實(shí)驗(yàn)室評定濾芯元件實(shí)際壽命的方法

熊麗媛， 韓鳳娟

(1. 航空工業(yè)(新鄉(xiāng))計(jì)測科技有限公司， 河南 新鄉(xiāng) 453019； 2. 新鄉(xiāng)航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司， 河南 新鄉(xiāng) 453000)

引言

液壓過濾器是流體傳動(dòng)系統(tǒng)中維護(hù)頻次最多的產(chǎn)品，維護(hù)方式主要有兩種:一是清洗濾芯元件，二是更換濾芯元件。無論是清洗還是更換濾芯，均面臨同一問題，即何時(shí)清洗或何時(shí)更換濾芯。如果能夠預(yù)測評估濾芯元件的實(shí)際壽命或者清洗間隔時(shí)間，就能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的維護(hù)過濾器，進(jìn)而保證過濾器所保護(hù)的液壓系統(tǒng)能夠持續(xù)安全、可靠的運(yùn)行。

濾芯元件的實(shí)際壽命是根據(jù)其進(jìn)、出口間油液壓差的升高來判定的。濾芯在使用過程中， 不同工作時(shí)間對應(yīng)于不同的壓差。在實(shí)驗(yàn)室參考實(shí)際使用中相同的工作條件，通過添加試驗(yàn)粉塵可以測得不同的壓差所對應(yīng)的不同試驗(yàn)時(shí)間。本研究即基于上述壓差相等原則，建立了濾芯元件實(shí)際壽命與試驗(yàn)壽命[1]的對應(yīng)關(guān)系，并結(jié)合多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際在線采集數(shù)據(jù)分析，以及擬合回歸的計(jì)算方法，建立了實(shí)際壽命的數(shù)學(xué)模型，再根據(jù)該數(shù)學(xué)模型對濾芯元件的實(shí)際壽命進(jìn)行結(jié)果評定，將其評定結(jié)果與實(shí)際在線采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和對比，從而對本研究實(shí)際壽命的評定方法進(jìn)行有效性驗(yàn)證，最終驗(yàn)證結(jié)果充分證明了該評定方法的科學(xué)性和可行性。

1 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析

目前，國外普遍采用ISO 16889多次通過試驗(yàn)[2]或堵塞壽命試驗(yàn)[3]方法測得的納污容量[4]或試驗(yàn)時(shí)間來評定濾芯元件的壽命，納污容量越大或試驗(yàn)時(shí)間越長就說明濾芯元件的壽命也越長；國內(nèi)的液壓過濾器行業(yè)也是采用與ISO 16889等同采標(biāo)的國家標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法對濾芯元件進(jìn)行壽命評定。但這些方法僅僅適用于兩個(gè)濾芯元件壽命長短的比較，而就單個(gè)濾芯元件來說，仍不知道其實(shí)際使用壽命到底有多長；而納污容量或試驗(yàn)壽命與實(shí)際使用壽命并不相等，在實(shí)驗(yàn)室測得的試驗(yàn)時(shí)間(納污容量)很短，往往只有1～2 h甚至幾十分鐘，同時(shí)，大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)與事實(shí)證明，該試驗(yàn)時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其濾芯的實(shí)際使用壽命。也就是說，國內(nèi)外現(xiàn)有的試驗(yàn)方法不能用于評定濾芯元件的實(shí)際壽命，更無法幫助用戶制定合理、經(jīng)濟(jì)的維護(hù)和清洗時(shí)間間隔[5]。

就發(fā)展?fàn)顩r而言，國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)內(nèi)圍繞濾芯元件實(shí)際壽命的探索從未停止。本公司團(tuán)隊(duì)申報(bào)的國際標(biāo)準(zhǔn)新提案《液壓傳動(dòng) 濾芯 實(shí)際壽命評定指南》通過國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的多輪技術(shù)研討與質(zhì)疑答辯，現(xiàn)已批準(zhǔn)立項(xiàng)為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/AWI TR 12144[6]，要求在2年內(nèi)完成該國際標(biāo)準(zhǔn)正式文本的研究與編制工作，這是我國在液壓污染控制國際標(biāo)準(zhǔn)體系中的原創(chuàng)標(biāo)準(zhǔn)。

