1、 /、 发动栅空号滤清器的应I羽IB.}IX<及> 趔瓶艾X果分析l 杜丹丰.马 岩 (东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040) 摘要:空气滤清器是汽车发动机的重要部件,主要作用是保证进入气缸的空气质量,空气质量直接影响发动机的可靠性 和使用寿命。通过介绍空气滤清器的发展动态和国内外的研究进展,并从滤料选择方面阐述发动机空气滤清器的应用现状。 同时分析空气滤清器的过滤效率,给出计算方法。可为评定空气滤清器的过滤效果提供参考。 关键词:汽车;空气滤清器;现状;过滤效果 中图分类号:U263.4 文
2、献标识码:A 文章编号:1002-4786(2010)05-0221_03 DOI:10.38696.1002-4786.2010.05.074 Application Actuality and Filtering Effect of ● Engine Air Filter DU Dan—feng,MA Yan (Northeast Forestry University,Harbin 150040,China) Abstract:Air
3、filter is one of important assemblies in automotive engine,which is a major role to ensure the quality of the intake air entering the cylinder.Its quality has a direct effect on relia— bility and service life
4、of the engine.It introduces the application actuality and study of air filter at home and abroad.and encounts application actualitv of automobile air filter from the aspects on choosing filter media.At the same time,it also analyzes
5、the filtering effect of the filter,gives cal- culation method of filtering effect,and has reference value for evaluating the filtering effect of the filter. Key words:automobile;air filter;actuality;filtration performance 0 引言 能已达到十分完善的地步。近年来由于环境保护对
6、 空气滤清器是发动机的重要部件,主要作用是 过滤空气中的尘沙,保证进入气缸的空气质量,使 发动机有更长的使用寿命,并具有一定的消声作 车用发动机提出的新要求,恒温控制空气滤清器、 电子增氧空气滤清器、消声空气滤清器应运而生【”。 体现了当前车用空气滤清器发展的一种新趋势。 用。过滤空气的质量优劣,直接决定着进入气缸内 1 空气滤清器的发展动态 空气的清洁度,影响发动机的可靠性和使用寿命。 空气滤清器的质量是国家规定的内燃机质量强制检 验项目之一。 汽车发动机的不断改进和车辆使用环境的极大 差异,促使对各种滤清器的结构、滤料及其组合的 研究蓬勃开展,
7、使现代车用空气滤清器的结构和性 空气过滤器是过滤空气中悬浮粒子的设备。它 的原型是人们为保护呼吸而使用的呼吸保护器具。 其迅速发展是与军事工业和电子工业的发展密切相 关的。 在第一次世界大战期间,由于各种化学毒素的 使用,以石棉纤维过滤纸作为滤烟层的军用防毒面 万方数据 洳tNSPORT STANDARDIZATION.I。HALF OF May,2010(No.220满 边滤效 呆铝町 1_一 具应运而生。在第二次世界大战中,随着原子能1二 业的发展.为了除去放射性微粒而研制了现在的滤 纸空气滤
