杜丹豐,劉紅玉,于 淼,李 亮

(東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院，哈爾濱 150040)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾芯過(guò)濾理論研究方法

杜丹豐,劉紅玉,于 淼,李 亮

(東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院，哈爾濱 150040)

空氣濾芯的主要作用是過(guò)濾掉空氣中的雜質(zhì)，保證進(jìn)入氣缸的空氣質(zhì)量，減少氣缸的磨損，其質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和使用壽命。過(guò)濾理論的研究對(duì)于提高空氣濾芯的過(guò)濾性能、改善空氣濾芯的結(jié)構(gòu)具有重要意義。對(duì)近幾年文獻(xiàn)進(jìn)行分析，介紹了空氣濾芯的作用與種類，給出了發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾芯應(yīng)用過(guò)濾理論的研究情況，分別對(duì)拉格朗日方法、計(jì)算流體力學(xué)方法、離散單元法、格子Boltzmann方法等幾種過(guò)濾理論研究方法的特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行比較。

汽車；發(fā)動(dòng)機(jī)；空氣濾芯；過(guò)濾理論

發(fā)動(dòng)機(jī)空濾(下文簡(jiǎn)稱空濾)主要作用是過(guò)濾空氣中的塵沙，保證進(jìn)入氣缸的空氣質(zhì)量，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件[1-2]。已有研究表明：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的早期損壞70%與空濾有關(guān)[3-4]，它的質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和使用壽命，也是國(guó)家規(guī)定的內(nèi)燃機(jī)質(zhì)量強(qiáng)制檢驗(yàn)項(xiàng)目之一?？諡V過(guò)濾性能的好壞取決于濾清器本身的結(jié)構(gòu)、選用的濾芯材料及其加工質(zhì)量。目前，空濾結(jié)構(gòu)性能進(jìn)一步的提升出現(xiàn)了技術(shù)瓶頸，雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)濾芯材料的研制技術(shù)取得了很大進(jìn)展，但實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程繁冗。因此，過(guò)濾理論的研究對(duì)于提高空氣濾芯材料過(guò)濾性能，改善空氣濾芯的結(jié)構(gòu)，提升空濾研發(fā)效率具有重要意義。

1 空氣濾芯結(jié)構(gòu)種類

目前，發(fā)動(dòng)機(jī)中常用的空濾主要有慣性油浴式空濾、紙質(zhì)干式空濾、聚氨酯濾芯空濾等幾種。慣性油浴式空濾由于具有濾清效率較低、質(zhì)量大且成本高、維護(hù)不便等缺點(diǎn)，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中已逐漸被淘汰。紙質(zhì)干式空濾是目前應(yīng)用最廣泛的汽車用空濾，主要有微孔濾紙濾芯、無(wú)紡布濾芯、纖維濾芯等幾類[5]。不同的濾芯由于結(jié)構(gòu)的不同，使得它們有不同的過(guò)濾機(jī)理，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及過(guò)濾機(jī)理如表1所示。

表1 濾芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及過(guò)濾機(jī)理Table 1 Structural characteristics and filtration mechanism of air filter

2 發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾芯過(guò)濾理論研究情況

吳一敏[6]研究了車用空氣濾芯的現(xiàn)狀，介紹了微孔濾紙濾芯應(yīng)用的主要過(guò)濾機(jī)理。陳峰[7]研究了微孔濾紙的組成，介紹了濾紙濾芯的主要過(guò)濾機(jī)理，分析了影響其過(guò)濾的主要性能指標(biāo)。

耿鑫等[8]認(rèn)為：干式無(wú)紡布作為濾料與顆粒間的摩擦力較大，濾清效率較低；而濕式無(wú)紡布濾芯主要使粒子與濾料孔徑之間產(chǎn)生一種粘著力，使濾料捕捉粒子的機(jī)會(huì)大大增加，從主濾芯透過(guò)的粒子有可能再次被安全濾芯攔截。

