空气滤清器性能测试台的设计

李凯（睿能（沈阳）热泵技术有限公司,沈阳110136）

空气滤清器性能测试台的设计

李凯
（睿能（沈阳）热泵技术有限公司,沈阳110136）

摘要：随着内燃机技术的发展，人们对空气滤清器的性能要求越来越高。本次研究介绍了空气滤清器性能测试台的设计原理、组成部分、试验步骤等内容，为空气滤清器产品性能的测试工作提供了重要依据。

关键词：空气滤清器；性能测试台；设计

1引言

内燃机作为一种有效的提供动力的热机，广泛的应用在各个领域中。内燃机在工作过程中要吸入空气与燃油进行混合燃烧，并对外界输出功。空气中含有的杂质会加剧内燃机内部的磨损，缩短内燃机的使用寿命。为了有效的去除空气中的杂质，要在内燃机吸气口处设置一个除尘装置，这个装置就是空气滤清器。

2空气滤清器简介

空气滤清器主要由外壳及滤芯两部分组成。根据滤芯的不同，空气滤清器可分为干式及湿式两种。干式空气滤清器的滤芯材料多为滤纸或无纺布，装用时滤芯不能沾有机油或水。湿式空气滤清器滤芯材料多为海绵状的聚氨酯材料，装用时需在滤芯上加入机油。

3测试设备设计依据及原理

3.1设计依据

为了对空气滤清器产品质量进行测试，本次研究进行了空气滤清器测试台的研究。设计测试台时，应满足表1所示的相关标准。

表1常用空气滤清器性能测试标准

3.2设计原理

空气滤清器测试台就是通过真空泵工作抽气，使经过粉尘供给装置混合喷出的含尘空气流经空气滤清器的过程。在此过程中，采集粉尘供给量、进出口压差等测试数据并进行计算和分析，最后得出结果报告。测试台应具备空气流量和粉尘供给量调节功能，从而满足不同规格型号的空气滤清器试验条件。

4测试台的组成

4.1粉尘供给部分

粉尘供给部分由干燥器、粉尘供给装置及粉尘喷射器组成，必要时还应设置空气调压阀。由于试验用灰一般易吸水，所以应在空气源后端设置干燥器进行除水。粉尘供给装置是按照一定的粉尘供给速率为测试系统供给试验用灰的设备。每次加灰速率与平均加灰速率的偏差不大于5%。粉尘喷射器可以简单的看成是一个三通。当干燥空气通过时会在旁路产生负压将粉尘吸入与空气混合排出。

4.2阻力测量部分

阻力测量部分包括进、出口测压管和差压变送器，用于测量空气滤清器的进气阻力，并为储灰能力试验提供判定条件。判定条件一般为进气阻力达到某一设定值，设定值一般由空滤器生产厂家提供或按相关标准规定执行。

4.3绝对滤清器部分

绝对滤清器用于收集通过被测件的试验粉尘，进行滤清效率计算。为了避免污染后部管路。绝对滤清器分为壳体和滤芯两部分。壳体应分为可打开的两体，以便方便安装和更换绝对滤滤芯。壳体上、下部分应设置成圆锥形或方锥形。滤芯材料一般为玻璃纤维，标准中规定玻璃纤维直径应在（0.76～1.27）μm，最小厚度为12.7mm，最低密度为9.5kg/m³，并要求过滤精度达到99%。

4.4空气流量调节部分

空气流量调节部分主要由调节阀、节流装置、抽气机和测量元器件组成。其主要功能是为测试台提供可调节的空气流量。

5试验过程及步骤

5.1准备工作

首先，按要求调试粉尘供给装置，使其能按要求的粉尘供给速率送粉。其次，称量试验前被测空气滤清器质量并作记录。第三，称量试验前绝对滤清器滤芯质量。第四，安装好绝对滤清器滤芯，并将空气滤清器安装在测试设备上。

5.2进气阻力测试

启动真空泵，调节空气流量调节机构，使空气流量达到被测空气滤清器的额定流量。通过差压变送器采集被测空气滤清器进、出口两端压差并记录。再次调节空气流量调节机构，使空气流量达到被测空气滤清器的额定流量的50%。接下来再次采集被测空气滤清器进、出口两端压差并记录。

5.3滤清效率测试

开启真空泵，向粉尘供给装置中加入所需的试验灰。启动粉尘供给装置，将试验用灰喷入被测空气滤清器。喷入试验用灰达到要求量后停止试验，关闭粉尘供给装置。关闭真空泵。卸下被测空气滤清器，称量试验后质量并作记录。最后，称量试验后绝对滤清器滤芯质量进行滤清效率计算。

绝对滤清器称量法计算公式：

η—滤清效率

D1—绝对滤清器滤芯实验前质量

D2—绝对滤清器滤芯实验前质量

B—加灰量

此外，对于湿式滤清器来说，还应对其进行失油率试验。

6结论

空气滤清器性能测试台是空气滤清器设计单位开发新产品的试验设备，也是空气滤清器生产厂家进行产品检测和发动机生产厂家进行空气滤清器入厂检验的必备设备。本次研究介绍了空气滤清器的组成部分、设计原理、实验过程，为空气滤清器测试台的设计提供了可参考的方法。

参考文献：

[1]刘毅，空气滤清器对内燃机使用寿命的影响及解决方法[J].车用发动机，1999(02):53-55.

[2]许钟麟，空气洁净技术原理[M].北京：科学出版社，2001.

[3]高延奎.浅谈汽车发动机进气系统空气滤清器的设计[J].辽宁交通科技,2005(05):95-96.