机油过滤器的设计要求、种类和维保方式

摘要：柴油发电机的机油在相互摩擦的零件表面之间经过时，必不可少地会带走部分因摩擦而脱落的金属颗粒，还可能夹杂有大气中的灰尘以及其他污染物。这些杂质如保留在机油中，不仅会使柴油发电机运动零件的损伤加速，甚至会堵塞油管。所以机油在操作步骤中应进行过滤。目前，柴油发电机上都装有机油滤清器。其功用是除去机油中的金属磨屑及金属杂质，防范它们进入零件的

      因为机油中含有一些灰尘、金属颗粒、碳沉淀物和煤烟颗粒等杂质，为了减少机油中的杂质进入发动机而对发动机造成损坏，因此，发动机的机油入口上都会设置机油过滤器，以对机油中的杂质进行过滤。

      高强化柴油机机油泵输出的润滑机油压力一般都较高，以确保克服润滑系统各元件阻力供油至摩擦表面，建立起压力油膜，随着柴油机强化程度及欧Ⅲ机型爆发压力日益升高，各轴承承载要点也日渐提升，甚至部分轴瓦较小油膜厚度在1μm左右，这些对油压和机油滤清器的可靠性能同样提出很高要求。另外机油滤清器一般直接接在机油泵后，高油压对机油滤芯可靠性带来直接危害。如果发生的机油滤清器破裂损坏，直接造成漏油严重，致使轴瓦拉瓦、咬死等重大损坏。柴油机振动、系统高油压、过滤器处油压波动大、滤芯卷边和外壳材料弊端都是造成破裂的原因。

      因此对旋转式过滤器构造（外观矢量图如图1所示）强度设计、避振布置、承压能力、材料性能、工艺控制等危害可靠性的关键之处必须提升要求，严加控制。这也要点提供商提高模块式设计、阐述计算和作用试验能力，能及时结合柴油机开发同步进行改良。提升排放规范后，燃烧爆压大幅度增加，润滑部件磨耗加剧，对滤纸的过滤精度和过滤可靠性同样必须提高。合理配置滤纸材料，优化体积、流量、油阻和精度等指标平衡问题，保证性能基础上，防止给机油泵带来的过大背压，造成容量和油耗的损失。

      离心式机油滤清器是利用具有一定压力的机油从转子上的切向喷嘴喷出，推动转子高速旋转，将机油中的杂质通过离心力分离的机械系统，组成如图2所示。其优点是分离曲轴箱机油中的颗粒物，减缓机油老化速率，提高换油周期。

      近几年，欧Ⅲ柴油机开发流程中，为减轻NO和颗粒物排放，普遍选用了的一种有效方法是大幅增长喷油喷射时间，在欧Ⅳ时选择的废气再循环(EGR)，高爆发压力采取钢活塞等技术，这些新技术同时就带来润滑油的烟炱水平太高的负面问题康明斯柴油发电机组各型号。柴油发电机油中的烟炱碳黑和极细小颗粒增加到一定水平，如果不能很好地被分散，超出浓度界限，一直接造成关键润滑部件的磨耗，此外造成容易造成机油粘度，增加形成油泥、活塞阀系的发烫沉积物，导致机油过早失效、过滤器阻塞康明斯发电机、供油不足、油膜破坏而造成损伤，直接危害到柴油发电机正常工作和寿命。

      一方面通过优化燃烧、优选机油可以得到减小，但可能牺牲了油耗和使用成本，另一方面通过旁通式的高精度细滤、有效率的离心式转子过滤可以明显地积聚和过滤碳黑。

      对离心式转子过滤器来说，其有效率的滤清性能必须保证转子具备高工作转速7000r/min以上；转子滤在出厂测试台位上的性能并不一定在柴油机实际运转中一致，受到柴油机构造布置、油压、通流面积、机油情况、曲轴箱压力等诸多要素危害。转子滤厂商应与柴油机同步进行开发—进行实际柴油机运转时的性能测量、耐久试验件滤清效果阐述及使用年限检测。同样转子滤的操作可靠性要求也值得关注，如密封性、反螺纹旋向时轴强度、转子强度等。