8、清器121。美国于1942年成立了专门的过滤 纸开发组。开发出木纤维、石棉、棉花的混合纤维 滤料,其过滤效率达到了99.96%,即为现在的 HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter)过滤器 的雏型。随后又开发了玻璃纤维混合滤纸。并在 原子能技术方面得到应用。最终确定该滤料针对 0.31xm粒子(DOP)有99.97%以上的捕集效率,并命 名为HEPA过滤器。当时制成滤料的材料是纤维素, 但该材料存在耐火性、吸湿性等方面的问题。其间 也曾用过石棉材料作为过滤材料.石棉纤维很细。 直径在0.1¨m~l“m之间,后来由于研究者认为石棉
9、 纤维有致癌的作用。已较少用它作为进气过滤的滤 纸原料。所以现在的空气滤清器的滤料以玻璃纤维 为主流13I。 20世纪50年代巾期,美国对玻璃纤维滤纸的生 产T艺进行了深入的研究.使空气过滤器得到了改 善和发展。由于来源广泛的玻璃纤维滤纸和超细玻 璃纤维的出现。才使高效率的滤纸过滤器推向普及 阶级.同时也促进了空气洁净技术的发展I叭。60年 代,高效空气过滤器(HEPA)在美国成为商品出 研究。 发动机用空气滤清器性能的好坏,首先与它所 采用的滤料有关.同时也与滤清器本身的结构及滤 芯的/JU T质量有关。对滤清器滤料的要求首先是透 气
10、性好.以保证滤芯的流动阻力小.其次是孔隙度 适当。以保证有足够的过滤效率和过滤细度。这两 项要求是相互矛盾的.滤芯就是这一对矛盾的统一 体.可以采用不同的滤料以满足不同要求的空气滤 清器的需要。 发动机空气滤清器用得最广泛的滤料是树脂处 理的微孔滤纸。滤纸的纸浆经过丝光化处理,纤维 卷曲柔软.使制成的滤纸多孑L而疏松。现代造纸技 术还可采HJ皮革纤维、植物单纤维、合成化学纤维 等多种原料选配。与木浆一起町得到任意的孔径分 布和所要求的技术条件。此外,滤纸经过树脂处 理.不但增强了滤纸本身的机械强度。也提高了滤 纸的抗水性。因此。微孔滤纸成为发动机用空滤器 最口r靠和最
11、广泛的滤材。当今世界上生产空气滤纸 的主要厂家有美国HOLLINGSWORTH&VOSE公 司、MANN+HUMMEL公司和意大利BOSSO公司等。 表l列出典型空气滤纸的技术水平,可以说当前这 三家公司的空气滤纸产晶代表着世界先进水平【11。 售,这是洁净技术发展史上的一座里程碑;70年 表l 典型空气滤纸的技术水平 代.采用微细玻璃纤维过滤纸作为过滤介质的 美国H&V. 德围 意大利 巾国K一100. HEPA过滤器,对0.3斗m粒径的粒子过滤效率已高 达99.9998%。80年代以来。随着电子工业特别是 超大规模集成电路的发展.以及新
12、的测试方法的出 现、对过滤性能要求的提高和对洁净使用评价的提 高,又产生了性能更高的UI.PA过滤器f2】。日本忍足 公司及用途 莺鼍(g/ms) 厚度(mm) 耐破度(kPa) 用于重犁负 荷发动机 125 O.45 157 MANN. Hj丁风冷 发动机 140 O.55 343 BOSSO.用 于桑塔纳 150 0.46 177 I:海大众. 用于桑塔纳 140 O.50 180 研究所开发了针对0.1¨m粒子的超空气滤清器,其 过滤效率达到了99.9995%以上。美国IEST(Institu
13、te 透气度(I_/m2・min) 最大孔径(“m) 平均孔径(ttm) 600 70 17 700 70 17 2 260 104 35 2 200 97 3l of Environment Science and Technology)把该过滤器 命名为ULPA过滤器(Ultra Low Penetration Air fil. 无纺布以化学纤维为主要原料。纤维特性、纤 ter)。与IEPA过滤器相比,ULPA过滤器的滤料结 构更紧凑、过滤效率更高H1。美、日等国前几年又 开发出用于生产64MD级别以上半导体
14、元件的效率 达99.999999%(0.121xm~0.171山m)以上的超空气滤清 器,国内企业在此方面差距还很大[51。 维度和纤维长度可以任意选择。设计时可以加厚, 也可以设计成低阻力的薄片,并且具有耐久性。但 是.纤维原料难以精制,孔径设计比较困难,因此 孑L径小的薄片材料往往存在问题。 纤维滤芯是近年来开发的一种新滤料.属于深 2 发动机空气滤清器的应用现状 度式滤清。它的开发首先是由于它有良好的吸声效 在发动机用空气滤清器研究方面,国内外科技 人员已做过很多的工作。包括理论和实验两方面。 主要从空气滤清器的滤材选择方面对其进行相关的 果,
