燃油滤清器的试验方法与分析

陈海滨

摘 要：燃油系统被称为车辆的“血液中心”，而燃油滤清器是机械燃油系统的基础部分，对燃油系统起着保护作用。本文中，笔者以燃油滤清器作为研究对象，首先对燃油滤清器的工作机理进行阐述，然后结合工作实际，探讨燃油滤清器的匹配设计，为后期类似车辆燃油滤清器的选配提供经验参考。

关键词：燃油共给系统；燃油滤清器；匹配实验

1 引言

国家有关机构公布的数据显示，目前我国汽车用量正以年均15%的增长率增加，汽车用量的增加给国家环保带来了更大的压力，绿色环保出行理念的提出使得更多的企业追求更低的汽车排放量和燃油耗。目前，许多汽车企业已逐步用电控高压共轨喷油系统代替机械调节式喷油系统，随着电控高压共轨喷油系统逐步推进，传统燃油滤清器显然已不能满足现实需要。国五以上发动机中的零部件对燃油质量提出了更高的要求，若燃油有水或其它杂物必然会引起系统整个油路的堵塞，甚至导致喷油嘴被卡死损坏，导致车辆无法行驶。而燃油中的水会促使含铁的金属和铝制压铸部分生锈引起穴蚀，导致喷油嘴失效，此外还会降低润滑性加速喷油嘴和柱塞泵磨损。另外，水和燃油中的硫高温下会反应生成硫酸，对供油系统部件造成腐蚀。因此，对于燃油滤清器的选择必须按照严格的要求，使其能够有效分离燃油中水和其它杂物。

2 燃油滤清器的工作原理

燃油濾油器作为车辆燃油系统的重要组成部分能够对燃油系统起到保护作用，还可以对发动机相关部件的高效率运行起到促进作用。它的基本作用为：可以实现排气泵油的自动化，减少车辆发动机出现故障的概率，对飞轮齿圈起到保护作用，提升喷油器高压油泵运行稳定性。燃油滤油器主要具备泵油排气、预热、燃油滤清以及报警等功能。燃油滤清器组成如图1所示。

燃油由输油泵送入燃油滤清器，通过纸质滤芯清除燃油中的杂质后进入滤油筒内腔，再通过滤清器座上的集油腔通向喷油泵。滤清器座上设有回油接头，内装溢流阀，当燃油滤清器内燃油压力超过0.08MPa时，多余的燃油由回油接头回至燃油箱。应按座上箭头所指方向连接低压燃治管路，不可接错。滤芯底部的密封垫圈装在弹簧座内，弹簧将密封垫圈贴在螺母的底面起密封作用。滤清器座和外壳之间靠拉杆连接，并由橡胶圈密封，滤清器座上端有放气螺塞，用户在使用中可以松开放气螺钉清除燃油滤清器内的空气。

3 某燃油滤清器的匹配设计及试验

3.1 燃油滤清器选型

以某厂生产的发动机（XX）为例，该发动机额定功率为112KW，排量4.752L，该发动机要求滤清器性能参数如表1所示。

收集的资料显示，同样级别的发动机使用的是XX系列的粗滤器，可初步确定本车型使用XX型粗滤器作为匹配滤清器。该滤清器的有关参数见表2。

对比表1和表2中的数据能够得知，初始选择的匹配燃油滤清器的额定流量和压差都小于发动机对于滤清器的参数要求。其中，流量过小和压差不足会造成燃油系统供油问题，影响发动机油轨的轨压，导致车辆运行的欠动力和经济性。为对该型号（XX）粗滤器的参数进行准确计算，对其进行相应的流量和压差进行实验测试，本次实验所采用工装管内径为8mm。流量阻力关系如表3所示。从表3能够得知，当流量为120L/min时压差值小于要求值，故需继续进行的对比试验与整车匹配实验。

本次实验的目的在于对发动机自带燃油滤清器与XX滤清器的流量和压差进行对比，为之后匹配滤清器提供数据支撑。为保证数据可靠性，实验采用同一转速。本次实验所用实验设备主要为压差仪（精度0.001bar），把两个滤清器分别置于系统供油管路，开启发动机对两者的压差进行测量。结果如表4所示。

根据流体力学的理论可知，测试环境一定时滤清器的压差会由于流量的增加而变大，但从表4中可看出，转速从800增加至2600时滤清器的压差基本稳定，未出现较大波动，出现这种情况的原因在于车辆处于空载状态，虽然转速在增加，但实际流量却未明显增加，故压差数值基本不变。此外，从表4中看出，在相同转速下XX型粗滤器的压差要小于发动机自带滤油器的压差，因此我们能够确认XX型粗滤器更优于发动机自带滤油器。本次实验因为未对车辆加载情况进行实验，故需继续进行相应的匹配测试。

3.2 燃油滤清匹配试验

本次实验所采用的发动机的燃油供给系统是BOSCH，依据实际要求该发动机油泵油口压差需为0.5-1.0bar。回油口压差不得大于1.2KP，故继续对进回油口压差进行测试。本次实验首先按照要求对燃油滤清器油路进行布设，开启发动机，测量泵油进出口压差在发动机扭矩点（1400r/min）、怠速点（700r/min）、功率点（2500r/min）的数值。测量过程中为保证数值的可信性，选择的燃油管管径、长度都和主机厂车型相同。测量结果如图2所示。

从图2中我们能够看出，虽然滤清器的流阻较大但相应的油泵进回油口压差是符合实际要求的，故本燃油滤清器是能够实现与发动机的匹配。

4 结论与优化

燃油滤油器作为车辆燃油系统的重要组成部分能够对燃油系统起到保护作用，还可以对发动机相关部件的高效率运行起到促进作用。作者在对燃油滤清器的工作机理进行阐述的基础上，重点探讨了燃油滤清器的匹配设计。国六的实施意味着发动机厂家对燃油滤清器提出了更高的要求，但这也同时意味着可能会导致主机厂产品质量的过剩，生产成本的提升。本文正是在此背景下，对燃油滤清器进行选配设计与试验论证，以达到平衡成本与质量的需求。

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