本研究論述的研究內(nèi)容，為制定國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/AWI TR 12144并最終頒布提供理論依據(jù)與驗(yàn)證支撐。

2 理論依據(jù)

2.1 理論分析

在特定的工作條件下，濾芯元件隨著使用時(shí)間的延長，其濾層多孔通道被堵塞的程度會(huì)越來越嚴(yán)重,其壓差也會(huì)隨之不斷升高，從開始使用到壓差升高至極限壓差[7]的累計(jì)工作時(shí)間稱為濾芯元件的實(shí)際壽命。由該定義可知，無論在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)還是在實(shí)際使用過程中，只要濾芯元件達(dá)到其極限壓差，即代表該濾芯元件應(yīng)進(jìn)行維護(hù)或直接報(bào)廢。因此對于同一濾芯元件來說，基于壓差相等原則，濾芯元件的實(shí)際壽命和試驗(yàn)壽命必然存在某一對應(yīng)關(guān)系，如式(1)所示：

Δp=f(Q1，ρ1，α1，T1，X1)=f(Q2，ρ2，α2，T2，X2)

(1)

式中, Δp—— 濾芯元件的壓差

Q1—— 濾芯元件的工作流量

ρ1—— 濾芯元件工作油液的黏度

α1—— 濾芯元件工作系統(tǒng)的污染物濃度

T1—— 濾芯元件的實(shí)際壽命

Q2—— 濾芯元件的試驗(yàn)流量

ρ2—— 濾芯元件試驗(yàn)油液的黏度

α2—— 濾芯元件試驗(yàn)系統(tǒng)上游污染物濃度

T2—— 濾芯元件的試驗(yàn)壽命

X1，X2—— 其他未知的影響因素

2.2 實(shí)際壽命的影響因素分析

由上述分析表明，濾芯元件從投入使用到報(bào)廢的全壽命周期即為初始壓差[8]升高至極限壓差的全過程。在此過程中，影響濾芯實(shí)際壽命的因素主要有：濾芯元件的工作流量、濾芯元件工作油液的黏度[9]、濾芯元件工作系統(tǒng)的污染物濃度，以及其他未知的影響因素。

在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行濾芯元件壽命試驗(yàn)時(shí)，可以參考實(shí)際使用中相同的工作條件，設(shè)置濾芯元件的試驗(yàn)條件對其進(jìn)行壽命評定：

(1) 工作油液的黏度與其溫度相關(guān)，而油液溫度可根據(jù)實(shí)際工作溫度進(jìn)行控制，因此工作油液的黏度在濾芯實(shí)際壽命評定過程中的影響可忽略；

(2) 液壓系統(tǒng)中的污染構(gòu)成主要為固體顆粒，因此其污染物濃度的表示方法即為固體顆粒污染度等級，為便于統(tǒng)計(jì)分析，本研究統(tǒng)一采用判級標(biāo)準(zhǔn)ISO 4406[10]進(jìn)行固體顆粒污染度等級的判定。

因此，在假設(shè)其他未知的影響因素可忽略不計(jì)的前提下，如式(2)所示，最終需要研究的是評定濾芯元件實(shí)際壽命的過程中，如何在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)條件下，將濾芯元件的工作流量和工作系統(tǒng)污染物生成率的影響進(jìn)行明確的量化。

Δp=f(Q1，N1，T1)=f(Q2，N2，T2)

(2)

式中,N1—— 濾芯元件在實(shí)際工況下油液的污染度等級(ISO 4406)

N2—— 濾芯元件在試驗(yàn)條件下油液的污染度等級(ISO 4406)

3 現(xiàn)場在線驗(yàn)證試驗(yàn)

3.1 驗(yàn)證程序

濾芯元件實(shí)際壽命的現(xiàn)場在線驗(yàn)證程序選用同型號的兩套液壓過濾器，按照式(1)所示的影響因素進(jìn)行實(shí)施，旨在研究實(shí)際工況下，濾芯元件的壓差、工作流量、工作油液的黏度、工作系統(tǒng)的污染物濃度等對其實(shí)際壽命的影響。現(xiàn)場在線驗(yàn)證在中國某液壓有限公司的生產(chǎn)線設(shè)備——帶旁路過濾器的液壓過濾器殼體耐壓試驗(yàn)臺上進(jìn)行，同時(shí)對該設(shè)備進(jìn)行了必要的改造，增加了固體顆粒污染度、壓差等在線監(jiān)測儀器。

