關(guān)于空氣過(guò)濾器濾清器適宜濾清效率的

1. 適宜空氣過(guò)濾器濾清效率的概念

目前，各國空氣過(guò)濾器濾清器的濾清效率是指單位時(shí)間內被空氣濾清器濾除的塵土量與隨空氣進(jìn)入空氣濾清器的塵土量的比值的百分數。這種傳統的概念是用重量法來(lái)衡量濾清效率的。實(shí)質(zhì)上，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機的顆粒大小與數量直接影響發(fā)動(dòng)機的使用壽命。小顆粒的塵粒進(jìn)入發(fā)動(dòng)機是不會(huì )造成發(fā)動(dòng)機損壞的，只有塵粒達到一定尺寸時(shí)，才會(huì )造成發(fā)動(dòng)機損壞。因此，須改變原來(lái)傳統的濾清效率概念，而引用一個(gè)新的概念，即適宜濾清效率。所謂適宜濾清效率就是保證發(fā)動(dòng)機可靠工作的zui低濾清效率。適宜濾清效率采用被空氣濾清器濾除的塵粒直徑大小和數量與隨空氣進(jìn)入空氣濾清器的塵粒直徑大小和數量之比。

適宜濾清效率把空氣濾清器的濾清能力與對發(fā)動(dòng)機的保護程度統一起來(lái)?？諝鉃V清器就可以專(zhuān)門(mén)控制影響發(fā)動(dòng)機使用壽命的大塵粒，對小的塵粒不予濾清。這樣，對降低空氣濾清器的進(jìn)氣阻力，減小體積，降低成本都大有好處。

2. 發(fā)動(dòng)機對空氣過(guò)濾器濾清器的要求

為了充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機的潛力，發(fā)動(dòng)機對空氣濾清器提出了許多要求，包括進(jìn)氣阻力、濾清效率、使用壽命、維修保養、尺寸、重量和成本等。

一種空氣濾清器不管應用如何，都難免一系列彼此的折衷和讓步，但核心是濾清效率。發(fā)動(dòng)機往往對空氣濾清器提出過(guò)高的要求，濾清器難以達到。根據適宜濾清效率的概念，現在工業(yè)界當務(wù)之急是確定出不同的發(fā)動(dòng)機對空氣濾清器(http://www.klcfilter。。ｃｏｍ )適宜濾清器效率值的要求，即到底多大粉塵顆粒和數量能對發(fā)動(dòng)機可靠保護。

3. 內燃機的磨損和微粒

內燃機的磨損是個(gè)很復雜的問(wèn)題。內燃機進(jìn)氣系統、潤滑系統和燃料系統分別裝有空氣濾清器、機油濾清器和燃油濾清器?？諝鉃V清器未濾除的各種塵粒和燃燒生成物主要促使氣環(huán)和氣缸上部的磨損。機油濾清器未濾除的金屬屑、通過(guò)曲軸箱通風(fēng)口進(jìn)入的大量空氣中的塵粒和從燃燒室進(jìn)入油底殼的雜物等，則主要是促使油環(huán)和氣缸下部的磨損。

各國對內燃機的磨損作了大量的科學(xué)。

3.1俄羅斯

俄羅斯和前蘇聯(lián)軍方和工業(yè)部門(mén)的表明，灰塵顆粒的尺寸大小對發(fā)動(dòng)機氣缸的磨損有重要影響。當塵粒尺寸從3～5μm增加到15～30μm，活塞環(huán)磨損增加1～3倍；塵粒尺寸過(guò)40μm，活塞環(huán)磨損反而下降，這主要是活塞環(huán)和氣缸之間的間隙決定的，粒子尺寸過(guò)大，進(jìn)不了間隙，就造不成磨損。

按前蘇聯(lián)國家標準гOCT8002“內燃機空氣濾清器試驗方法”規定的石英粉，將粒子分組，對內燃機氣缸與活塞環(huán)的磨損關(guān)系。粉塵粒子分成6個(gè)組別：0～4μm、4～7μm、7～10μm、10～20μm、20～40μm、40～63μm，對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行磨損試驗，每個(gè)試驗的試驗條件相同，發(fā)動(dòng)機工況固定。試驗結果見(jiàn)圖1。

