內燃機用機燃油濾清器原始濾清效率檢測方法（重量法）的淺析

黃長城 姜禮義 姜志堅

【摘要】當前，國內外機燃油濾清器的標準有許多，大部分都規定了對原始濾清效率檢測方法進行的規定（如JB/T、GB/T、ISO等）。但具體的檢測方法卻并不相同，本文通過對不同標準中關于原始濾清效率檢測方法的規定進行初步分析。

【關鍵詞】濾清器；原始濾清效率

1、概述

內燃機發動機有空氣、機油、燃油三種濾清器。它們分別擔負發動機進氣系統、潤滑系統、燃燒系統冷卻系統中介質的過濾。濾清器的核心功能是通過濾芯過濾管路中的雜質，以達到對發動機形成長期有效的保護，所以說濾清器性能的優劣對于機器的正常運行和使用壽命起到重要的作用，而原始濾清效率是濾清器產品的一個非常重要的指標。

濾清效率現有試驗方法有兩種，其一為采用激光傳感器粒子計數法檢測過濾效率，其二為采用重量法檢測濾清效率。光學檢測方法固然有其重復性好、測量精度高等優點；但是設備價格高昂、普及率并不高。重量法檢測則不同，普及率高，檢測環節少，試驗簡單；但是現有的各試驗方法存在較多的缺陷，可比性相對較差，以至于難以很好的界定產品的過濾性能，對于提升車用液體過濾器產品質量的作用受到檢測方法的制約。本文主要對各種內燃機用機油、燃油濾清器的原始濾清效率檢測所采用的重量法進行分析，為以后標準制訂和方法的研究提供依據，以進一步發揮重量法試驗操作簡易，檢測效率高等優點，甚至進一步提高試驗效率，使該方法與光學測量方法優勢互補，相得益彰，對于提升車用機燃油濾清器產品質量意義重大。

2、國內外的標準分析

目前國內外含有濾清效率檢測要求的相關標準：機油濾清器（JB/T 5088.2-2008、JB/T 5089.3-2010、TB/T 1436-2013、TB/T 3056.3-2002、GB/T8243.4-2003/ISO 4548-4：1997、SAE HS 806-2009等）；燃油濾清器（JB/T 5239.4-2011、QC/T 918-2013等）?，F在就當前的各類標準對原始濾清效率的檢測方法進行分析：

JB/T 5088.2和JB/T 5089.3這兩份標準試驗方法完全相同，試驗原理見圖一，其方法是，在油箱1中加入一定量規定粒徑分布的雜質和油液攪拌后，由蠕動泵4按十分之一的額定流量（由于機油濾清器額定流量太大，按比例縮小試驗流量）吸入濾清器8（不循環）再沖洗油箱殘余雜質吸入濾清器過濾，在收集瓶9收集未被過濾的雜質油，再用真空抽濾器加濾膜分析未過濾的雜質量得出原始濾清效率。該方法的缺陷，一是試驗過程較為繁瑣，需要對器具及設備進行不斷清洗，工作效率較低；二是不同的清洗油量導致收集瓶收集到的雜質量是大不同的，即導致不同的試驗結果，而實際上標準也沒有給出清洗油量，導致結果存在不同程度的虛高。

TB/T 1436和 TB/T 3056.3這兩份標準的試驗方法的試驗原理與上述不同，見圖二。其方法是在油箱1中加入一定量規定粒徑分布的雜質和油液攪拌后，由油泵2按額定流量循環通過濾清器9，在濾清器前后取樣處7和11分別取樣，測定前后的濃度比即為原始濾清效率。該方法的優點是可實現按額定流量試驗，缺點是在循環的過程中，徹底破壞了粒徑的分布狀態，從理論上講，并非是針對規定粒徑本身的過濾效率。