3.2 驗(yàn)證設(shè)備及樣品信息

現(xiàn)場在線驗(yàn)證試驗(yàn)所用的設(shè)備為帶旁路過濾器的液壓過濾器殼體耐壓試驗(yàn)臺，實(shí)物圖如圖1所示。該驗(yàn)證設(shè)備的詳細(xì)信息見表1。

圖1 帶旁路過濾器的液壓過濾器殼體耐壓試驗(yàn)臺Fig.1 Hydraulic filter shell pressure-tight test stand diagram

表1 驗(yàn)證設(shè)備的信息Tab.1 Details on validation equipment

被試濾芯樣品如圖2和圖3所示，其具體信息見表2。

圖2 1#和2#被試濾芯Fig.2 1# and 2# tested filter elements

圖3 被試過濾器總成Fig.3 Tested filter assembly

表2 被試濾芯樣品信息Tab.2 Details on tested samples

3.3 驗(yàn)證數(shù)據(jù)及分析

1) 1#樣品的現(xiàn)場在線驗(yàn)證

1#樣品的現(xiàn)場在線驗(yàn)證條件見表3。部分在線采集數(shù)據(jù)見表4?；趯?shí)際驗(yàn)證在線采集的數(shù)據(jù)而生成的曲線見圖4，由此得出的擬合曲線見圖5。

由圖4擬合曲線建立式(3)：

t=72.07ln2(Δp)-73.03

(3)

很明顯，該曲線為雙對數(shù)曲線。

表3 1#樣品的在線驗(yàn)證條件Tab.3 1# validation condition

圖4 1#樣品實(shí)際在線采集數(shù)據(jù)生成的曲線Fig.4 1# curve based on online data

圖5 1#樣品擬合曲線Fig.5 1# fitting curve

圖6 2#樣品實(shí)際在線采集數(shù)據(jù)生成的曲線Fig.6 2# curve based on online data

表4 1#樣品的部分實(shí)際在線采集數(shù)據(jù)Tab.4 Part of 1# actual online data

(續(xù)表4)

2) 2#樣品的現(xiàn)場在線驗(yàn)證

2#樣品的在線驗(yàn)證條件與1#樣品的相同，如表5所示。部分在線采集數(shù)據(jù)見表6?；趯?shí)際驗(yàn)證在線采集的數(shù)據(jù)而生成的曲線見圖6，由此得出的擬合曲線見圖7。

表5 2#樣品的在線驗(yàn)證條件Tab.5 2# validation condition

圖7 2#樣品擬合曲線Fig.7 2# fitting curve

由圖7擬合曲線建立式(4)：

t=127.2ln2(Δp)-117.5

(4)

很明顯，該曲線也為雙對數(shù)曲線。

表6 2#樣品的部分實(shí)際在線采集數(shù)據(jù)Tab.6 Part of 2# actual on line data

4 實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)

4.1 驗(yàn)證程序

濾芯元件實(shí)際壽命的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證程序繼續(xù)選用同型號的6套過濾器(3#～8#樣品)，按照式(2)所示的影響因素進(jìn)行實(shí)施。其中2套過濾器在A實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，4套過濾器在B實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，按照ISO 16889測試其多次通過試驗(yàn)結(jié)果。

4.2 驗(yàn)證設(shè)備及樣品信息

實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)所用的設(shè)備為多次通過試驗(yàn)臺，圖8所示為被試濾芯安裝于計(jì)測公司實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)臺上進(jìn)行試驗(yàn)。

圖8 被試樣品在多通試驗(yàn)臺上進(jìn)行試驗(yàn)Fig.8 Tested sample of lab test

4.3 驗(yàn)證數(shù)據(jù)及分析

1) 3#樣品的試驗(yàn)驗(yàn)證

3#樣品的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證在A實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)粉塵為MTD[11]，試驗(yàn)條件見表7。試驗(yàn)時(shí)間為135 min，即2.25 h。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表8，試驗(yàn)擬合曲線見圖9。

