柴油滤清器对发动机起动性影响分析研究

1 引言

目前电控共轨系统在柴油机上应用越来越普遍，电控共轨系统发动机启动，首先要建立轨压。低压油路中存气直接影响轨压建立时间，进而造成发动机启动时间长、无法启动或者启动后熄火等问题，低压油路存气越多，轨压建立时间越长。低压油路中空气的来源主要分为低压油路负压侧析出的空气、管路密封不严或回油未插入液面以下进入的空气、未正确排气或者柴油滤清器结构导致存气而残留的空气。低压油路中任何一个地方存气或者漏气都会影响轨压建立，影响发动机的启动。但实际低压油路中不可避免的会存在气体，因此合理机构设计及布置尽量减少气体产生以及考虑排气是必不可少的。

柴油滤清器作为低压油路中一个重要组成部分，其不仅起到过滤燃油中的杂质和水的作用

，其匹配、设计以及布置情况也直接影响到低压油路中气体的产生及排出进而影响到发动机的启动性。而且，实际应用中引起启动性问题中很大一部分是与因柴油滤清器相关的。因此，本文主要针对柴油滤清器匹配设计、柴油滤清器排气结构设计以及柴油滤清器布置对发动机启动性的影响进行研究分析。

2 柴油滤清器影响启动性的主要故障模式

2.1 发动机首次启动困难，无法启车

主要表现为停车一段时间或者隔夜后发动机再次启动，出现启动时间长或者无法启动的情况

。

2.2 发动机行驶过程中出现熄火，连续启车不成功

主要表现为发动机行驶过程中、加减速时或者怠速等待时出现熄火故障，再次启车不成功

。

当今社会的科学技术发展迅速，我们要充分利用先进的科学技术，从实现最大限度防灾减灾的目的出发，建立合理的避险系统，在地质灾害发生时，及时的响应，科学高效的进行应急处理，力求将灾害程度降到最小。

3 柴油滤清器影响启动性的主要因素

3.1 柴油滤清器未设计排气结构

4.1.2 柴油精滤器排气结构设计

柴油滤清器匹配过大会导致柴油滤清器内部积攒大量的气体不易被排出，最终导致大段气柱被带入油泵，使得轨压不足而停机。例如某6L发动机启动过程中出现轨压建立慢难启动问题，启动时间在6s左右(标准要求3s以内启动成功)且起动后运行10s左右，轨压变小熄火。起动前水寒宝入口进油管中有一大段气体约(40-50)cm见图4所示；经排查该发动机匹配油泵的输油泵流量是160L/h，而其却匹配了一个额定流量为450L/h的柴油滤清器；过大的柴油滤清器内部积攒气体较多，导致排气困难，进而出现轨压建立慢发动机难启动的问题。

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3.2 柴油滤清器匹配过大

另外，现在人们对生活品质提高，对柴油滤清器要求也越来越高，除了要求其具备基本的过滤功能外，还要考虑维护保养方便、维护成本低、集成模块化设计以及外观设计优美等要求。促使倒置可拆式柴油滤清器见图1所示，应用越来越普遍。倒置可拆式柴油滤清器不仅维护保养方便、维护只更换纸芯维护成本低,而且集成模块化设计外观优美；但相较于传统的旋装式柴油滤清器见图2所示，其顶部更容易存气且较难排出，如不考虑设计排气结构,使用过程中将更容易出现车辆难启动或者熄火问题。例如，某9L发动机采用的倒置可拆式燃油精滤器，未设计排气结构,市场反馈发动机停机后再次启动需要10s左右，启动时间过长见图3所示。经过现场排查发现发动机正常运行一段时间后停车，打开精滤盖子检查发现燃油液位较低，未充满滤筒，存在大量的气体；临时改装增加排气结构后，经过验证启动时间均在2s以内；判定为无排气结构设计导致启动困难。

