汽車空氣濾清器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)

張　茜（沈陽(yáng)紫微機(jī)電設(shè)備有限公司，沈陽(yáng)　110114）

汽車空氣濾清器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)

張茜
（沈陽(yáng)紫微機(jī)電設(shè)備有限公司，沈陽(yáng)110114）

文章主要介紹汽車空氣濾清器性能試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)、組成等，為汽車空氣濾清器性能測(cè)試提供必要的試驗(yàn)依據(jù)。

空氣濾清器；性能試驗(yàn)機(jī)；設(shè)計(jì)

1　引言

汽車空氣濾清器是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的組成部件，主要作用是過濾空氣中的沙塵，保證進(jìn)氣質(zhì)量，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，它的好壞直接決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和使用壽命，。那么對(duì)被空氣濾清器的主要性能進(jìn)行量化分析，利于生產(chǎn)廠家對(duì)汽車空氣濾清器進(jìn)行改進(jìn)，及其對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，更有利于對(duì)新產(chǎn)品研發(fā)提供可靠的性能參數(shù)支持［1］。

汽車空氣濾清器的主要性能指標(biāo)為總成原始進(jìn)氣阻力，原始濾清效率和儲(chǔ)灰能力。

汽車空氣濾清器的性能指標(biāo)的好壞直接決定著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣潔凈度，關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命，對(duì)整車安全性有著重要的影響。為此文章介紹了一種用于測(cè)試汽車空氣濾清器基本性能的試驗(yàn)機(jī)，為汽車空氣濾清器的性能測(cè)試提供依據(jù)。

2　組成

本試驗(yàn)機(jī)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示

圖1　汽車空氣濾清器性能試驗(yàn)機(jī)組成圖

汽車空氣濾清器性能試驗(yàn)機(jī)主要由真空泵、流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、絕對(duì)濾清器、加灰機(jī)及其控制系統(tǒng)組成。

3　性能特點(diǎn)

（1）真空泵。本試驗(yàn)機(jī)采用水環(huán)式真空泵，因?yàn)榱髁坑?jì)為文丘里流量計(jì)，壓力損失較大，需求低負(fù)壓的工作環(huán)境，而且要求系統(tǒng)流量的持續(xù)供給，并且系統(tǒng)流量較大，一般負(fù)壓風(fēng)機(jī)無(wú)法滿足要求，所以選擇水環(huán)式真空泵作為本系統(tǒng)的動(dòng)力源。

（2）流量計(jì)。流量計(jì)主要采用臨界流文丘里噴嘴組合測(cè)量，其工作機(jī)理成熟，結(jié)構(gòu)緊湊，測(cè)量范圍寬，一般能夠達(dá)到幾十倍，可以自動(dòng)或手動(dòng)地組合噴嘴，控制測(cè)試空氣流量。其安裝方式滿足國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，前端增加整流板用于保證風(fēng)速的穩(wěn)定性。

（3）調(diào)節(jié)閥。采用電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，對(duì)試驗(yàn)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，法蘭對(duì)夾式結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)流量全量程調(diào)節(jié)。

（4）絕對(duì)濾清器。絕對(duì)濾清器采用F8級(jí)袋式過濾器，計(jì)重過濾效率達(dá)到99.9%，并經(jīng)過迎面風(fēng)速及有效過濾面積計(jì)算。絕濾箱體部分上下端采用微壓差開關(guān)。支撐氣缸先導(dǎo)單向閥，防止開啟氣缸在氣路斷路情況自行下降，最大限度保證操作人員安全。

（5）加灰機(jī)。加灰機(jī)采用螺旋進(jìn)給的方式。主要部件304不銹鋼精工處理，外部加裝防護(hù)罩，防止空氣中氣流及濕度對(duì)試驗(yàn)粉塵的影響，配置紅外干燥大燈實(shí)時(shí)進(jìn)行干燥。氣路系統(tǒng)配備空氣干燥器，對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥，用于吹灰系統(tǒng)中，防止空氣中水分對(duì)雜質(zhì)灰的影響。底部配置電子天平，每分鐘進(jìn)行過調(diào)整加粉量及實(shí)時(shí)反饋粉塵加入量。

