康明斯动力（深圳）有限公司

 

 

新闻主题	上海弗列加空气滤清器型号及工作原理

 

摘要：空气滤清器是柴油机非常重要的配套产品之一，它保护柴油发电机，滤除空气中的硬质灰尘颗粒，向柴油发电机提供清洁空气，避免粉尘进入高速运作的气缸内造成磨损。康明斯空气滤芯主要使用复合纤维纸质滤芯，过滤效率通过滤纸等级保证，对进气系统可靠性起关键作用。对空气滤清器的要求概括来说是滤清效率高、过滤阻力小、储灰能力大、结构简单、容易保养、体积小、重量轻。很明显，这些要求是相互制约、相互矛盾的。因此，康明斯公司必须全面考虑上述的要求，妥善处理它们之间的矛盾，才能研制出理想的空气滤清器。

 

一、空气滤清器的作用和原理

 

1、空滤的作用

      空气滤清器主要应用在内燃机械等领域，作用是为这些机械设备提供清洁的空气，以防这些机械设备在工作中吸入带有杂质颗粒的空气而增加磨蚀和损坏的机率。在发电机组行业里，空气滤清器是发电机组进气系统的一个重要组成部分，随着柴油机性能的不断强化，研究表明柴油机的性能、磨损及寿命与空滤装置的性能和结构有很大的关系。发电机组空气滤清器主要负责清除空气中的微粒杂质的装置。柴油发电机是非常精密的机件，极小的杂质都会损伤柴油机。因此，空气在进入气缸之前，必须先经过空气滤清器的细密的过滤，才能进入气缸。空气滤清器是柴油机的守护神，空气滤清器状态的好坏关系着柴油机的寿命。如果发电机组运行中使用过脏的空气滤清器，会使柴油机进气不足，使燃油燃烧不完全，导致柴油机工作不稳定，动力下降、耗油量增加的现象发生。因此，发电机组必须保持空气滤清器的清洁。空气滤清器由滤芯和壳体两部分组成。空气滤清器的主要要求是滤清效率高、流动阻力低、能较长时间连续使用且无需保养。

2、空滤的工作原理

      在空气进入柴油发电机的同时，通过过滤介质将空气中的颗粒物、杂质等污染物过滤掉，使得柴油发电机能够吸入较为清洁的空气，保持较高的发电功率和寿命。空气滤清器工作过程如下：

（1）空气滤清器一般分为初级滤芯和高效滤芯两个部分。初级滤芯主要起到过滤灰尘和杂质的作用，而高效滤芯则过滤细小的颗粒物等。

（2）当空气通过机器上的入口管进入柴油发电机时，会通过初级空气滤芯。初级空气滤芯的过滤介质通常是由纤维材料、活性炭、静电纤维等材料，能够使较大的颗粒物和灰尘被过滤掉。

（3）高效空气滤芯则采用了更为高级的过滤材料，如过滤网等，用以过滤掉更小的颗粒物和更细的尘埃，使得空气更为清洁。

（4）当空气通过空气滤清器被过滤后，再通过发电机的进气管被吸入，能够使得柴油发电机的燃烧效率更高、寿命更长。

 

二、空气滤清器的分类

 

      空气滤清器通常分为单级滤清器和双级滤清器。其中，单级结构比较简单，内部只有单层空气滤芯，没有预滤器，外观如图1所示 。双层分为内外两层滤芯，过滤效果更加高效，外观如图2所示。

① 采用逆转式旋流管结构进行大颗粒粉尘(10um以上)分离，利用旋转气流产生离心力将粉尘与空气分离，使清洁空气进入下游，粉尘导入积灰盘，分离效率可以达到93%，称为粗滤；

② 采用多层复合纤维纸质滤材进行小颗粒粉尘(10um以下)拦截，将细粉尘吸附于纸质滤材上，而洁净空气通过滤纸空隙供给柴油发电机，称为精滤。双级沙漠空滤器有过滤效果好、维护方便等优点。