Thomas等[9]通過(guò)采用熒光標(biāo)定的氣溶膠粒子對(duì)纖維濾芯的過(guò)濾特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，然后將含塵濾料切成若干個(gè)薄層切片，采用電鏡掃描技術(shù)進(jìn)行掃描觀察，分析過(guò)濾深度的變化對(duì)顆粒沉積特性的影響，為纖維濾芯的過(guò)濾理論提供了基礎(chǔ)。Daehwan Cho等[10]對(duì)納米纖維過(guò)濾器的過(guò)濾效率和納米纖維過(guò)濾器壓降進(jìn)行了評(píng)估。Subramanian Sundarrajan等[11]探討了應(yīng)用靜電紡絲納米纖維去除空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物，認(rèn)為相對(duì)于活性炭和玻璃纖維過(guò)濾器來(lái)說(shuō)，納米纖維過(guò)濾器可以提高過(guò)濾效率，將其單獨(dú)使用或者聯(lián)合其他常規(guī)過(guò)濾器共同使用，對(duì)于去除具有揮發(fā)性的納米顆粒和細(xì)菌將會(huì)很有意義。莊子威等[12]認(rèn)為經(jīng)典過(guò)濾理論沒(méi)有考慮納米顆粒物在纖維表面反彈并降低過(guò)濾效率的可能性，通過(guò)研究表明HEPA (高效空氣過(guò)濾)需要考慮顆粒物反彈效應(yīng)對(duì)過(guò)濾效率的影響。白冰等[13]分析了影響微米木纖維濾芯性能的因素，得到了隨著木纖維等效半徑、濾芯長(zhǎng)度和和填充率變化的過(guò)濾效率和阻力變化曲線。

3 過(guò)濾理論研究方法

過(guò)濾理論研究方法主要有拉格朗日方法、 計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)、離散單元法(DEM)及格子Boltzmann方法。

3.1 拉格朗日方法

拉格朗日方法被認(rèn)為是通過(guò)氣溶膠顆粒跟蹤得到軌跡的方法，由斯托克斯方程的數(shù)值解得到氣流場(chǎng)并根據(jù)粒子跟蹤，確定纖維上的粒子沉積部位。當(dāng)多孔介質(zhì)的雷諾數(shù)小于1時(shí)，可使用ANSYS代碼來(lái)高效求解纖維空隙之間的斯托克斯流方程[14]。

拉格朗日方法可用于研究微孔濾紙濾芯和纖維濾芯。A.M.Saleh[15]在比較3-D模型和1-D模型哪個(gè)更適合模擬纖維過(guò)濾器的過(guò)濾性能研究中，使用拉格朗日方法得到顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡，并確定不同粉塵負(fù)荷下纖維過(guò)濾器的效率和壓降。王偉[16]等在對(duì)柴油機(jī)空濾內(nèi)的氣固兩相流研究中，通過(guò)建立灰塵顆粒模型，對(duì)顆粒采用拉格朗日方法計(jì)算顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，得到灰塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡圖像，計(jì)算不同粒徑顆粒的過(guò)濾效率。A.Ortiz-Arroyo[17]利用拉格朗日方法表示深床過(guò)濾器過(guò)濾時(shí)微粒的沉積，分析了各種過(guò)濾階段與各種過(guò)濾機(jī)理下的過(guò)濾效率和過(guò)濾系數(shù)等。Perrine Pepiot[18]將歐拉-拉格朗日方法用于分析流化床的二維和三維模型，實(shí)現(xiàn)了粒子運(yùn)動(dòng)跟蹤。

拉格朗日方法雖然應(yīng)用較為廣泛，但也有不足：沒(méi)有考慮已沉積的顆粒對(duì)后來(lái)顆粒的影響；認(rèn)定顆粒只要接觸到纖維就被捕集；忽略了顆粒間的相互作用。

