李凱（睿能（沈陽）熱泵技術(shù)有限公司,沈陽110136）

空氣濾清器性能測試臺的設(shè)計(jì)

李凱
（睿能（沈陽）熱泵技術(shù)有限公司,沈陽110136）

摘要：隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們對空氣濾清器的性能要求越來越高。本次研究介紹了空氣濾清器性能測試臺的設(shè)計(jì)原理、組成部分、試驗(yàn)步驟等內(nèi)容，為空氣濾清器產(chǎn)品性能的測試工作提供了重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：空氣濾清器；性能測試臺；設(shè)計(jì)

1引言

內(nèi)燃機(jī)作為一種有效的提供動(dòng)力的熱機(jī)，廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。內(nèi)燃機(jī)在工作過程中要吸入空氣與燃油進(jìn)行混合燃燒，并對外界輸出功?？諝庵泻械碾s質(zhì)會(huì)加劇內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部的磨損，縮短內(nèi)燃機(jī)的使用壽命。為了有效的去除空氣中的雜質(zhì)，要在內(nèi)燃機(jī)吸氣口處設(shè)置一個(gè)除塵裝置，這個(gè)裝置就是空氣濾清器。

2空氣濾清器簡介

空氣濾清器主要由外殼及濾芯兩部分組成。根據(jù)濾芯的不同，空氣濾清器可分為干式及濕式兩種。干式空氣濾清器的濾芯材料多為濾紙或無紡布，裝用時(shí)濾芯不能沾有機(jī)油或水。濕式空氣濾清器濾芯材料多為海綿狀的聚氨酯材料，裝用時(shí)需在濾芯上加入機(jī)油。

3測試設(shè)備設(shè)計(jì)依據(jù)及原理

3.1設(shè)計(jì)依據(jù)

為了對空氣濾清器產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行測試，本次研究進(jìn)行了空氣濾清器測試臺的研究。設(shè)計(jì)測試臺時(shí)，應(yīng)滿足表1所示的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

表1常用空氣濾清器性能測試標(biāo)準(zhǔn)

3.2設(shè)計(jì)原理

空氣濾清器測試臺就是通過真空泵工作抽氣，使經(jīng)過粉塵供給裝置混合噴出的含塵空氣流經(jīng)空氣濾清器的過程。在此過程中，采集粉塵供給量、進(jìn)出口壓差等測試數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算和分析，最后得出結(jié)果報(bào)告。測試臺應(yīng)具備空氣流量和粉塵供給量調(diào)節(jié)功能，從而滿足不同規(guī)格型號的空氣濾清器試驗(yàn)條件。

4測試臺的組成

4.1粉塵供給部分

粉塵供給部分由干燥器、粉塵供給裝置及粉塵噴射器組成，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置空氣調(diào)壓閥。由于試驗(yàn)用灰一般易吸水，所以應(yīng)在空氣源后端設(shè)置干燥器進(jìn)行除水。粉塵供給裝置是按照一定的粉塵供給速率為測試系統(tǒng)供給試驗(yàn)用灰的設(shè)備。每次加灰速率與平均加灰速率的偏差不大于5%。粉塵噴射器可以簡單的看成是一個(gè)三通。當(dāng)干燥空氣通過時(shí)會(huì)在旁路產(chǎn)生負(fù)壓將粉塵吸入與空氣混合排出。

4.2阻力測量部分

阻力測量部分包括進(jìn)、出口測壓管和差壓變送器，用于測量空氣濾清器的進(jìn)氣阻力，并為儲灰能力試驗(yàn)提供判定條件。判定條件一般為進(jìn)氣阻力達(dá)到某一設(shè)定值，設(shè)定值一般由空濾器生產(chǎn)廠家提供或按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。

4.3絕對濾清器部分

絕對濾清器用于收集通過被測件的試驗(yàn)粉塵，進(jìn)行濾清效率計(jì)算。為了避免污染后部管路。絕對濾清器分為殼體和濾芯兩部分。殼體應(yīng)分為可打開的兩體，以便方便安裝和更換絕對濾濾芯。殼體上、下部分應(yīng)設(shè)置成圓錐形或方錐形。濾芯材料一般為玻璃纖維，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定玻璃纖維直徑應(yīng)在（0.76～1.27）μm，最小厚度為12.7mm，最低密度為9.5kg/m3，并要求過濾精度達(dá)到99%。

4.4空氣流量調(diào)節(jié)部分

空氣流量調(diào)節(jié)部分主要由調(diào)節(jié)閥、節(jié)流裝置、抽氣機(jī)和測量元器件組成。其主要功能是為測試臺提供可調(diào)節(jié)的空氣流量。

5試驗(yàn)過程及步驟

5.1準(zhǔn)備工作

首先，按要求調(diào)試粉塵供給裝置，使其能按要求的粉塵供給速率送粉。其次，稱量試驗(yàn)前被測空氣濾清器質(zhì)量并作記錄。第三，稱量試驗(yàn)前絕對濾清器濾芯質(zhì)量。第四，安裝好絕對濾清器濾芯，并將空氣濾清器安裝在測試設(shè)備上。

5.2進(jìn)氣阻力測試

啟動(dòng)真空泵，調(diào)節(jié)空氣流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使空氣流量達(dá)到被測空氣濾清器的額定流量。通過差壓變送器采集被測空氣濾清器進(jìn)、出口兩端壓差并記錄。再次調(diào)節(jié)空氣流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使空氣流量達(dá)到被測空氣濾清器的額定流量的50%。接下來再次采集被測空氣濾清器進(jìn)、出口兩端壓差并記錄。

5.3濾清效率測試

開啟真空泵，向粉塵供給裝置中加入所需的試驗(yàn)灰。啟動(dòng)粉塵供給裝置，將試驗(yàn)用灰噴入被測空氣濾清器。噴入試驗(yàn)用灰達(dá)到要求量后停止試驗(yàn)，關(guān)閉粉塵供給裝置。關(guān)閉真空泵。卸下被測空氣濾清器，稱量試驗(yàn)后質(zhì)量并作記錄。最后，稱量試驗(yàn)后絕對濾清器濾芯質(zhì)量進(jìn)行濾清效率計(jì)算。

絕對濾清器稱量法計(jì)算公式：

η—濾清效率

D1—絕對濾清器濾芯實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量

D2—絕對濾清器濾芯實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量

B—加灰量

此外，對于濕式濾清器來說，還應(yīng)對其進(jìn)行失油率試驗(yàn)。

6結(jié)論

空氣濾清器性能測試臺是空氣濾清器設(shè)計(jì)單位開發(fā)新產(chǎn)品的試驗(yàn)設(shè)備，也是空氣濾清器生產(chǎn)廠家進(jìn)行產(chǎn)品檢測和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家進(jìn)行空氣濾清器入廠檢驗(yàn)的必備設(shè)備。本次研究介紹了空氣濾清器的組成部分、設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)過程，為空氣濾清器測試臺的設(shè)計(jì)提供了可參考的方法。

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