始失效。在實(shí)況的道路測(cè)試中,傳統(tǒng)單級(jí)油水分離器只能在4萬(wàn)公里內(nèi)保持95%油水分離效率不下降。在10萬(wàn)公里后,雖然壓差并未上升至40kPa,但其油水分離效率已降至30%以下。因此,傳統(tǒng)單級(jí)油水分離器遠(yuǎn)不能滿足長(zhǎng)壽命濾清器的設(shè)計(jì)要求。論文提出了新型油水分離器的設(shè)計(jì)方案,確定了濾材的選用標(biāo)準(zhǔn),探究了濾材內(nèi)部結(jié)構(gòu)及纖維種類、濾材的潤(rùn)濕性。篩選出符合要求的各級(jí)濾材。對(duì)濾材進(jìn)行組合匹配后,制作成不同級(jí)數(shù)的濾清器。結(jié)果表明由第一級(jí)聚結(jié)濾材4F#、第二級(jí)無(wú)紡布濾材5S#和第三級(jí)疏水濾材9T#組成的三級(jí)油水分離器T1#能在40kPa加A3灰油水分離測(cè)試中始終保持95%高效的油水分離性能。濾清器的實(shí)況道路測(cè)試結(jié)果顯示,油水分離器的壓差隨車輛行駛里程的增加而上升,但在十萬(wàn)公里結(jié)束時(shí)均未達(dá)到40kPa壽命壓差;并且通過(guò)外觀、氣泡點(diǎn)值及濾紙耐破度分析,十萬(wàn)公里保養(yǎng)換下的三級(jí)聚結(jié)式油水分離器T1#未發(fā)現(xiàn)有破損現(xiàn)象,以及其油水分離效率依然能保持95%。因此,三級(jí)油水分離器T1#完全滿足長(zhǎng)壽命濾清器十萬(wàn)公里保養(yǎng)的需求。
【圖文】：

內(nèi)部由不銹鋼支架支撐和固定濾芯，下部有排水閥，用來(lái)迅速排芯是柴油濾清器最主要的部件，柴油濾清器具有過(guò)濾柴油中的顆粒物，其過(guò)濾功能主要是靠濾芯保證的。濾芯通常由纖維素濾紙、熔吹纖合過(guò)濾介質(zhì)等組成[25,28]。濾芯的結(jié)構(gòu)主要是星型，該結(jié)構(gòu)制成的濾芯有效過(guò)濾面積。現(xiàn)在使用較多的是以熔吹纖維作為過(guò)濾介質(zhì)，該材料，并且制成濾芯后驗(yàn)證具有較高的油水分離效率[29, 30]。濾清器被廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)動(dòng)車輛，圖 1-1 為傳統(tǒng)柴油濾市場(chǎng)的柴中旋裝濾是世界柴油濾清器市場(chǎng)上最普遍適用的產(chǎn)品。，柴油濾清器的結(jié)構(gòu)和性能隨著技術(shù)的發(fā)展發(fā)生了巨大變化，現(xiàn)在已、油水分離裝置、加熱器、部件電動(dòng)（手動(dòng)）泵、控制閥、壓力傳感水位傳感器等，是受 ECU 控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，柴油濾清器已向化和多功能化發(fā)展，已然不是單一的濾清器。且在不同的電控噴射系濾清總成”和“柴油粗濾器總成+柴油精濾器總成”等不同組成形式[31

圖 1-2 使用了一級(jí)過(guò)濾器和二級(jí)過(guò)濾器的典型油路系統(tǒng)Figure1-2 Typical oil system for primary and secondary filters濾器會(huì)安裝在柴油輸送泵的吸入側(cè)，該布置方式一方面得到油水分離需要的條件，即在泵前過(guò)濾可有效防止泵難分離的油包水型乳液[33]。對(duì)吸入側(cè)的一級(jí)過(guò)濾器的過(guò)輛，，發(fā)動(dòng)機(jī)和使用環(huán)境的不同，其效率要求的等級(jí)范圍主要維過(guò)濾材料或具有較高容塵量的熔噴無(wú)紡布和植物纖維求。通常將二級(jí)柴油過(guò)濾器放置在輸油泵和高壓注油泵護(hù)敏感的噴油部件不受磨損和腐蝕的作用[34,36]。高壓共的效率要求等級(jí)為 4～5μm[37]。濾清器的過(guò)濾機(jī)理是去除被過(guò)濾液體中的微細(xì)懸浮物質(zhì)，柴油過(guò)濾屬于液
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U464.172

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本文編號(hào)：2607363