15、能吸收增压发动机、压气机产生的高频噪声。 俄罗斯将它用于jIM32236和flM32238发动机的主滤 芯上。获得了良好的效果。我国长春汽车研究所将 [TRANSPORT STANDARDIZATION.1 HALF OF May,2010(No.220)麓 万方数据 纤维滤芯用于CAl41汽车上,经多方面的试验研究 和多年的配套使用证明:纤维滤芯具有滤清效率 高、使用中阻力增长缓慢、储灰能力强(比纸质滤 芯储灰量高出一倍)、不怕油烟堵塞并且可以清洗 等优点。试验研究结果也表明:用作两级滤清器的 主
16、滤芯,纤维滤芯仍能保持上述优点。当前,为了 满足环保的要求。我国的车用柴油机将向增压柴油 机发展.届时纤维滤芯将是消声滤清器的良好吸声 材料。 近年来,国外出现了一种复合形式的发动机空 气过滤材料。其在一层滤纸或无纺布的背面贴附一 层绒毛状的纤维体.据称可以大大提高滤芯的使用 寿命。为了探索这种新材料的特性,我国学者选用 后空气含尘质量浓度之差与过滤器前后空气含尘质 量浓度之比的百分数。不同形式空气过滤器的过滤 效率变化范围很大。因此过滤效率的检查往往采用 不同颗粒大小的试验尘和检测方法。对效率低的粗 效过滤器,可采用人工尘或模拟大气中的粉
17、尘,而 对效率高的空气过滤器。则采用平均尘粒粒径 为0.3“m的人工试验尘和相应的检验方法,如:钠 焰法、油雾法、邻苯二甲酸二辛酯法等112l。显然, 对同一种过滤器。不同的试验尘和检测方法的结果 是不同的,相互之间没有可比性。因此。空气过滤 器所标明的过滤效率是指对某种特定的试验尘和检 测方法所测得的结果。这一点与袋式除尘器效率是 不同的。空气过滤器的过滤效率常用下式表达: 四种常用的空气滤纸和一种很松软的非织造布与滤 纸贴合构成复合材料,分别进行储灰能力的测定, 叼=Cl--C2X100%=f 1一旦1x100% \ (1) 其结果见表2。
18、 不同级别的过滤器串联使用时,总过滤效率可 表2 滤纸和负荷材料储灰能力的比较 按下式计算: 滤纸式样编号 ll 11复合 13 13复合 15 15复合 定量 (g,m2) 137 — 126 — 149 一 透气度 (cm3/cm2・s) 45 40 33 33 45 45 最大孔径 (‘Lm) 65 — 85 — 54 — 储灰能力 (g/m2) 2ll 482 154 395 144 393 r/o=l-(1-r/1)(1-r/2)…(1-r/。
19、 (2) 式中:叼o、叼.广一过滤效率,总过滤效率,%; 刀l、’72、…、'7,l_第1、2、…、n级过滤器 的效率。 当含尘质量浓度以“mg/ma”计时。其效率称为 计重效率;当以其一粒径范围内的颗粒浓度“粒几” 计时.称为粒径分组计数效率。 Ild 17 17复合 166 — 20 20 45 — 118 192 4 结论 综上所述。车用空气滤清器是保证进入发动机 从表2可以看出。复合材料与单层滤纸相比, 在透气度和最大孑L径数值上几乎相等。但前者的储 灰能力却有大幅度的提高。 以上所做的理论和实验方
20、面的研究都有待于进 一步拓展,其中涉及两者结合,例如文献【6】所提 及的结构和优化方法就是一个有研究价值的方向。 可通过进一步优化.寻求保证一定效率条件下的经 济运行最优化的结构参数。此外,空气滤清器的研 究还涉及许多方面的内容。文献【7~ll】则对过滤器 的测试条件和检测方法。相关的各种标准,影响过 滤器寿命的因素.其安装对洁净度的影响以及经济 运行等相关问题都有所涉及。 气缸空气高洁净度的主要部件,因此要求滤清器滤 料透气性好、孔隙度适当,但这两项要求又相互矛 盾.一般采用不同的滤料以满足不同要求的空气滤 清器的需要。为保证过滤效果,不管采用何种滤 料。未来车用
21、发动机空气滤芯的发展都将向着低 耗、低成本、进气量大、储灰能力高、抗水性能好 和高过滤精度的方向发展。 参考文献 [1】吴一敏.车用空气滤清器的现状及其发展趋势 [J】.汽车研究与开发,1999,(4):42—51. 【2】刘来红,王世宏.空气过滤器的发展及应用【J】. 过滤与分离,2000,10(4):8-9. 3 过滤效果分析 【3】郭建芬,徐小浩,张凯.0.1微米ULPA过滤器和 一般多用过滤效率评价发动机用空气滤清器的 过滤效果,过滤效率定义为在额定风量下过滤器前 低阻HEPA过滤器的开发【J】.洁净与空调技术,2001 (1):16-20.