（6）控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)內(nèi)壓力并結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與PLC對(duì)采集的參數(shù)進(jìn)行處理，執(zhí)行軟件控制程序，來完成對(duì)氣缸、調(diào)節(jié)閥、真空泵等的系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程。最后，通過打印機(jī)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行數(shù)據(jù)打印和輸出。同時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控試驗(yàn)狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)異常狀況進(jìn)行報(bào)警顯示與輸出。

4　設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）空氣體積流量范圍為：50-1000m3/h，流量準(zhǔn)確度±1%；（2）進(jìn)氣阻力壓差傳感器：0-10kPa，準(zhǔn)確度0.05%FS；（3）絕對(duì)壓力變送器：0-200kPa，準(zhǔn)確度0.05%FS；（4）溫度傳感器：溫度0-100℃，準(zhǔn)確度±0.5℃；（5）供灰范圍：1-50g/min；加灰斗單次最大載粉量：2000g；每5分鐘加灰量的變化不超過其平均加灰量的5%［2］。

5　檢測(cè)指標(biāo)

（1）總成原始進(jìn)氣阻力［3］；（2）原始濾清效率試驗(yàn)；（3）總成儲(chǔ)灰能力。

6　人機(jī)系統(tǒng)及后期處理

（1）控制功能。手動(dòng)填寫試驗(yàn)內(nèi)容，自動(dòng)開啟并調(diào)節(jié)流量達(dá)到目標(biāo)流量范圍，并采集所需傳感器實(shí)時(shí)數(shù)值。

根據(jù)所填寫流量，自動(dòng)切換管路，使之達(dá)到并穩(wěn)定在要求的流量測(cè)試范圍，以保證設(shè)定的空氣流量及其準(zhǔn)確度。試驗(yàn)中自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)定的加灰量，效率和儲(chǔ)灰能力試驗(yàn)開始后，自動(dòng)加灰，到達(dá)試驗(yàn)要求后自動(dòng)停止加灰。

試驗(yàn)中根據(jù)需要可隨時(shí)按緊急停止按鈕，停止試驗(yàn)。

（2）數(shù)據(jù)檢測(cè)、處理功能。通過人機(jī)交換界面輸入相應(yīng)的測(cè)試參數(shù)，如空氣流量、加灰量等，設(shè)備自動(dòng)采集環(huán)境參數(shù)；試驗(yàn)過程中自動(dòng)顯示當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)，如壓差值，流量值，加灰量和加灰濃度，并在人機(jī)交換界面上顯示。

試驗(yàn)中有關(guān)數(shù)據(jù)均在工控機(jī)屏幕的試驗(yàn)界面上顯示，根據(jù)試驗(yàn)要求每種試驗(yàn)中的若干測(cè)試點(diǎn)都是自動(dòng)按順序進(jìn)行，試驗(yàn)完成后將自動(dòng)停止試驗(yàn)。測(cè)試后的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，可存儲(chǔ)也可以通過打印機(jī)輸出，并可繪制自動(dòng)繪制曲線。

7　結(jié)語(yǔ)

通過汽車空氣濾清器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用，完全滿足對(duì)汽車空氣濾清器基本性能的測(cè)試要求，為汽車空氣濾清器的性能測(cè)試提供了必要的試驗(yàn)依據(jù)。

［1］倪計(jì)民.汽車內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)技術(shù)［M］.同濟(jì)大學(xué)出版社，1998（09）.

［2］QC/T 770-2006.汽車用干式空氣濾清器總成技術(shù)條件［S］.

［3］QC/T 32-2006.汽車用空氣濾清器性能試驗(yàn)方法［S］.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.234

張茜（1982-），男，遼寧阜新人，助理工程師，研究方向：試驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)。