3.2 計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的普及以及計(jì)算能力的不斷提高，加上一些近似計(jì)算方法如有限差分法、有限元法等的發(fā)展，基于數(shù)值計(jì)算的計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法正在沖擊并改變著傳統(tǒng)的工業(yè)過(guò)程設(shè)計(jì)方法。這種數(shù)值方法通過(guò)建立一些控制方程，加上數(shù)值計(jì)算理論和方法并結(jié)合一些初始和邊界條件，得到各種場(chǎng)如流場(chǎng)、溫度場(chǎng)等分布的真實(shí)情況。

CFD方法對(duì)微孔濾紙濾芯、無(wú)紡布濾芯及纖維濾芯均適用。葉青等[19]基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)、計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)(CSD)，釆用數(shù)值模擬方法，建立了理論模型，研究了袋式除塵器過(guò)濾、清灰階段流場(chǎng)分布特性。Bin Xu等[20]基于理論分析和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種半解析模型，用來(lái)說(shuō)明過(guò)濾性能(過(guò)濾效率和壓降)和加載在兩個(gè)不同的粒子沉積結(jié)構(gòu)下的顆粒之間的關(guān)系。錢付平[21]利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)對(duì)纖維過(guò)濾器內(nèi)部氣-固兩相流動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值研究，并將數(shù)值計(jì)算值和經(jīng)典模型及實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了比較。

計(jì)算流體力學(xué)方法有豐富的物理模型，強(qiáng)大的后處理功能，是目前應(yīng)用較多的研究方法。但在應(yīng)用過(guò)程中建模比較復(fù)雜，耗時(shí)大。

3.3 離散單元法(DEM)

DEM方法把顆粒間的相互作用力模擬成彈性力、阻尼力以及摩擦滑移等機(jī)理模型來(lái)計(jì)算。DEM將顆粒視為非連續(xù)介質(zhì)，在初始狀態(tài)下，各顆粒有其固定的位置，處于力平衡狀態(tài)。當(dāng)作用力系或邊界條件發(fā)生變化時(shí)，顆粒的空間狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生新的作用力系狀態(tài)，使更多顆粒由于作用力的傳遞產(chǎn)生新的運(yùn)動(dòng)和位移。DEM方法的計(jì)算是交替采用牛頓第二定律和接觸的力-位移方程來(lái)完成的。

DEM方法適用于微孔濾紙濾芯和纖維濾芯。于先坤[22]在其研究中引入離散單元法，模擬分析了纖維過(guò)濾過(guò)程中顆粒群的特性對(duì)過(guò)濾特性的影響。王國(guó)呈[23]使用DEM方法，對(duì)黏性顆粒在纖維體上沉積進(jìn)行散體力學(xué)動(dòng)態(tài)模擬，并將結(jié)果與CFD-DPM和CFD-DEM耦合的結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，該方法可以更準(zhǔn)確地描述顆粒物在纖維上的沉積特性。朱小潔[24]通過(guò) CFD-DEM 耦合技術(shù)，模擬纖維過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部的氣-固兩相流動(dòng)，研究纖維與顆粒的特性對(duì)顆粒沉積和團(tuán)聚的影響，改變過(guò)濾介質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)以分析其對(duì)介質(zhì)過(guò)濾特性(包括壓力損失和過(guò)濾效率)的影響。

DEM方法有著同時(shí)考慮多顆粒間的相互作用以及顆粒位置的連續(xù)變化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，也有一些不足：不能區(qū)分出不同材料的顆粒以及不能考慮顆粒的變形。

3.4 格子Boltzmann方法(LBM)

在格子Boltzmann方法中，將流體假定為虛擬的顆粒，模擬這些顆粒在網(wǎng)格點(diǎn)上的碰撞并遷移。因?yàn)榕鲎岔?xiàng)的復(fù)雜，引入并使用了BGK碰撞算子[25]。格子Boltzmann方法近年來(lái)在理論和應(yīng)用研究等方面取得了迅速的發(fā)展，具有無(wú)需反復(fù)計(jì)算、可使用大規(guī)模并行計(jì)算、能處理顆粒沉積后的復(fù)雜流場(chǎng)、邊界條件容易設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ倪^(guò)濾理論研究方法。