22、 嫠rRANs}’oR,r STANDARDIZATION。l HALF OF May,2010(No.220)霭 万方数据 CI/ CI 。 C,、c厂过滤前、后空气的含尘质量; 京石高速公路 预防性养护措施探讨 赵治国 (河北冀星高速公路有限公司,河北石家庄050031) 摘要:通过对预防性养护的概念、常见的养护方法进行介绍,并结合京石高速公路实际。对微袁处施工进行说明.对于 预防性养护观念的深入和相关技术的推广,具有积极的意义。 关键词:京石高速公路:预防性养护:微
23、表处 中图分类号:U412.366 文献标识码:B 文章编号:1002--4786(2010)05—0224—03 IN)I:10.3869/j.1002-4786.2010.05.040 Beijing—Shijiazhuang Expressway Maintenance Measures Preventive ZHAO Zhi—。gno (Hebei Jixing Expressway Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050031,China) Abstract:The
24、concept of preventive maintenance and the common preventive maintenance method are introduced.Meanwhile Beijing——Shijiazhuang Expressway is combined to elaborate micro surfacing construction.It is significant to the popularization of
25、preventive maintenance ideology and related tech.. nique. Key words:Beijing。_Shijiazhuang Expressway;preventive maintenance;micro surfacing 预防性养护与一定的公路发展水平与发展阶段 相适应。20世纪90年代后期,随着高速公路的快速 发展及高速公路里程的不断增多,发展高水平的养 护技术已逐步成为养护工作中的重点。进A21世纪 ÷}{‘}{。}{‘H‘H‘H’H・}{・}{・}{・H‘H・
26、H・}{・H・H・}{・}{・}{・H・H・H・}{・H・}{・H・}{・H-H・}{・}{・H・H・}{・}{・H・}{・}{・H・H・}{・H・H・}{.} [4】许钟麟.空气洁净技术原理【M】.北京:中国建 筑T业出版社.1998. 【5】逢增志.净化空调用过滤器[J].医药工程设计, aration,1996,33(2):155-160. [9]GB 12218—89,一般通风用空气过滤器性能试 验方法『S1. 1998,(1):34—43. 【10l GB 6165—85,高效空气过滤器性能试验方法 【6】林忠平,范存养.折褶形无隔板
27、亚高效空气过 滤器的优化设计【J】.洁净与空调技术,1998,(2): 6-10. 透过率和阻力fSl. 【1 1】温鸿滨.高效过滤器安装及洁净室面积对洁净 度的影Ul;l[J].洁净与空调技术,2000,(3):38—39. 【7】Richard D Rivers.Air Filter Performance Under 【12】刘俊杰,王志强.高效率空气滤清器过滤性能 Variable Air Volume Conditions[J].ASHRAE Trans, 2000,106(2):131—144. 测试分析研究【J】.流体机械,2007,35
28、7):ll—14. 作者简介:杜丹丰,男,东北林业大学教师,博士研究生, 【8】J Gustavsson.New Developments in Air Filter 主要研究方向为汽车运用。 Test Methods and [蚴SPORT STANDARDIZATION.1 HALF OF 万方数据 收稿日期:2009-|D7一13 May,20m(No.—220—):巍 Classification[J].Filtration and Sep. 发动机空气滤清器的应用现状及过滤效果分析 作者: 作者单位:
29、刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 杜丹丰, 马岩 东北林业大学,黑龙江,哈尔滨,150040 交通标准化 TRANSPORT STANDARDIZATION 2010,""(9) 0次 参考文献(12条) 1.吴一敏.车用空气滤清器的现状及其发展趋势[J].汽车研究与开发,1999,(4):42-51. 2.刘来红,王世宏.空气过滤器的发展及应用[J].过滤与分离,2000,10(4):8-9. 3.郭建芬,徐小浩,张凯.0.1微米ULPA过滤器和低阻HEPA过滤器的开发[J].洁净与空调技术,2001(1):16-20.
30、 4.许钟麟.空气洁净技术原理[M].北京:中国建筑工业出版社,1998. 5.逢增志.净化空调用过滤器[J].医药工程设计,1998,(1):34-43. 6.林忠平,范存养.折褶形无隔板亚高效空气过滤器的优化设计[J].洁净与空调技术,1998,(2):6-10. 7.Richard D Rivers.Air Filter Performance Under Variable Air Volume Conditions[J].ASHRAE Trans,2000,106(2):131-144. 8.J Gustavsson.New Developments i