       限压阀和旁通阀装在机油滤清器底座上其内部构造。限压阀由调整螺打、限压弹簧和阀门构成。其用途是保证机油压力符合规定要点，防范因机油压力过高而破坏柴油发电机零件的正常润滑和故障机油管接头等。一般情形下，机油压力偏高或太低均可通过调整限压阀来达到规定要点。旁通阀由钢球、弹簧和锁紧螺母结构。其用途是当机油粗滤器阻塞时，机油不经过机油粗滤器而直接从旁通阀的流到主油道中，保证柴油发电机的正常运转。

      机油过滤器的工作机理是通过滤芯中的过滤介质对机油中的杂质和污垢进行过滤，使得机油中的有害物质得以排查，保证柴油发电机的正常运转。机油滤清器的过滤介质一般选择纤维材料、纳米材料、陶瓷材料等，其过滤效果和使用时限都有所不同。机油滤清器的种类详细分为三类：机械式过滤器、纸质滤芯和合成纤维滤芯康明斯发电机组。

      机械式过滤器是较早产生的一种机油滤清器，其主要机理是通过滤网将机油中的杂质过滤掉。这种滤芯的过滤效果较差，只能过滤掉直径较大的颗粒，而对于微小颗粒的过滤效果不好。同时，机械式过滤器的使用年限较短，需要经常更替。

      纸质过滤器是目前应用较广泛的一种机油滤清器，其过滤介质采用多层纸质滤纸，可以过滤掉直径在20微米以上的颗粒，过滤效果较好。同时，纸质滤清器的使用寿命较长，通常可以使用250小时以上，但需要注意的是，纸质滤芯不适用于高温高压环境下的使用。

     因为机油滤芯其滤筒都是由滤纸折迭成统一高度的锯齿褶皱后再卷绕而成，在使用中，当滤筒外侧油压过大时，极易会造成相邻的锯齿贴合在一起，造成滤筒的过滤面积大幅减轻，机油供应量骤降。因此，在设计时应尽量防止该短处，制作工艺如图3所示。

      合成纤维滤芯是一种新型的机油过滤器，其过滤介质采用合成纤维材料，可以过滤掉直径在5微米以上的颗粒，过滤效果更加出色。同时，合成纤维过滤器的使用寿命也更长，可以使用300小时以上。纤维滤芯制作工艺如图4所示。

      此外，机油滤清器的内部构成按滤清方法可分为过滤式和离心式两类。过滤式滤清器按其构造又分为线绕式、纸质式和刮片式等；机油细滤器一般选取的是离心式组成。线绕式机油滤芯是由两层细铜丝绕成的过滤网。主要是利用机油穿过铜丝之间的缝隙，将机油中金属颗粒和其他杂质滤除。这种滤清器能将混在机油中大于0.04~0.09 mm的杂质阻隔在过滤网外面。这种滤芯不多见坏，但柴油发电机运转250h左右时，必须要将过滤器拆下放入柴油中进行清洁，然后用压缩空气吹干后，再按技术要求装配到壳体内。     

      机油过滤器的保养和更换是保证柴油发电机正常运转的关键，通常建议在每次更替机油时同时更换机油过滤器。如果机油滤清器长时间不更替，就会导致机油中的杂质和污垢越来越多，影响机油的流动性和润滑性，较终致使柴油发电机产生损坏。在更换机油滤芯时，需要注意以下几点：

（3）替换机油滤芯时需要将旧的机油过滤器拆下来，将新的机油滤清器安装好，并按照规定的扭矩力进行固定。

     机油滤芯是柴油发电机中的一个重要构成部分，其作用不可忽视。准确维保和更替机油滤芯可以保证柴油发电机的正常运行，增长柴油发电机的使用时限，因此我们应该重视机油滤清器的维保和更换。