格子Boltzmann方法對(duì)微孔濾紙濾芯、無(wú)紡布濾芯及纖維濾芯均適用。對(duì)于復(fù)雜的沉積結(jié)構(gòu)，很多學(xué)者通過(guò)采用格子Boltzmann(LBM)的方法進(jìn)行數(shù)值模擬。Shahram Talebi等[26]使用LBM方法模擬纖維濾清器內(nèi)的流體流動(dòng)，研究一些參數(shù)如固體體積分?jǐn)?shù)、雷諾數(shù)、斯托克斯數(shù)等對(duì)過(guò)濾性能的影響。Jonggeun Ban g等[27]使用格子Boltzmann方法跟蹤運(yùn)動(dòng)的粒子，得到粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，驗(yàn)證了清潔纖維的過(guò)濾效率和壓降。趙海波等[28]使用格子Boltzmann方法模擬多纖維過(guò)濾器的過(guò)濾過(guò)程，然后對(duì)纖維的排列方式、分離比及質(zhì)量因數(shù)對(duì)捕獲效率的貢獻(xiàn)進(jìn)行了研究。王浩明等[29]利用LBM兩相流模型對(duì)多層纖維捕集顆粒物過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了不同纖維配置方式下系統(tǒng)壓降與捕集效率的變化。Wang等[30]建立了外力作用下顆粒在規(guī)則格子點(diǎn)上移動(dòng)的模型，利用LB方法研究單纖維捕集顆粒物的過(guò)程。

格子Boltzmann方法既準(zhǔn)確、高效，又能處理復(fù)雜的邊界，被認(rèn)為是用于模擬復(fù)雜幾何形狀的流體流動(dòng)的最有前途的工具，可用以分析纖維過(guò)濾器性能相關(guān)參數(shù)的影響，但不足的是，該方法目前還處于快速成長(zhǎng)階段，與其他數(shù)值方法相比，理論體系還不夠完善，在很多領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用仍處于探索階段。

各種數(shù)值模擬方法的對(duì)比如表2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了車用發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾芯的種類，分析了過(guò)濾理論的應(yīng)用情況，并總結(jié)了拉格朗日方法、計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)、離散單元法(DEM)和格子Boltzmann方法(LBM)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。這些方法之間不是相互排斥的，而是互相兼容的。它們?cè)诓煌潭壬隙即嬖谥徊婊蛑丿B。其中CFD方法應(yīng)用最為廣泛；其次是拉格朗日方法與DEM方法。若是忽略顆粒的影響，則選擇拉格朗日方法，若是要考慮顆粒的材料及顆粒間的相互作用，則選擇DEM方法。對(duì)于具有復(fù)雜邊界的流場(chǎng)來(lái)說(shuō)，選擇格子Boltzmann方法更高效。

表2 數(shù)值模擬方法對(duì)比Table 2 Comparison of numerical simulation methods

[1] 博世濾清器.發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保證[J].汽車與配件,2005 (39):51.

BOSCH filter.Guarantee of normal engine operation[J].Automobile and Accessories,2005(39):51.

[2] 熊空宇.發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器的選用[J].工程機(jī)械與維修,2003(9):128-129.

XIONG Kongyu.Selection of engine air filter[J].Construction Machinery and Maintenance,2003(9):128-129.

[3] FODOR J.Improving the Economy of I.C.Engine Life by Controlling the Contaminants Through Filtration[C]//World Filtration Congress III.1982:77-80.

[4] FODOR J.Improving the Economy of I.C.Engine Life by Filtration[J].Tribology Intimation,1979(12):127-129.

[5] THOMAS D,PENIEOT P,.Clogging of fibrous filters by solid aerosol particles:experimental and modeling study[J].Chemical Engineering Science and Technology.2001,56(4):3549-3561.

[6] 吳一敏.車用空氣濾清器的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車研究與開(kāi)發(fā),1999 (3):42-51.

WU Yimin.Present situation and development trend of vehicle air filter[J].Automobile Research and Development,1999(3):42-51.

[7] 陳峰.淺談微孔濾紙的組成及性能指標(biāo)[J].工藝技術(shù),2012 (8):23-25.