3.3 柴油滤清器布置位置不合理

输油泵对低压油路系统进行排气和充油，前提是保证输油泵的齿轮能浸泡到燃油中。因此如果输油泵前滤清布置低于输油泵入口高度，当发动机停机后输油泵中的燃油就会出现倒流的现象，导致输油泵及其入口管路里全是气体，从而使得发动机下次启动时启动困难或者无法启动。

另外布置在输油泵前的柴油滤清器因为其在负压侧，溶解在燃油中的气体更容易析出；所以负压侧的柴油滤清器无论是普通旋装式还是倒置可拆式，无排气结构均会容易聚集大量气体最终导致发动机启动困难、无法启动等问题。

4 解决方案及对策

4.1 柴油滤清器设计合理的排气结构

让人印象深刻的是，现场墙面上有八个蓝色黑体大字——“坚韧不拔，精益求精”，以及用红色渲染的“没有任何借口！”。或许，“精密达”这三字所包含的深层含义，就是精密制造、精益求精。

4.1.1 柴油粗滤器排气结构设计

柴油粗滤器主要过滤10μm级的杂质及水,大部分机型都布置在输油泵前即负压侧；而处在负压的环境中柴油更容易析出气体。为有效排除柴油中析出的空气，柴油粗滤器需要设计排气结构。因柴油粗滤清器对精度要求相对不是太高，所以目前比较普遍的排气结构设计采用的都是直接在滤芯上直接打小孔的方式如图5所示。其主要原理是通过在在滤芯上设计排气小孔，将脏侧的空气打碎成小气泡排到干净侧，避免空气聚集形成大气泡导致油泵吸不上油或者吸入大段的空气影响发动机的启动性。

随着发动机排放不断升级，为保证性能排放满足要求，对燃油系统关键零部件喷油器、喷油器可靠性要求也越来越高

。为保证喷油泵、喷油器工作可靠性，对柴油滤清器的过滤效率要求也越来越高

。过滤效率越高滤纸的透气性就越差，导致气体很难穿过滤纸，都聚集在滤纸外侧；气体不断聚集随着其压力的不断增大，导致燃油液面不断降低，液面降低到一定程度后，油泵吸不上油或者在压力的作用下大股的气体直接穿过滤纸使得油泵吸入长段的气柱从而导致发动机熄火。

柴油精滤主要是过滤4μm等级的杂质，大部分发动机都布置在输油泵后(正压侧)；但针对部分匹配负压泵的发动机，精滤则布置在输油泵前(负压侧)。

对于柴油精滤器排气结构，其排气孔或放气阀小孔孔径设计非常关键。该小孔孔径的设置过小会影响排气效果且容易出现堵塞；设计过大又会导致大量的燃油会经该小孔流回油箱，导致发动机动力不足甚至启动困难、无法启动。不同孔径对应的柴油泄漏量见图8所示；综合实际应用匹配测试结果，建议排气孔孔径设计不应超过Ф0.5mm。

对于布置在输油泵后正压侧的倒置式柴油精滤清器，其顶部容易聚集气体且很难排出，故需要设计专门的排气结构。而对于柴油精滤由于其过滤精度较高，不能再使用类似粗滤的直接打孔将脏侧与干净侧连通的排气结构；为保证排气效果又不降低过滤精度，需要设计专门的排气通道。常用结构形式主要有两种：一种是在柴油精滤上增加放气阀外接油管进行排气见图6所示；另外一种是柴油滤清器内部设计排气通道实现自动排气见图7所示。

柴油滤清器按照结构形式主要分为可拆式、旋装式，按照过滤精度分为柴油粗滤器、柴油精滤器；针对不同形式的柴油滤清器应合理设计排气结构，避免气体聚集无法排出导致发动机难启动或者出现熄火的情况。设计原则主要：1、便于气体排出，排气效果良好；2、不会影响柴油滤清器的过滤效率；3、不会出现因排气部分的柴油泄漏量过大而导致油泵供油不足的问题。

