康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	柴油发电机组机油滤清器的作用和分类

 

摘要：机油滤清器参数指的是机油滤清器的技术规格和性能指标。柴油发电机工作时，很多传动零件都是在很小的间隙下高速相对运动的，部件间的摩擦会产生零件的磨损、功率损耗、热量、铁屑杂质等。因此，为了使柴油发电机各个零部件间持久正常运行，就需要机油的润滑，机油在运动机件之间产生油膜，减少摩擦阻力和动力消耗，并减小零部件磨损，同时，流动的机油将摩擦产生的热量带走，冷却机件不因温度过高而烧坏机件；循环流动的机油又可将零件表面的金属屑带走。机油还有一定的粘性，填补缸壁与或活塞环间的细小间隙，减少气体才泄露，起到密封的作用。

 

 一、机油滤清器参数要求

 

      机油滤清器是发动机正常运转的关键部件之一，其参数对发动机的保护和性能起着重要的影响。以下是常见的机油滤清器参数：

1、尺寸

      机油滤清器的尺寸直接影响其适用机型范围和安装位置。不同机型的发动机可能需要不同尺寸的机油滤清器，因此在更换机油滤清器时需要选择适合原厂机型的规格。

2、滤芯材质

      机油滤清器的滤芯材质决定了其过滤效果和使用寿命。常见的滤芯材质有纸质、合成纤维和金属纤维等。其中，金属纤维滤芯的过滤效果最好，但使用寿命较短，而纸质滤芯则相对便宜但易损坏。

3、过滤精度

      过滤精度是机油滤清器的重要参数之一，直接影响机油的过滤效果，曲线如图1所示。一般来说，过滤精度越高，滤芯越细致，过滤效果也越好，但也会增加机油流量的阻力。

4、流量

      机油滤清器的流量是指其工作时机油通过的体积。流量越大，则机油过滤速度越快，但也会增加机油泄漏的风险。一般瓦楞纸材质所制，其曲线如图2所示。

      滤芯材质常用的有纤维素、金属丝网、合成纤维等，不同的材质对于过滤效果和使用寿命有着不同的影响。过滤精度是指滤芯能够过滤掉多小的颗粒，通常用微米(μm)作为单位，一般机油滤芯的过滤精度在5-30μm之间。滤芯尺寸和形状的设计则需要根据发动机的结构和使用要求进行定制。

      除了上述参数外，机油滤芯还有一些其他的性能指标，如滤芯的阻力、过滤面积、工作温度等。这些参数的好坏直接影响到机油滤芯的使用效果和寿命，因此在选购机油滤芯时需要注意这些参数的选择和匹配，以保障发动机的正常运行和保养。

 

图1  机油滤清器效率曲线

图2  机油滤清器AB2850瓦楞纸材质流量曲线

 

二、机油滤清器的种类

 

      机油滤清器的作用是滤去润滑油中各种有害杂质，防止零件配合表面的磨损，延长其使用寿命。通常在润滑系统中装有几个不同滤清能力的滤清器——粗滤器和细滤器，分别和主油道串联和并联，故滤清器可分全流式和分流式。

1、全流式滤清器

     结构和原理如图3所示。即粗滤器是和主油道串联在一起，因而柴油机大部分输送润滑油都通过它，它能滤去润滑油中粒度较大的杂质。分流式滤清器即细滤器，细滤器可以滤去极细小杂质，它和主油道并联。润滑油经细滤器滤清后回到油底壳，由于在柴油机工作过程中总有一部分润滑油通过细滤器进行过滤，因此提高了总体滤清效果，延长了润滑油使用寿命。

2、组合式机油滤清器

      康明斯C系列柴油机全流式滤清器和分流式滤清器组成组合式机油滤清器。滤清器的上部含有全流式滤芯，下部含有旁通(分流)滤芯。流过机油滤清器全流式滤芯的润滑油，进入主油道，流过滤清器旁通滤芯的润滑油通过中心管和机油冷却器座上的管道流回油底壳。

      为了防止因粗滤器堵塞而断油，在机油滤清器座中还设有一个机油滤清器旁通网。正常情况下，旁通阀关闭，机油经滤清器过滤后再进入主油道当机油滤清器堵塞时，润滑油压力升高，达到旁通阀的开启压力后，旁通阀打开，润滑油直接进入主油道，从而保证柴油机的润滑。未经滤清的润滑油将对柴油机带来不利的影响，所以应定期更换滤清器，以保证柴油机能良好地工作。

      康明斯N系列柴油机机油滤清器设置在机油冷却器下部，仅有一个滤芯，滤清器座上设有旁通阀。

3、旋装式纸芯滤清器

      康明斯K系列柴油机机油滤清器采用的是旋装式纸芯滤清器，也是分流式机油滤清器，由滤清器座和滤芯组K19型机油滤清器有两个滤芯。结构和原理如图4所示。机油滤清器上有2个柱塞—弹簧阀，一个是用来控制活塞冷却喷嘴处的油即活塞冷却阀，另一个的作用是当滤芯堵塞时旁通机油，即滤清器旁通阀。

 

图3  全流式机油滤清器原理图

图4  分流式机油滤清器原理图

 

三、机油滤清器的过滤原理

 

      康明斯柴油发电机组配有的机油滤清器是弗列加品牌，其产品实物图如图5所示。机油滤清器的过滤原理分为机械分离、离心分离和磁性吸附三类。而机械分离按其作用形式可分为纯机械分离、架空分离和吸附分离等三种。机油滤清器过滤原理如图6所示。