CHEN Feng.Composition and performance index of microporous filter paper[J].Technological Process,2012(8):23-25.

[8] 耿鑫.寧洪巖.霍玉榮.濕式無(wú)紡布安全濾芯的試驗(yàn)研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件.2015 (1):24-26.

GENG Suang,NING Hongyan,HUO Yurong.Experimental study on the safety filter of wet non-woven fabric[J].Internal Combustion Engine & Parts,2015(1):24-26.

[9] THOMAS D,PENIEOT P.Clogging of fibrous filters by solid aerosol particles:experimental and modeling study[J].Chemical Engineering Science and Technology.2001,56(4):3549-3561.

[10]DAEHWAN C,ALEXANDER N,MARGARET W F,et al.Further Improvement of air filtration efficiency of cellulose filters coated with nanofibers via inclusion of electrostatically active nanoparticles[J].Polymer,2013,54(9):2364-2372.

[11]SUBRAMANIAN S,KWONG L T,SOON H L,et al,Electrospun Nanofibers for Air Filtration Applications[J].Procedia Engineering,2014,75:159-163.

[12]莊子威,張振中,江鋒.高效纖維濾料過(guò)濾納米顆粒物時(shí)的反彈效應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué)研究.2014,27(8):835-840.

ZHUANG Ziwei,ZHANG Zhenzhong,JIANG Feng.Experimental Research on the Bounce Effect of Nanoparticles during Filtration by HEPA Filter MEDIA[J].Research of Environmental Sciences,2014,27(8):835-840.

[13]白冰.柴油車炭化微米木纖維過(guò)濾芯排氣捕集機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué),2011.

BAI Bing.Study on the mechanism and experiment of diesel exhaust particulate filter[D].Haerbin:Northeast Forestry University,2011.

[14]HOSSEINI S A,TAFRESHI H V.Modeling particle-loaded single fiber efficiency and fiber drag using ANSYS-Fluent CFD code[J].Computers & Fluids,2012,66(15):157-166.

[15]SALEH A M,HOSSEINI S A,TAFRESHI H V.3-D microscale simulation of dust-loading in thin flat-sheet filters:A comparison with 1-D macroscale simulations[J].Chemical Engineering Science,2013,99(9):284-291.

[16]王偉.基于STAR-CD的柴油機(jī)空氣濾清器內(nèi)氣固兩相流研究[D].濟(jì)南：山東輕工業(yè)學(xué)院，2010.

WANG Wei.tudy on gas solid two phase flow in diesel engine air filter based on STAR-CD[D].Jinan:Shandong Institute of Light Industry,2010.

[17]ORTIZ-ARROYO A,LARACHI F.Lagrange-Euler-Euler CFD approach for modeling deep-bed filtration in trickle flow reactors[J].Separation and Purification Technology,2005,41(2):155-172.

[18]PERRINE P,OLIVIER D.Numerical analysis of the dynamics of two- and three-dimensional fluidized bed reactors using an Euler-Lagrange approach[J].Powder Technology,2012,220:104-121.

[19]葉青.袋式除塵器過(guò)濾清灰過(guò)程流場(chǎng)特性的數(shù)值模擬研究[D].南昌：南昌大學(xué),2012.

YE Qing.Numerical simulation study on flow field characteristics of dust removal process of bag filter[D].Nanchang:Nanchang University,2012.

[20]XU Bin,WU Ya,CUI Pengyi.Semi-analytical and computational investigation of different dust loading structures affecting the performance of a fibrous air filter[J].Particuology,2014,13:60-65.

[21]錢付平,王海剛.隨機(jī)排列纖維過(guò)濾器顆粒捕集特性的數(shù)值研究[J].土木建筑與環(huán)境工程,2010,32(6):120-126.

QIAN Fuping,WANG Hai-gang.Numerical Analysis on Particle Capture Characteristics of Fibrous Filters with Random Structure[J].Journal of Civil,Architectural & Environmental Engineering,2010,32(6):120-126.