表7 3#樣品的試驗(yàn)條件Tab.7 3# lab validation condition

表8 3#樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.8 3# lab test data

由圖9擬合曲線建立式(5)：

t=94.24ln2(Δp)-36.98

(5)

圖9 3#樣品擬合曲線Fig.9 3# lab test fitting curve

很明顯，該曲線為雙對數(shù)曲線。

2) 4#樣品的試驗(yàn)驗(yàn)證

4#樣品的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證在A實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)粉塵為FTD[12]，試驗(yàn)條件見表9。試驗(yàn)時(shí)間為87 min，即1.45 h。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表10，試驗(yàn)擬合曲線見圖10。

圖10 4#樣品擬合曲線Fig.10 4# lab test fitting curve

表9 4#樣品的試驗(yàn)條件Tab.9 4# lab validation condition

表10 4#樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.10 4# lab test data

由圖10擬合曲線建立式(6)：

t=65.64ln2(Δp)-27.13

(6)

很明顯，該曲線也為雙對數(shù)曲線。

3) 5#樣品的試驗(yàn)驗(yàn)證

5#樣品的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證在B實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)粉塵為MTD，試驗(yàn)條件見表11。試驗(yàn)時(shí)間為118 min，即1.97 h。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表12，試驗(yàn)擬合曲線見圖11。

表11 5#樣品的試驗(yàn)條件Tab.11 5# lab validation condition

表12 5#樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.12 5# lab test data

圖11 5#樣品擬合曲線Fig.11 5# lab test fitting curve

由圖11擬合曲線建立式(7)：

t=94.46ln2(Δp)-37.14

(7)

很明顯，該曲線也為雙對數(shù)曲線。

4) 6#樣品的試驗(yàn)驗(yàn)證

6#樣品的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證在B實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)粉塵為FTD， 試驗(yàn)條件見表13。試驗(yàn)時(shí)間為86 min，即1.43 h。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表14，試驗(yàn)擬合曲線見圖12。

表13 6#樣品的試驗(yàn)條件Tab.13 6# lab validation condition

表14 6#樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.14 6# lab test data

圖12 6#樣品擬合曲線Fig.12 6# lab test fitting curve

由圖12擬合曲線建立式(8)：

t=6.71ln2(Δp)-6.735

(8)

很明顯，該曲線也為雙對數(shù)曲線。

5) 7#樣品的試驗(yàn)驗(yàn)證

7#樣品的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證在B實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)粉塵為FTD，上游基本重量污染度為5 mg/L，試驗(yàn)條件見表15。試驗(yàn)時(shí)間為168 min，即2.80 h。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表16，試驗(yàn)擬合曲線見圖13。

表15 7#樣品的試驗(yàn)條件Tab.15 7# lab validation condition

表16 7#樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.16 7# lab test data

由圖13擬合曲線建立式(9)：

t=128.7ln2(Δp)-64.69

(9)

很明顯，該曲線也為雙對數(shù)曲線。

圖13 7#樣品擬合曲線Fig.13 7# lab test fitting curve

6) 8#樣品的試驗(yàn)驗(yàn)證

8#樣品的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證在B實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)粉塵為FTD，試驗(yàn)流量為22.5 L/min，試驗(yàn)條件見表17。試驗(yàn)時(shí)間為225 min，即3.75 h。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表18，試驗(yàn)擬合曲線見圖14。

表17 8#樣品的試驗(yàn)條件Tab.17 8# lab validation condition

表18 8#樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.18 8# lab test data

圖14 8#樣品擬合曲線Fig.14 8# lab test fitting curve

由圖14擬合曲線建立式(10)：

t=100.5ln2(Δp)+0.6807

(10)

很明顯，該曲線也為雙對數(shù)曲線。

5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)

5.1 擬合曲線的有效性判定

由1#～8#樣品的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果可知，濾芯元件的實(shí)際壽命和試驗(yàn)壽命與其對應(yīng)壓差的擬合曲線均為雙對數(shù)曲線，變化趨勢類同，證明此前論述的理論依據(jù)是有效的。

5.2 現(xiàn)場在線驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述現(xiàn)場在線驗(yàn)證試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)，可得到1#和2#樣品在線采集的實(shí)際壽命，如表19所示。

