发动机空气滤清器资料培训材料

ZHANGYUJIE

空气滤清器基本知识


空气滤清器的作用是清除流入发动机进气系统的砂粒和尘土, 保养发动机的气缸、活塞及活塞环, 延长发动机的使用寿命。
按照杂质被清除的方式, 空气滤清器可分为三类:
●　惯性式: 利用气流在急速改变流动方向时, 因尘粒具有较大的惯性而被清除较大的颗粒。
●　油浴式: 空气进入滤芯前, 在气流转向处流过机油表面, 因惯性作用而被甩出大颗粒尘土被油液粘附。
●　过滤式: 利用气流通过滤芯微孔或者狭窄、曲折的滤芯通道时产生多次碰撞, 使尘土被阻挡或粘附在滤芯上, 这是一种主要的滤清方式, 对清除微粒尘土最有效。
现代汽车发动机上使用的空气滤清器, 综合了以上三种滤清方式, 形成了综合式的空气滤清器。   
即: 干式空气滤清器和油浴式空气滤清器。






干式空气滤清器

干式空气滤清器主要是指微孔纤维滤纸滤清器, 它具有重量轻、 体积小、成本低、制造方便等一系列优点。
干式空气滤清器的主要性能指标有: 额定流量、 粗滤效率、原始滤清效率、原始阻力、试验室试验寿命。

■　额定流量
空气滤清器的额定流量是指空气滤清器产品图样所规定的, 在标准大气状况下通过空气滤清器出气口的空气流量, 它应与发动机在标定功率下所需供气量相匹配 。 单位: 立方米/ 小时( m3 / h )。
发动机的额定空气流量可根据其工作容积、额定转速和充气系数等来确定, 其计算方法如下:
四冲程发动机　　　Q=0.5×10-3.Vn. N.η.ε
二冲程发动机　　　Q=10-3.Vn. N.η.ε　
式中:  　Q………额定空气流量( m3 / min )
        Vn……..发动机工作容积( L )
        N………发动机额定转速( r /min )
       η……….发动机充气系数
ε………发动机脉冲系数,   见表1

四冲程发动机: η= 0.9                    表1
脉冲   冲程      
缸数   系数         四冲程        二冲程
    1          2          1.5
    2          1.4          1.2
    3          1.3          1.1
    4          1.1          1
  ≥5          1          1
二冲程发动机: η= 0.85                        
增压发动机请向制造商询问
充气系数。

                  
                     
                    
如果得不到所需有关参数, 也可使用下列经验数据计算额定空气流量。
柴油机……….每1 Kw约0.08 m3 / min ( 1Ps约0.06 m3 / min )
增压柴油机….每1 Kw约0.09 m3 / min ( 1Ps约0.065 m3 / min )
汽油机……….每1 Kw约0.07 m3 / min ( 1Ps约0.05 m3 / min )

■　粗滤效率
在额定空气流量下, 粗滤器分离出粉尘的能力, 以百分数表示。
          ηc  =　( △Mc  /  Mg )　× 100%
式中:    ηc ……. 粗滤效率,  %  ;
△Mc…….粗滤器集尘装置在加粉尘前后的质量增量, g  ;
  Mg ………加粉尘量,  g
粗滤器是利用惯性或离心方法在滤芯前去除一部分粉尘的装置。
粗滤器的型式有: 帽式粗滤器  盆式粗滤器  叶片环式和切向
粗滤器的型式        粗滤效率 %
帽式粗滤器           ≥80
盆式粗滤器           ≥80
叶片环式和切
向进气式粗滤器           ≥80
旋流管式粗滤器           ≥90
进气式粗滤器  旋流管式粗滤器。          表2

在额定空气流量下, 粗滤器的粗滤效率应符合表2的规定。




■　滤清效率
空气中的尘土等是内燃机气缸套、活塞、活塞环、气门和气门导管以及其它运动零件磨损的主要根源。干式空气滤清器最重要的任务就是确保给内燃机以足够的保护, 以避免一定颗粒的灰尘对内燃机的磨损。
滤清效率是空气滤清器最重要的技术指标, 它是指试验件滤除特定试验粉尘的能力, 以百分数表示。其计算公式如下:

当用称量绝对滤芯法时,
η  =　( 1 - △Mj  /  Mg )　× 100%

当用称量试验件法时,
η  =　( △Ms  /  Mg  + △Mc  /  Mg  )　× 100%
式中:    ηc ……. 滤清效率,  %  ;
△        Ms…….试验件在加粉尘前后的质量增量,  g  ;
△        Mj…….绝对滤芯在加粉尘前后的质量增量,  g  ;
△        Mc…….集尘装置在加粉尘前后的质量增量,  g  ;
  Mg ………加粉尘量,  g