31、n Air Filter Test Methods and Classification[J].Filtration and Separation,1996,33(2):155-160. 9.GB 12218-89,一般通风用空气过滤器性能试验方法[S]. 10.GB 6165-85,高效空气过滤器性能试验方法透过率和阻力[S]. 11.温鸿滨.高效过滤器安装及洁净室面积对洁净度的影响[J].洁净与空调技术,2000,(3):38-39. 12.刘俊杰,王志强.高效率空气滤清器过滤性能测试分析研究[J].流体机械,2007,35(7):11-14. 相似
32、文献(10条) 1.期刊论文 朱廉洁.季振林.ZHU Lian-jie.JI Zhen-lin 汽车空气滤清器声学性能数值计算及分析 -噪声与振动控 制2007,27(2) 发动机进气系统设计除了满足进气和空气滤清要求外,通常还要求能够有效地降低进气噪声.设计消声效果良好的空气滤清器是控制发动机进气噪声 的有效措施之一.由于一维平面波理论只适于低频分析,为了扩大分析的频率范围,采用了三维有限元数值方法分析空气滤清器的声学特性.同时,空气滤清 器中的滤纸大多是纤维材料,可以作为吸声材料来处理,所以在考虑滤纸的情况下分析空气滤清器的消声性能,其中以纤维吸声材料的经验公式来模拟滤纸 的声
33、学特性.通过比较不带滤纸和带有滤纸的空气滤清器的声学性能结果表明,滤纸的考虑与否对空滤器的中高频消声性能有很大影响. 2.期刊论文 肖伟民.刘磊.李磊.张斌.李孝宽.户文成.方向明.李孝平.Xiao Weimin.Liu Lei.Li Lei.Zhang Bin. Li Xiankuan.Hu Wencheng.Fang Xiangming.Li Xiaoping 汽车空气滤清器声学性能设计的预测研究 -汽车技术 2009,""(12) 针对某型轿车发动机进气系统的空气滤清器,建立了声学三维有限元流体预测模型,采用先测量滤纸声学参数,再与滤清器空腔关联计算的分析方法 ,计算分析了其声
34、学消声效果.与实测结果比较表明,此种模型和分析方法具有较好的预测准确性.此外,分析也发现滤纸等因素对滤清器的消声效果也具有 不同程度的影响. 3.期刊论文 王震兴.田华.葛安林.WANG Zhen-xing.TIAN Hua.GE An-lin 汽车空气滤清器前进气管的雨水分离率计 算分析 -吉林大学学报(工学版)2005,35(2) 对某国产新型载货汽车的空气滤清器前进气管进行了流场几何建模,并利用流体分析软件Star-CD对两相流场进行了数值计算,最终得到了在特定行驶 工况下前进气管的雨水分离率为85.81%.同时针对不同的隔栅角度进行了计算,分析了隔栅角度对雨水分离率的影响.结
35、果表明隔栅角取25°~32°为宜. 4.会议论文 林进修.冯超 纸质空气滤清器在CQ261汽车上的应用 1997 该文通过汽车道路试验和发动机台架试验发现,由于CQ260汽车空气滤清器的位置布置不当,使得发动机的进气温度升高,对动机的功率、油 耗产生了不良的影响。通过滤清器台架试验,详细说明了CQ260汽车采用油浴式空气滤清器存在的问题;根据国产微孔滤纸在性能指标上和国外同 类滤纸尚存在一定差距,建议不要照搬国外的参数设计滤芯,应根据试验数据合理选择滤芯设计参数;参照对多种旋流管的结构分析和试验研究的结果 ,研制了CQ261汽车的多旋流管第一级空气滤清器,经一系列的试验研究使CQ26
36、0汽车滤清器得到合理换型。 5.期刊论文 王立伟.宋丽娟 汽车用蓄电池及空气滤清器使用与保养 -一重技术2002,""(2) 介绍蓄电池及空气滤清器的作用及其使用、保养和更换的注意事项. 6.会议论文 仲平.仲文静 空气滤清器失效因素浅谈 2003 指出了引发空气滤清器机械失效、过滤失效、堵塞失效三种失效的原因,并进一步展开讨论. 7.期刊论文 李春荣.LI Chun-rong 浅谈汽车进气系统的设计布置 -内燃机2009,""(2) 分别论述了汽车原始进气口、空气滤清器、进气管路的布置与安装要求及空气滤清器的选型.发动机出现的早期磨损、烟大、油耗高、无力等故障与
37、 汽车进气系统设计布置、安装不合理有关,为了使汽车进气系统布置得更合理,发动机生产企业与汽车生产企业在新车型开发时应进行联合开发,并且在样 车装配完成后要进行联合评审确认,对既有车型的进气系统应进行联合改进. 8.会议论文 张兴礼 6110型柴油机三滤的设计 1997 文章介绍了机油滤清器、燃油滤清器、空气滤清器的设计思想和方案的选择,并详细介绍了各滤清器的具体结构和维修保养注意事项。 9.期刊论文 晓青 汽车空气滤清器的使用与维护 -汽车维修2009,""(5) 空气中悬浮的尘埃颗粒主要成分是SO<,2>,它是一种比金属更硬的物质,如果进入到精密的发动机内部,对气缸、活塞、活塞环等都会有损坏. 10.会议论文 吴广全.黄实 南疆沙漠环境及沙模车在用空滤器状况的调研与分析 1994 本文链接: 授权使用:广汽汽研院(gqyjy),授权号:27965df8-fbd0-4be8-9e7c-9dea0098e136 下载时间:2010年9月7日