表19 在線采集的實(shí)際壽命Tab.19 Service life collected online

由表可知，1#樣品的污染物濃度等級高于2#樣品，而1#樣品的實(shí)際采集壽命約為2#樣品的一半。經(jīng)分析可得出污染物濃度與實(shí)際壽命的對應(yīng)關(guān)系，即同型號的濾芯，其極限壓差一致，當(dāng)系統(tǒng)工作油液的黏度(實(shí)際工作溫度)相同時(shí)，在同一系統(tǒng)工作流量下，污染物濃度等級高一級則相應(yīng)的實(shí)際壽命短一半。

5.3 實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)，可得到3#～8#樣品在實(shí)驗(yàn)室測得的試驗(yàn)壽命，見表20。

由表20可知，4#樣品和6#樣品的試驗(yàn)流量均為45 L/min，試驗(yàn)粉塵均為FTD，污染物濃度等級一致，最終兩者的試驗(yàn)壽命分別為1.45 h和1.43 h，結(jié)果很接近。這說明同型號的濾芯元件，其極限壓差一致，當(dāng)試驗(yàn)流量、試驗(yàn)粉塵、試驗(yàn)油液的黏度(實(shí)際工作溫度)以及污染物濃度均相同時(shí)，試驗(yàn)壽命基本保持一致。

表20 實(shí)驗(yàn)室測得的試驗(yàn)壽命Tab.20 Test life tested in lab

3#樣品和5#樣品的試驗(yàn)粉塵均為MTD，污染物濃度等級一致，但試驗(yàn)流量分別為40 L/min和45 L/min，最終兩者的試驗(yàn)壽命分別為2.25 h和1.97 h，結(jié)果不一致。這說明同型號的濾芯元件，當(dāng)試驗(yàn)粉塵、試驗(yàn)油液的黏度(實(shí)際工作溫度)以及污染物濃度均相同時(shí)，試驗(yàn)流量越小，試驗(yàn)壽命越長。同時(shí)該結(jié)果均大于4#和6#樣品的試驗(yàn)結(jié)果， 證明了采用MTD中級試驗(yàn)粉塵與FTD精細(xì)試驗(yàn)粉塵評定濾芯元件的試驗(yàn)壽命，其結(jié)果是不同的。

6#樣品的污染物濃度等級高于7#樣品，而6#樣品和7#樣品的試驗(yàn)壽命分別為1.43 h和2.80 h，即6#樣品的試驗(yàn)壽命約為7#樣品的一半。經(jīng)分析可得出污染物濃度與試驗(yàn)壽命的對應(yīng)關(guān)系，即同型號的濾芯元件，其極限壓差一致，當(dāng)試驗(yàn)流量、試驗(yàn)粉塵和試驗(yàn)油液的黏度(試驗(yàn)溫度)相同時(shí)，污染物濃度等級高一級，則相應(yīng)的試驗(yàn)壽命也短一半，這與表19的分析結(jié)果一致。

6#樣品和8#樣品的試驗(yàn)粉塵均為FTD，污染物濃度等級一致，但試驗(yàn)流量分別為45 L/min和22.5 L/min，最終兩者的試驗(yàn)壽命分別為1.43 h和3.75 h，結(jié)果相差較大。這說明同型號的濾芯元件，當(dāng)試驗(yàn)粉塵、試驗(yàn)油液的黏度(實(shí)際工作溫度)以及污染物濃度均相同時(shí)，試驗(yàn)流量小一倍時(shí)，相應(yīng)的試驗(yàn)壽命增大不止一倍。

6 數(shù)學(xué)模型的建立

結(jié)合上述驗(yàn)證結(jié)果分析及式(2)確定的關(guān)鍵影響因素，可建立數(shù)學(xué)模型如式(11)所示，由此可根據(jù)試驗(yàn)壽命評估出等壓差下的實(shí)際壽命為：

(11)

其中，N2-N1取ISO 4406對應(yīng)的3個(gè)污染度等級差值結(jié)果的最小值。

7 實(shí)際壽命的評定

7.1 評定結(jié)果

采用數(shù)學(xué)模型式(11)評估出的實(shí)際壽命T1與1#和2#樣品在線采集的實(shí)際壽命的相對偏差分別見表21和表22所示。

表21 1#樣品的實(shí)際壽命評估值T1與在線采集的實(shí)際壽命的相對偏差Tab.21 Relative deviation between evaluated service life T1 and actual life collected online of sample 1#