对于内燃机纸质滤芯空气滤清器总成, 在额定空气流量下, 总成原始滤清效率应不低于99.5%。
滤清效率试验粉尘采用AC细灰,其粉尘的化学成份见表3, 粒子尺寸的质量分布(%)见表4。
粒子尺寸μm        质量百分比(%)
0～5        39±3
5～10        18±3
10～20        16±3
20～40        18±3
40～80        9±3
80～100        －
表3                                表4
化学成份        重量百分比(%)
SiO2        67～69
Fe2O3        3～5
Al2O3        15～17
CaO        2～4
MgO        0.5～1.5
总碱量        3～5
点燃损失        2～3
                              



■　原始阻力
总成原始阻力: 当额定空气流量下通过装有新滤芯的总成时, 在总成出气口所测取的静压, 以帕(毫米水柱)表示,  Pa(mmH2O)。
滤芯原始阻力: 将新滤芯与阻力测量管相连接, 在额定空气流量下所测取的静压, 与用一理想喷嘴取代滤芯后所测取的静压之差, 以帕(毫米水柱)表示,  Pa(mmH2O)。
在额定空气流量下, 空气滤清器总成的原始阻力应符合表5的规定。
　　表5
内燃机缸数        空气滤清器型式        原始阻力KPa
   1～2        单级总成          ≤1.2
        多级总成          ≤1.8

≥ 3        单级总成          ≤1.8
        不具有旋流管的多级总成          ≤2.9
        具有直通式旋流管的多级总成          ≤3.3
        具有切向或轴向旋流管的多级总成          ≤3.0
                                   
空气滤清器总成的堵塞终了阻力是指总成试验室寿命试验终了的总成阻力, 以帕(毫米水柱)表示,  Pa(mmH2O)。
堵塞终了阻力到了时, 内燃机将因得不到足够的空气供应而将产生排气冒黑烟, 动力不足等问题。

终了阻力一般应是原始阻力的2　～ 2.5倍：
①　对于轻或公路用车     ≤ 5.0  Kpa　；
②　对于重型车     　　　≤ 6.3  Kpa　；
③　对于工程机械    　　 ≤ 7.2  Kpa　。

■　试验室试验寿命
空气滤清器总成试验室试验寿命: 在额定空气流量下, 以规定的粉尘浓度, 连续均匀向总成内加入粉尘, 当总成阻力达到堵塞终了阻力时, 向总成内加入粉尘的累计时间, 以小时表示， h 。
单级总成试验室试验寿命: ≥8 h ；
不具有旋流管粗滤器的多级总成试验室试验寿命: ≥10 h ；
具有旋流管粗滤器的多级总成试验室试验寿命: ≥16 h 。
表6
粒子尺寸μm        质量百分比(%)
0～5        5±2
＞5～10        22±3
＞10～20        38±3
＞20～40        29±3
＞40～75        6±2
试验室试验寿命试验采用
270目石英粉作为试验粉尘, 其
粒子组成应符合表6之规定, 使用前应在105 2  的干燥箱内烘干, 并经冷却




总成试验室寿命试验时的粉尘浓度:
单级总成 :  1 g  / m 3 ；      
不具有旋流管粗滤器的多级总成 :   2 g / m3 ；
具有旋流管粗滤器的多级总成:  4 g / m3 。
■　空气滤清器的保养
空气滤清器使用一定时间后, 滤芯就会变脏, 滤清器的进气阻力也会随之增大, 当空气滤清器的进气阻力增大到大于终了阻力时, 内燃机将因得不到足够的空气供应而将产生排气冒黑烟, 动力不足等问题。
空气滤清器的进气阻力与柴油机功率之间的关系见图1。
   柴      
       
               
                       
油   100
     机
     功     99
率
%      98  

97

0                  60%     终了阻力      KPa
                  图1
用户可以通过观察装在空气滤清器上的保养指示器来判断空气滤清器的堵塞情况(见空气滤清器保养指示器部分)。
一旦出现空气滤清器的堵塞, 就应该立即停机清理或更换滤芯。 可按下列程序来清理或更换滤芯
①　将主滤芯从空气滤清器壳体中取出；
②　轻敲滤芯端盖, 将滤芯上的尘土振落;
③　用压力不大于0.5MPa 的干燥压缩空气从里向外吹拂；
④　主滤芯在清理5次尘土后, 应与安全滤芯一起更换;
⑤　当发现滤芯有破损时, 应更换滤芯；
⑥　具有集尘盒的空气滤清器, 应将集尘盒的尘土清扫干净。

fpan

冒昧问一下数据来源，最好是权威的，具有实践论证的的

2009牛

感谢楼上的支持，我这几天正在找关于柴油机空滤器的相关材料，真是及时啊！谢谢啊。

cqcummins

据权威了解好像空滤芯一般是达到阻力上限值后不应清理，应该直接更换。

水上山影

汽车空气滤清器标准：
QC/T 32--2006
JB/T 9747--2005

413905791

这个经验公式还适不适用？

qyf573206

很不错哦，刚开始接触滤清器，正需要这个呢。。

littinbin

还算是蛮详细的基础资料。感谢了

EVb

现在急需一份专业资料啊

振安

谢谢楼主！！