圖1 不同尺寸的石英粒子引起發(fā)動(dòng)機氣缸套的徑向磨損率

1—0～4μm、2—4～7μm、3—7～10μm、4—10～20μm、5—20～40μm、6—40～63μm

圖1中，磨損率φ為氣缸的磨損值除以加入氣缸的粉塵量。

從圖1中可以看出，曲線(xiàn)1、2的氣缸磨損量較小，是因為7μm以下粒子尺寸??；曲線(xiàn)6的氣缸磨損量zui小，是因為過(guò)40μm的粒子進(jìn)不到氣缸與活塞環(huán)之間。曲線(xiàn)3、4、5的粉塵粒子尺寸7～40μm，對氣缸磨損zui嚴重。

俄羅斯收集了世界各主要國家的道路粉塵和教練場(chǎng)的粉塵，對粉塵的成份和粒子分布進(jìn)行了分析，道路粉塵的粒子分布10～40μm的粒子占60%以上，對氣缸磨損的影響zui大。

3.2 日本

日本對發(fā)動(dòng)機的磨損作了大量試驗。粉塵粒度與活塞環(huán)氣缸的磨損關(guān)系見(jiàn)圖2塵粒大小對磨損的影響。

圖2塵粒大小對磨損的影響

從圖2可以看出，20μm左右的粉塵粒子對內燃機的磨損zui大，他們認為應該控制10～45μm的粉塵粒子進(jìn)入內燃機。

4. 燃氣輪機

4.1 粉塵對燃氣輪機的影響

與活塞環(huán)式發(fā)動(dòng)機不同，燃氣輪機是葉片機械，粉塵會(huì )造成燃氣輪機的壓氣機葉片、滑輪業(yè)等的侵蝕和磨損。燃氣輪機的特點(diǎn)是轉速高、進(jìn)氣速度高，粉塵會(huì )堵塞空氣道，降低傳熱效率，造成功率下降、過(guò)熱或者失去平衡，損壞發(fā)動(dòng)機。

美國的試驗表明，粉塵1～2μm不會(huì )發(fā)生沖擊，而會(huì )造成沉積。5～7μm將導致腐蝕，造成壓氣機損壞。大于10μm的粉塵粒子會(huì )造成壓氣機葉片表面的沖擊，20μm的粉塵粒子對壓氣機造成的損壞zui嚴重。

4.2 對空氣濾清器過(guò)濾精度的要求

4.2.1法國某公司燃氣輪機脈沖自動(dòng)清洗空氣濾清對過(guò)濾精度的要求

表1法國某公司燃氣輪機脈沖自動(dòng)清洗空氣濾清對過(guò)濾精度的要

要求過(guò)濾效率：ACF 99.9%，ACC 99.99%。

從以上數據看，要求相當苛刻，空氣濾清器很難滿(mǎn)足。

4.2.2美國某公司燃氣輪機脈沖自動(dòng)清洗空氣過(guò)濾器濾清的要求

表2美國某公司燃氣輪機脈沖自動(dòng)清洗空氣濾清的要求

5. 小結

    根據適宜濾清效率的新概念，即對發(fā)動(dòng)機可靠保護的zui低濾清效率，空氣濾清器應濾出對發(fā)動(dòng)機造成損壞的粉塵顆?！，F在的關(guān)鍵是確定某一種空氣濾清器到底需要有多大的過(guò)濾精度。普遍認為，空氣濾清器應濾除6μm以上的粉塵顆粒，就不會(huì )造成發(fā)動(dòng)機的磨損和損壞。因為一種空氣濾清器只能滿(mǎn)足某一種發(fā)動(dòng)機的需求，這就要求發(fā)動(dòng)機和濾清器通力合作，發(fā)動(dòng)機設計耐灰塵的材料，能減小磨損，并選擇合適的進(jìn)氣口位置，使進(jìn)入發(fā)動(dòng)機的塵土zui少。