他还倡导青年走与工农相结合的成长道路，广大青年应当投身于工农运动之中，坚持理论与实践的统一；我国的农村也需要广大青年的建设，要改变落后的农村状况，需要青年知识分子的知识与技术引领。他说：“青年常在都市中混的，都成了鬼蜮；农村中绝不见知识阶级的足迹，也就成了地狱。”[2]650而且，李大钊还高度重视培养青年的健全人格，认为青年要在社会变革中发挥出自己的积极作用，必须树立起正确的人生价值观来指引自己的未来发展道路。

对于旋装结构的燃油精滤器，匹配应用在负压泵时。因其布置在负压侧和柴油粗滤器相同也需要增加排气结构。该结构的柴油精滤器排气结构主要有：毛毡结构、导流管结构。毛毡排气结构见图9所示，主要是在在滤芯顶部增加毛毡实现柴油滤清器脏侧排气，脏侧燃油通过毛毡进入干净侧，由于毛毡透气好且有一定的过滤作用，因此即起到了排气的作用又避免直接打孔脏侧柴油进入干净侧影响过滤效率

。

导流管结构见图10所示，主要是在新发动机柴油滤清器保养滤清器中没有油或者油箱中油很少的情况下，柴油滤清器内部会聚集大量的气体使的油液液面比较低，如果没有导流管可能会出现油泵吸不上油导致发动机难启动或者熄火的情况；因此增加导流管可以解决燃油液位较低时发动机启动性问题。

系统对江阴地区的河流、圩区、水闸、水厂、应急水源地等进行了建模，对监测到的数据或设定的情景（时间范围和目标水位数据）提交后台模型，通过仿真、优化模拟分析计算，生成排水、引水调度方案，并在界面上显示水位变化、水流流向和泵站运行方案等模拟结果，编辑形成调度指令，经密码认证后进行闸泵自动控制，同时自动统计生成调水情况统计表。

我好像在黑暗中摸索。我该怎么备课？如何贯彻大纲？英语课到底学什么？每一节课学生能有什么收获？这种想法是“传道、授业、解惑”的传统教学理念的禁锢？ (2010年4月1日)

4.2 柴油滤清器大小匹配适当

柴油滤清器流量大小匹配的原则是额定流量下原始阻力不超过10kPa，同时体积不能过大避免出现匹配过大导致排气困难的问题；总的来说就是应该根据匹配油泵的输油泵流量进行选择，推荐柴油滤清器流量大小为输油泵流量的1.1倍。

4.3 柴油滤清器布置合适

柴油滤清器在发动机或者整车上的布置原则是：输油泵前的柴油滤清器应高置(出油口位置高于输油泵入口位置)，使得停机后输油泵中的燃油不会倒流保证输油泵浸在燃油中，发动机启动时能快速建立轨压并启动。但如果受整机布置结构限制，输油泵前柴油滤清器出油口位置布置高度低于输油泵进油口，为防止停机后输油泵内燃油倒流，应该在相应柴油滤清器出油口增加止回阀(单向阀)见图11所示。

5 总结

柴油滤清器的结构设计、流量匹配以及其在发动机上的布置情况对于发动机的启动性均有重要影响。柴油滤清器设计时需要考虑设计合适的排气结构，避免气体聚集导致发动机出现难启动问题；发动机布置设计时柴油滤清器的额定流量推荐按照输油泵流量的1.1倍进行选择匹配；同时输油泵前柴油滤清器的布置位置应尽量高置，确实受限的话则必须在柴油滤清器出口位置增加止回阀避免停机后燃油倒流，导致下一次启动时出现难启动或无法启动问题。

本文根据实际设计及匹配经验总结了柴油滤清器影响发动机启动性的主要因素及对应的解决方案和对策，对于后期相关启动性问题排查及柴油滤清器匹配设计具有重要指导意义。

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