国Ⅲ及以上排放柴油机用柴油滤清器的性能要求探讨.pdf

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1、4内燃机与配件2010年第8期国Ⅲ及以上排放柴油机用柴油滤清器的性能要求探讨方雯，沈红节2(1蚌埠市昊业滤清器有限公司2上海内燃机研究所)[摘要]本文阐述了国m及以上排放柴油机采用的燃油电控喷射技术及为其配套的柴油滤清器的主要性能指标要求，提出了研发配套国m排放柴油机用柴油滤清器存在的问题和解决的意见，以推动研发高性能的柴油滤清器，满足国Ⅲ及以上排放柴油机的配套要求。[关键词]性能要求国Ⅲ排放柴油机柴油滤清器0概述随着国家对发动机排放要求的逐步提高。主机对燃油供给系统中的过滤部件“柴油滤清器”的性能提出了更高的要求。由于我国尚未制定该类产品的技术标准。目前大多数主机厂都

2、只得借鉴采用国外电控系统公司的企业标准作为该类柴油滤清器的技术条件。发动机实施国Ⅲ排放标准后，其采取的技术进步措施中，最重要的就是采用高压共轨、电控单体(组合)泵等不同类型的高压喷射燃油电控系统。柴油滤清器作为燃油系统的重要部件．其作用是通过清除柴油中的有害颗粒杂质和水分，有效地保护电喷系统的柱塞、出油阀、针阀偶件．避免非正常磨损【l】，对保护电控系统从而保证发动机的性能及排放达标起着十分重要的作用。采用不同电控系统的柴油机，其选用的柴油滤清器有“单级柴油滤清器总成”、“柴油粗滤器总成+柴油精滤器总成”等不同的结构型式；不同电控系统对不同结构型式柴油滤清器的性能要求也不

3、尽相同，这就给柴油滤清器的研发、配套和产品性能的评定带来一定的困难。柴油机采用电控燃油喷射系统后。燃油系统零件和偶件的制造精度要求越来越高，且经过选配，柱塞偶件、出油阀偶件、针阀偶件等偶件的间隙通常为(1—3)斗m，偶件及控制活塞、计量小孔、凸轮、滚轮⋯⋯等精密零部件的加工精度达到纳米级。精密韵电控系统对燃油过滤的要求很高。否则燃油中微小的机械杂质，将会使上述零部件产生擦伤、拉伤等磨粒磨损，引起油嘴漏油、雾化不良、燃烧恶化、冒烟严重、油耗增加等，从而使供油量严重下降、各缸工作均匀性严重恶化，发动机出现动力不足、排放恶化、工作不稳等现象。燃油中的水分会对电控元件产生锈蚀作

4、用并降低对电控系统的润滑作用，因此柴油滤清器应对燃油中的机械杂质和水分进行有效地过滤或分离。通过柴油滤清器的流量要满足柴油机燃烧和电控系统的润滑及冷却需要，因此一般应按柴油机燃油耗的4—6倍来确定柴油滤清器的额定流量。1国Ⅲ及以上排放柴油机采用的燃油电控喷射技术1．1高压共轨一一国Ⅲ排放的主流技术该技术先进且利于排放升级，其喷射灵活、各缸均匀性好。低速时有较高的喷油压力，低速动力性好。油耗可降低(5—7)％，喷射量、喷油正时、喷射压力、喷射次数灵活可调。对油品要求高(即对杂质颗粒和水敏感)，技术基本被外方垄断，产品成本高。一般采用双级柴油滤清器。1．2电控单体(组合)泵

5、——国Ⅲ排放的主流技术每缸有独立的喷射系统，单体泵内置由电磁控制的溢油伐将柴油供给喷油器，单体泵与喷油器之间用高压油管连接，其最高喷射压力可达200bar。其缺点是无法做到自由控制燃油喷射压力，柴油机低速性能欠佳。它比高压共轨对油品的杂质敏感性较低。尤其是喷射压力较大、大功率柴油机的敏感方雯沈红节：国Ⅲ及以上排放柴油机用柴油滤清器的性能要求探讨5性相对更弱。电控组合泵是把电控单体泵组合成一体的形式．目前成都威特和亚新科南岳公司已进行生产。电控组合泵已经覆盖重、中、轻型所有商用车柴油机的配套。1．3H泵+EGR技术——国Ⅲ排放的非主流技术淘汰技术，成本较低，对油品清洁度不

6、敏感，但不能进行排放升级，用户还可自行去除外置EGR，从而使国Ⅲ排放失效。1．4电控泵喷嘴技术对于单体泵而言。喷油泵与喷油嘴之间用一根很短的高压油管相连。而对于泵喷嘴而言，喷油泵与喷油嘴组合为一体．直接安装在柴油机气缸盖山，由顶置凸轮轴驱动。该项技术在我国应用较少。1．5国Ⅲ升级国IV排放的二种技术途径电控燃油喷射+优化燃烧过程：可降低PM排放，但NOx排放增加。需再增加SCR，降低NOx排放，以达到国Ⅳ排放标准。电控燃油喷射+EGR：可降低NOx排放，但PM增加，需增加DPF，降低PM排放，以达到国Ⅳ排放标准。2配套国Ⅲ及以上排放柴油机用柴油滤清器的主要性能要求2．1

7、对燃油的过滤精度(粒度)要求过滤精度是配套国Ⅲ及以上排放柴油机用柴油滤清器最主要的性能指标，轿车、轻卡、中卡、重卡的发动机，由于其寿命指标不同，其对燃油的过滤精度(粒度)要求也应不相同，一般来说，单级柴油滤清器和柴油精滤器，其对电控系统磨损影响最大的(3～5)¨m杂质粒子的滤清效率，分别应达到95％(轿车、轻型车)、97％(中型车)、98．5％(重型车)。燃油的过滤精度(粒度)试验方法按ISO19438：2003【2J。2．2燃油的水分离效率要求单级柴油滤清器总成和柴油粗滤器总成的水分离效率≥(93—95)％，试验方法按SAEJ1839：