1、机械分离

（1）纯机械分离

      纯机械分离常见的有网格过滤，在滤材表面有一定尺寸的小孔，机油中的固态粒子，尺寸大于小 孔的就被阻拦在滤材外表面上。

（2）架空分离

      架空分离是指先有一个或数个小粒子附着于尺寸大于它们的滤材孔穴的内壁上，使孔穴的尺寸 变小，后来的粒子因为通不过去而堆积起来，形成架空现象，使过滤出来的粒子尺寸小于孔穴尺寸。由于机油中的粒子形状多数是不规则的，所以架空现象易于形成。

（3）吸附分离

      机油中存在有胶性物质，常粘附在滤材表面或孔穴内壁，这就是吸附分离。

      实际的过滤作用，不是单一原理的作用，而是上述几种原理组合起来的，也就是说为何名义孔径尺寸为50微米的滤网，能够对20微米或更小的粒子具有一定的过滤能力。

2、离心分离

      离心分离是使机油通过一个高速旋转的转子，油中杂质受离心作用被抛向转子内壁，从而从机油中分离出来。 

3、磁性吸附

      磁性吸附是利用永久磁铁将机油中的铁质粒子吸附过来，不让它们在机油中来回循环，危害机件。

 

图5  弗列加机油滤清器产品图

图6  机油滤清器原理图

 

四、机油滤清器的零部件组成

 

1、外密封圈

      机油滤与发动机之间密封连接的有效保障.它保证机油滤在正常使用时，滤芯的进油通道与外界隔绝，使润滑油在内部空间循环.

2、压盖部件

      机油滤与发动机通过螺纹相连的部件，压盖部件的连接螺纹采用挤压加工的方法，增加了螺纹壁的厚度，比原先的厚度增加了15%,大大地提升了螺纹的整体强度.有效地避免由于螺纹壁过薄且润滑系统压力过高而导致的连接不稳定现象.>止回阀片：发动机工作时的机油伴有一定的压力，打开止回阀，机油进入机滤内，一旦停机或不进油，且机油滤处于倒装的方式，该阀便关闭，能有效防止机油排空现象，有效地保证了在机油滤内部的油压建立及发动机工作时机油滤内外的油压平衡.

3、滤芯——机油滤的灵魂部件

（1）其中的滤纸是整个机油滤中最主要的零件，滤纸的品质，决定了机油滤的质量水平.机油滤采用优质的滤纸，具有良好的透气性、高效过滤性、高效储灰性、抗脆化、抗变形及使用时间长的特性.

（2）滤纸加工过程中形成的瓦楞增加滤纸的强度，并保证滤纸装配时的折距均匀性.使滤芯在机滤总成内形成的过滤通道均匀，能有效地降低过滤阻力，延长机油滤的使用寿命.

（3）滤芯内部起支撑作用的中心管采用冲孔加末端铆接的加工工艺，整体抗压强度高.使滤芯承受冷启动或环境温度低下的情况下所形成的高油压工况的能力加强.

（4）上下端盖通过滤芯胶将滤纸，中心管，上下端盖等部件组合成为一个滤芯部件.机油的过滤方向由外到里.

4、旁通阀部件

      在机油滤工作了一段时间后机油中的杂质逐渐将滤纸上的微孔堵塞，或发动机冷启动时，机油的压力一旦超过旁通阀的开启压力时，旁通阀会及时打开，使未经过滤的机油从阀孔中通过，保证润滑系统不断油.因此旁通阀也被称为安全阀.弹簧的开启压力由具备一定预紧力的绕丝弹簧来保证，部件底部的压紧弹簧或压紧弹簧片同时起到了支撑整个滤芯的作用。

5、压紧弹簧或压紧弹簧片

      采用螺旋结构或片式结构，良好的尺寸匹配能确保整个滤芯部件的定位和居中，也使止回阀片安装的稳定性提高.而片式弹簧片其微小的变形量保证了止回阀片密封的有效性。

6、外壳

      它与压盖部件之间的有效连接，将所有功能件融合成一个整体.外壳采用静电粉末喷涂方式，并有效地耐受中性盐雾试验.有效地保证了产品在环境各种下的存放周期和完好性。

 

图7  机油滤清器外密封圈	图8  机油滤清器压盖部件	图9  机油滤清器滤芯
图10  机油滤清器旁通阀	图11  机油滤清器压紧弹簧	图12  机油滤清器外壳

 

总结：

      柴油发电机在工作过程中，金属磨屑、尘土、高温下被氧化的积碳和胶状沉淀物、水等会不断混入机油，因此需要安装机油滤清器过滤掉这些机械杂质和胶质，以保持机油的清洁，延长发动机的使用寿命。机油滤清器一般串联在主油道中，其结构包括由内至外依次设置的带过滤通孔的中心管、褶皱的滤纸和外壳，外壳顶部设有螺纹盖板，螺纹盖板设有与滤纸对对应的进油口和与中心管对应的出油口，外壳底部设有旁通阀，这种机油滤清器在使用时，机油在油泵的作用下从进油口进入机油滤清器，经滤纸过滤，从中心管的过滤通孔渗出，再从出油口进入主油道。综上所述，选择适合自己机型的机油滤清器，并结合其材质、过滤精度和流量等参数，才能更好地保护发动机，延长柴油发电机组寿命。

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