摘要:本文通过试验分析了泵对污染颗粒的敏感性,分析了燃油系柱塞副的配合间隙，提出了对燃油系过滤器精度的合理选择。
关键词：过滤器 污染颗粒
1 保证燃油系过滤器精度的必要性
过滤器在系统中的作用主要有两个方面：一是控制元件的污染磨损，二是防止污染物引起的故障。燃油系过滤器的作用是保证燃油供给系统正常工作，延长元件的使用寿命。若燃油污染导致输油泵零件磨损，就可能使燃油系发生供油间断或完全停止。污垢微粒也会引起精密副、喷嘴孔磨损，降低精密副的密封性，并使喷孔增大。若喷油泵磨损，则喷油泵输出的总给油量将会改变各分油泵的不均匀度将增加。喷油器磨损，喷孔将会堵塞。污垢微粒若进入喷油嘴针阀的锥面，就能破坏它的密封性；若进入喷嘴锥阀的导向面，就能导致针阀在针阀体的上部或下部卡住，卡在上部则燃油喷散不良，卡在下部则停止向发动机供油。燃油污染对燃油装置的可靠性和耐久性以及对整个发动机都有相当大的影响。使用情况表明，柴油机约有3 0～9 5%的故障是发生在供油系。所以说滤清器虽小，其意义却很大，因此合理选择过滤器精度对保证系统元件的工作可靠性和寿命十分重要。
作为系统的主要过滤器，其过滤精度应能保证系统油液的清洁度要求。燃油系中过滤器一般安装在吸油路和压力油路中，安装在吸油是为了保护对泵的磨损,安装在压力油路是为了保护泵以后的元件，即燃油系中的柱塞偶件。从污染磨损控制的观点出发，过滤器的精度应能保证有效地滤除尺寸接近元件运动副动态油膜厚度的颗粒，因为这一种尺寸的颗粒一但进入运动副的间隙内，将引起零件表面磨损，并使间隙增大，从而使尺寸较大的颗粒进入间隙，引起进一步的磨损。这样继续下去，磨损不断加剧，最后导致元件的失效。下面我们讨论在这两种油路中应安装多大过滤精度的滤清器才能满足燃油系统的要求。
2 合理选择燃油系过滤器精度
作者分别以0～1 0μm和0～4 0μm的污染颗粒对泵作了污染磨损实验，得出泵的流量在不同油液污染度时随工作时间的变化曲线。如下图1和图2：由图知，油液中含有1 0μm以下的污染颗粒，泵的流量变化缓慢，油液中含有4 0μm以下的颗粒时，泵的流量下降非常快，最后导致泵损坏。这说明了泵对10μm以下的污染颗粒敏感度小，而对10μm以上的污染颗粒非常敏感。因此为了保护污染颗粒对泵的磨损，应在泵前安装过滤精度为1 0μm的过滤器，我国对过滤器重视不够，一般粗滤器（吸油路过滤器）过滤精度为40～60μ，这样低的过滤精度，显然不能满足燃油系统的要求。
我们知道，柴油机燃油系统中，为获得相当高的压力，高压油路中的柱塞副、出油阀﹑喷油嘴等零件具有很高的表面光洁度，严格的几何形状和严密的配合关系。燃油系中的柱塞偶件，配合间隙在1～3μ范围内，在压油时，柱塞在燃油很高压力作用下发生膨胀，柱塞套和柱塞之间的间隙增加至4～6μ，在压油行程时，可进入柱塞和柱塞套间隙内的微粒大小对应为6～1 2μ。
在吸油行程时，间隙恢复正常值，超过间隙的所有微粒都能卡住柱塞偶件，从而引起特别强烈的磨损。微粒尺寸超过6～12μ的可以被挤碎成很小的微粒，当这些微粒在柱塞偶件吸油和供油开始时，沉积在进油孔和旁通孔边缘，以及沉积在柱塞端面和斜槽的边缘时，就可能进入柱塞偶件间隙中。但是在燃油泵细滤后的柴油中，含有硬度很高的各种杂质。大家知道金刚石是很硬的，它可以划玻璃，我们拿金刚石的硬度作为1 0，则正品柱塞副的硬度为6～8，柴油中主要无机杂质成分是石英与长石，它的硬度是6～7，（石榴石、锆石、刚玉则更硬些）。这种与柱塞硬度相当甚至更硬的杂质，随着柴油进入柱塞副，就会致使精密零件很快磨损。由上述分析知，如果能去除1μ以上的杂质，那么发动机可得到足够的保护。而小于这一尺寸的污染物不会造成发动机或设备的磨损，将颗粒清除至这一尺寸还能防止发动机淤积的油污。但是目前我们的过滤器精度还达不到此程度，一般最高过滤精度可去除3～5μ以上的杂质。因此通过上述分析，精过滤器应采用3～5μ的过滤器。而我国柴油机上的精过滤器过滤精度一般为5～10μ,可想而知,它是不能有效保护污染颗粒对燃油系中精密偶件的磨损.
研究表明，燃油系中污染颗粒的尺寸分布如下表：由表中可以看出油液中小颗粒尺寸较多，若粗滤器安装4 0μ的过滤器，那么它只能滤除系统中污染颗粒的1 4％左右，这样的话，增加了精滤器的负担。若安装10μ的过滤器，那么它可以滤除系统中60％左右的污染颗粒，可减轻精滤器的负担。因此粗滤器安装过滤精度为10μ的过滤器，不但减轻了精滤器的负担，也保护了污染颗粒对泵的磨损。
通常我们都设法提高元件的耐磨性，而忽视了过滤器在系统中的作用，对它的用途没有足够的认识。过滤器虽小,其作用却很大。若使用不当,不但引起机器磨损,工作效率下降，而且增加维修费用，严重时可使机器停机。我们可以这么说，油液并不算贵，而高的维修费用才是真正的高费用.可见过滤器虽小，其作用却很大。通过上述分析，我们认为，这样的匹配可大大延长元件的使用寿命，减少故障，降低使用成本。
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