GB/T8243.4/ISO4548-4采用JB/T5088.2標準類似的單向通過不循環的試驗方法，原理見圖三，其方法是按一定試驗流量（具體不明確），由泵2驅動，將規定粒徑分布的規定雜質從試驗油泥罐6沖入試驗濾清器7，并在收集瓶10收集規定的油量，油量經真空抽濾器加濾膜分析得出原始濾清效率。該方法的缺陷是，由于機油濾清器額定流量太大，如果按額定流量試驗，在收集瓶收集是困難的，所以標準中試驗流量沒作規定，模糊化；而且規定的4倍收集量難以界定從油泥罐6到濾芯進口側所有的雜質是否沖洗干凈。由此，從原理上分析，按該標準執行得出的試驗結果可變動范圍較大。

SAE HS 806采用單向通過循環（循環時用絕對濾過濾）的試驗方法，原理見圖四，其方法是按額定流量進行試驗，在混合器中加入規定量的雜質，經過規定的時間，在絕對過濾器3上收集未被過濾的雜質，得出原始濾清效率。該方法采用了額定流量這樣的大流量進行單向循環，注定了截留未過濾雜質的所謂絕對過濾器并不絕對，過濾精度不能高。標準給出的分別是金屬絲網規格分別為44μm、17μm和8μm（該三者標準上名義精度與實際精度也不同），濾膜為8μm、5μm和3μm，一者精度并不高，二者標準未給出如何選用，給實際選用帶來困擾；第二個方面是試驗雜質提供三種選擇，前兩種只給出大概的粒徑范圍，如，闊粒子粒度29～470μm，窄粒子粒度小于10μm，無嚴格標準，第三種為ISO 12103標準A4灰粒徑0～200μm，從指標看，絕對濾不能完全截留雜質；第三個方面，按額定流量要沖洗15分鐘，沖洗混合器到濾芯進口側必然絕對清潔，卻極易產生過度沖洗。

JB/T 5239.4與機油濾清器GB/T5088.2標準試驗方法相近，標準規定試驗流量為額定流量，由于燃油濾清器額定流量比較小，大致只有機油濾的十分之一，試驗按額定流量試驗沒有問題。但是動力源不是油泵，而是氣體壓力產生流量通過濾清器，難以掌控剛好是試驗介質通過濾清器而氣體不通過，一旦氣體進入濾清器沖刷雜質，其過濾機理則與液體不同，從實際看會降低試驗結果，可見用氣體做動力源并非一個好的選擇；其二是存在與機油濾JB/T5088.2標準相同的問題，試驗介質沖洗不徹底，會使試驗結果虛高。

QC/T 918方法與機油濾清器JB/T5088.2標準原理相同，存在類似問題。

3、總結

縱觀國內外各標準，分析得出以下結論：第一、重量法測定原始濾清效率采取單向循環或者單向通過是主流，否則會破壞粒徑分布，同時單向循環必須有高精度絕對過濾器，即單向濾配絕對濾；第二、試驗可比性比試驗工況更重要，有些試驗要實現工況下檢測是代價高昂或者難以操作的，就該檢測項目而言，試驗流量不能太大，否則絕對過濾器難以承受大流量而只能改用低精度絕對濾，這樣就失去絕對濾的作用，另外絕對濾面積應足夠大以增大通油量；第三、沖洗清潔界定問題。應界定從試驗油箱到濾芯入口側所有雜質都應已經濾芯充分過濾，整個試驗系統污染油液濃度以指數函數降低至幾乎為0，試驗結束。從理論上看，濾清效率不可能低于0，濾芯前段濃度為0時，后段濃度也應為0；第四、其他各試驗條件應更確定和嚴格。

參考文獻

[1]JB/T5088.2-2008，內燃機旋裝式機油濾清器第2部分：試驗方法.

[2] JB/T 5089.3-2010，內燃機紙質濾芯機油濾清器第3部分：試驗方法.

[3]TB/T 1436-2013， 內燃機車機油濾清器.

[4] GB/T 8243.4-2003/ISO4548：4-1997，內燃機全流式機油濾清器試驗方法第4部分：原始濾清效率、壽命和累積效率（重量法）.

[5]SAE HS 806-2009，機油濾清器試驗方法.

[6]JB/T 5239.4-2011，柴油機柴油濾清器第4部分：試驗方法.

[7]QC/T 918-2013，汽車用汽油濾清器試驗方法.