（2）油浴式空滤器

      这种空滤器用在多细微尘条件下工作的机型上，矿物粉尘对柴油发电机危害很大，严重时每工作一小时吸入的空气，含有的粉尘可达一公斤。

 

图1  弗列加空气滤清器实物图（单级）

图2  弗列加空气滤清器实物图（双级套装）

 

三、弗列加产品系列介绍

 

      空气滤清器最基本的技术参数是空气滤清器的空气流量，单位以每小时立方米计（m³/h），它表示允许通过空气滤清器的最大空气流量，工作原理如图3所示。一般空气滤清器的允用流量越大，则其外形尺寸及滤芯的过滤面积越大，相应容纳灰尘的容量也越大。上海弗列加滤清器有限公司生产的AH系列纸质双级空气滤清器系列见表1，外壳直径由180mm至406mm，与国内很多发电机组厂及柴油机厂配套。上海弗列加滤清器有限公司为康明斯发电机组指定的滤清器配套工厂，也是康明斯公司旗下的子公司。

1、空气滤清器的选用原则

      空气滤清器的额定空气流量必须大于柴油发电机在额定转速及额定功率下的空气流量，即柴油发电机的最大进气量。同时，在安装空间允许的前提下，适当采用大容量和大流量的空气滤清器是必要的，这有助于减小空气滤清器的阻力，增大储尘能力和延长保养周期。空气滤芯更换周期与过滤效果如图4所示。

2、上海弗列加空气滤清器特征

（1）旋流片（叶片环）

      空气通过旋流片后产生旋转，在额定空气流量时，80%以上的灰尘在离心力作用下分离，把尘土沉积在积尘盘内，使达到滤纸上的较细尘土约为吸入量的20%左右。

（2）积尘盘

      积尘盘就是收集被旋流片甩出来的较粗尘土的灰盘。

（3）排尘袋

      积尘盘内的尘土，可在发电机组的振动下自动向排尘袋集中并排出，有时可由用户定期张开袋口，进行彻底清除。

（4）安全滤芯

      为了防止主滤芯发生意外，有时它可能会出现破损或漏灰，故增加了一道安全滤芯，以保护柴油发电机不致受损。

（5）防雨帽

      防止尘土、外来物、雨或雪直接进入进气管。

（6）堵塞指示器

      当空气滤清器需要保养，进气阻力达到6.0±0.5KPa时，空气滤清器保养指示灯发亮，发出保养信号，提示用户应立即对空气滤清器进行保养或更换。

（7）可变进出口方向

      进出口方向按安装需要可采用弯角，但这种布置将增加气流阻力，减少空气滤清器流量。

 

图3  康明斯空气滤清器工作原理图

图4  弗列加空气滤清器效果对比图

 

3、空气滤清器的主要参数

● 原始阻力

      在额定流量下不大于2.2KPa，在110%额定流量下不大于2.4KPa。

● 滤清效率

      在额定流量下原始滤清效率不低于99.5%，全寿命效率不低于99.9%，旋流片粗滤效率不低于85%。

● 储尘能力

      在额定流量下，阻力达到6.35 KPa或总成滤清效率下降到99%时，空气滤清器的台架寿命试验的时间不小于12小时。

● 耐破能力

      额定流量下通过加灰使空气滤清器滤芯的阻力达到8KPa时，滤芯不得出现破裂现象。

● 耐高低温能力

      按国家标准进行试验，滤芯不得出现破裂、密封失效或出现有漏灰痕迹。

● 耐湿能力

      按国家标准试验，抗水性试验不少于200分钟，将滤芯在水中浸泡4小时，快速将阻力上升到极限6.35KPa时，滤芯不得出现破裂损坏。

● 密封有效性

      所有密封部位以及总成出口管道的密封处不得有漏气现象。

● 可靠性

      进行使用性模拟振动试验，加速度6.8g，频率33.3Hz，连续4小时，所有零部件不得出现裂损，密封部位不得失去密封有效性，即经效率试验不得有漏灰痕迹。

表1  弗列加空气滤清器主要规格技术参数表

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