[22]于先坤.顆粒物在纖維過(guò)濾介質(zhì)中過(guò)濾特性的模擬研究[D].馬鞍山:安徽工業(yè)大學(xué),2012.

YU Xiankun.Simulation study on filtration characteristics of particulate matter in fiber filtration media[D].Maanshan：Anhui University of Technology,2012.

[23]王國(guó)呈.粘性顆粒在纖維體上沉積的數(shù)值模擬方法優(yōu)化[D].馬鞍山：安徽工業(yè)大學(xué),2015.

WANG Guocheng.Numerical simulation of deposition of viscous particles on the fiber[D].Maanshan：Anhui University of Technology,2015.

[24]朱小潔.纖維過(guò)濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的三維重建及其過(guò)濾特性的數(shù)值模擬[D].馬鞍山：安徽工業(yè)大學(xué),2013.

ZHU Xiaojie.Three dimensional reconstruction of fiber filter media model and numerical simulation of filtration characteristics[D].Maanshan：Anhui University of Technology,2013.

[26]MARZIE B R,SHAHRAM T,OMID A,et al.Investigation of the characteristics of particulate flows through fibrous filters using the lattice Boltzmann method[J].Particuology,2015,21:90-98.

[27]BANG Jonggeun,YOON Woongsup.Stochastic analysis of a collection process of submicron particles on a single fiber accounting for the changes in flow field due to particle collection[J].Journal of Mechanical Science and Technology,2014,28(9):3719-3732.

[28]WANG Haoming,ZHAO Haibo,WANG Kun,et al.Simulation of filtration process for multi-fiber filter using the Lattice-Boltzmann two-phase flow model[J].Journal of Aerosol Science,2013,66:164-178.

[29]王浩明,趙海波,鄭楚光.并列和錯(cuò)列纖維過(guò)濾器穩(wěn)態(tài)除塵過(guò)程的格子Boltzmann模擬[J].化工學(xué)報(bào).2013,5(64):1621-1628.

WANG Haoming,ZHAO Haibo,ZHENG Chuguang.Simulation of steady filtration process for parallel and staggered fibrous filter by lattice Boltzmann method.[J].CIESC Journal,2013,5(64):1621-1628.

[30]WANG H．ZBAO H,GUO Z．Numerical simulation of particle capture process of fibrous filters using lattice Boltzmann two — phase flow model[J]．Powder Technology,2011,227:111-122.

(責(zé)任編輯 劉 舸)

Analysis of Filtering Theory Research Methods for Air Filter Element of Automobile Engine

DU Dan-feng, LIU Hong-yu, YU Miao, LI Liang

(College of Transportation, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

The main function of air filter is filtering out the impurities in the air, ensuring the purity air into the cylinder, and reducing the wear of the cylinder. Therefore, the quality of air filter element directly affects the reliability and service life of the engine. The theory of filtration is very important for improving filter performance and enforcing structure of air filter. Firstly, the paper analyzes the literature of air filter in recent years, and introduces the function and category of the air filter; then gives the application of filtration theory research of air filter for automobile engine; lastly, the characteristics and applications of the Lagrange Method, Computational Fluid Dynamics Method, Discrete Element Method and Lattice Boltzmann Method are compared.

vehicle; engine; air filter; filtration theory

2016-10-16

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31470611)；黑龍江省科學(xué)基金資助項(xiàng)目(E2015055)；哈爾濱市應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(2015RAQXJ035)

杜丹豐(1972—)，男，黑龍江人，博士，副教授，主要從事汽車節(jié)能減排研究，E-mail:ddf72@163.com。

杜丹豐,劉紅玉,于淼,等.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾芯過(guò)濾理論研究方法[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué))，2017(1):15-20.

format：DU Dan-feng, LIU Hong-yu,YU Miao,et al.Analysis of Filtering Theory Research Methods for Air Filter Element of Automobile Engine[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)，2017(1):15-20.

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2017.01.003

U464.134.4

A

1674-8425(2017)01-0015-06