表22 2#樣品的實(shí)際壽命評估值T1與在線采集的實(shí)際壽命的相對偏差Tab.22 Relative deviation between evaluated service life T1and actual life collected online of sample 2#

7.2 評定結(jié)果分析

由表21和表22的評定結(jié)果可知，采用數(shù)學(xué)模型式(11)對1#和2#樣品同時(shí)進(jìn)行評定，得到的實(shí)際壽命評估值T1與其在線采集的實(shí)際壽命的相對偏差的分布趨勢是一致的，具體分析如下：

(1) 3#和5#樣品均采用的是MTD中級試驗(yàn)粉塵對其進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處僅在于兩者試驗(yàn)流量相差5 L/min(3#樣品和5#樣品的試驗(yàn)流量分別為40 L/min和45 L/min)。3#樣品的評估結(jié)果偏差分別為48.8%和50.6%，5#樣品的評估結(jié)果偏差分別為46.6%和48.3%，均接近50%，可見不同試驗(yàn)流量下，采用MTD試驗(yàn)粉塵的評估結(jié)果與實(shí)際在線采集的壽命結(jié)果偏差都大于48%，因此不能采用MTD試驗(yàn)粉塵評估β10≥200的濾芯元件的實(shí)際壽命;

(2) 根據(jù)8#樣品試驗(yàn)結(jié)果可知，在流量不變的情況下，僅將試驗(yàn)流量減小一半時(shí)，評估結(jié)果偏差分別高達(dá)39.5%和41.2%，因此評估實(shí)際壽命建議在等流量條件下進(jìn)行;

(3) 根據(jù)4#,6#和7#樣品試驗(yàn)結(jié)果可知，在不同的上游基本重量污染度以及等流量(45 L/min)條件下，采用FTD試驗(yàn)粉塵的評估結(jié)果與實(shí)際在線采集的壽命結(jié)果偏差分別為4.2%～7.9%和5.4%～9.2%，即評估結(jié)果偏差均小于10%。

7.3 評定方法的有效性分析

綜上所述，實(shí)驗(yàn)室在等流量條件下對濾芯元件實(shí)際壽命進(jìn)行評估的數(shù)學(xué)模型[13]為：

T1=2N2-N1×T2

(12)

其中，N2-N1取ISO 4406對應(yīng)的3個(gè)污染度等級差值結(jié)果的最小值。

因此，在實(shí)驗(yàn)室評定β10≥200的濾芯元件實(shí)際壽命的方法步驟主要如下：

(1) 在與實(shí)際使用工況一致的流量條件下，在實(shí)驗(yàn)室采用FTD試驗(yàn)粉塵對濾芯元件進(jìn)行試驗(yàn)，獲得其試驗(yàn)壽命T2；

(2) 在實(shí)際使用工況下取樣測定其油液污染度等級N1；

(3) 在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)系統(tǒng)中取樣測定其油液污染度等級N2；

(4) 根據(jù)本研究所建立的數(shù)學(xué)模型式(12)，代入試驗(yàn)壽命T2、實(shí)際工況下油液的污染度等級N1和試驗(yàn)條件下油液的污染度等級N23項(xiàng)參數(shù)值進(jìn)行評估計(jì)算，得出濾芯元件的實(shí)際壽命T1。

同時(shí)，由上述結(jié)果分析可知，該評定方法有效可行。

8 結(jié)論

本研究通過對同型號的多個(gè)濾芯元件進(jìn)行多次實(shí)際壽命的現(xiàn)場評定和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)壽命的評定，并將其實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際在線采集數(shù)據(jù)結(jié)合起來，擬合得出科學(xué)有效的數(shù)學(xué)模型，用于在實(shí)驗(yàn)室評定濾芯元件在不同壓差下的實(shí)際壽命。該評定方法經(jīng)驗(yàn)證證明能夠科學(xué)準(zhǔn)確的評定濾芯元件的實(shí)際壽命，并對開展濾芯元件實(shí)際壽命的評定工作具有重要的指導(dǎo)意義。