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一、 空气滤清器基本知识

1、  概述

空气滤清器的作用是防止沙粒和尘土流入发动机进气系统,保养发动机的气缸、活塞及活塞环,延长发动机的使用寿命使发动机燃油燃烧充分,以免除灰尘对发动机的磨损,进而确保发动机功率的有效发挥和使用寿命的延长,同时降低对环境的污染

按照杂质被清除的方式,空气滤清器可分为三类:

惯性式:利用气流在急速改变流动方向时,因尘粒具有较大的惯性而被清除较大的颗粒。

油浴式:空气进入滤芯前,在气流转向处流过机油表面,因惯性作用而甩出大颗粒,尘土被油液粘附。

过滤式:利用气流通过滤芯微孔或者狭窄、曲折的滤芯通道时产生多次碰撞,使尘土被阻挡或粘附在滤芯上,这是一种主要的滤清方式,对清除微尘土最有效。

现代发动机上使用的空气滤清器,综合了以上三种滤清方式,形成了综合式的空气滤清器。

2 、工作原理

发动机工作时,空气由盖3与外壳2之间的空隙进入,经纸质滤芯1被滤清,进入接管通向化油器。为延长纸质滤芯的使用寿命,一般情况下在汽车每行驶12000km进行一次保养,即将它取出用手轻拍,或用压缩空气吹去积灰。

3、空滤器主要性能指标

额定流量

空滤器的额定流量是由主机厂所规定的,技术人员在空滤器产品图样标出。在标准大气压下通过空滤器出气口的空气流量,它应与发动机在标定功率下所需供气量相匹配。单位:立方米/小时(m3/h)。

发动机的额定空气流量可根据其工作容积、额定转速和充气系数等来确定,其计算方法如下:

四冲程发动机Q = 0.5×103.Vn.N.η.ε

二冲程发动机Q =10-3.Vn.N.η.ε

滤清效率

空气中的尘土等是内燃机气缸套、活塞、活塞环、气门和气门导管以及其它运动零件磨损的主要根源。干式空气滤清器最重要任务就是确保给予内燃机足够的保护,避免一定颗粒的灰尘对内燃机的磨损。

滤清效率是空气滤清器最重要的技术指标,它是指试验件滤除特定试验粉尘的能力,以百分数表示。其计算公式如下:

当用称量绝对滤芯法时,η = 1-Mj / Mg×100%

当用称量试验件法时,η =Ms / Mg +Mc / Mg )×100%

原始阻力

总成原始阻力:当额定空气流量下通过装有新滤芯的总成时,在总成出气口所测取的静压,以帕(毫米水柱)表示,Pa(mmH2O)

滤芯原始阻力:将新滤芯与阻力测量管相连接,在额定空气流量下所测取的静压,与用一理想喷嘴取代滤芯后所测取的静压之差,以帕(毫米水柱)表示,Pa(mmH2O)

空气滤清器总成的堵塞终了阻力是指总成试验室寿命试验终了的总成阻力,以帕(毫米水柱)表示,Pa(mmH2O)

堵塞终了阻力到了时,内燃机将因得不到足够空气供气供应而将产生排气冒黑烟,动力不足等问题。

试验室试验寿命

空气滤清器总成试验室试验寿命:在额定空气流量下,以规定的粉尘浓度,在连续均匀向总成内加入粉尘,当总成阻力达到堵塞终了阻力时,向总成内加入粉尘的累计时间,以小时表示,h

单级总成试验室试验寿命:8 h

不具有旋流管粗滤器的多级总成试验室试验寿命:10 h

具有旋流管粗滤器的多级总成试验室试验寿命:16 h 

二、空滤器设计原则

1、空滤器总体设计原则    

由于摩托车结构的特殊性,给设计工程师带来了一定难度,但不管怎样,空滤器应在结构允许的条件下尽量减少进气阻力。进气系统的阻力取决于许多变量,这些变量包括进出气管子的截面尺寸、空滤器的结构、弯管的类型、过滤材料类型、有效过滤面积等,精确确定系统阻力的唯一方法是在经验基础上通过测试。

空气滤清器的安装应使空气滤清器上的任何密封表面变形,应坚固并且十分牢靠地固定在车架上,能够确保空气滤清器在拆卸纸滤芯时没有困难,不必拆卸其它零件。

空气滤清器最好是布置离化油器较近的发动机的上边。这样经过滤芯的空气可以就近输送到化油器内,避免了空气流通的阻力。

2、空滤器零部件设计原则

(1)、进、出气 管  

气管道使用的部件要经过充分的计算和考虑,首先管道在承受最大的阻力条件下不得被吸瘪,在管道的每一处联接处,在任何时候都要保持永久密封,以防止灰尘进入,尤其在滤清器与发动机的进口处之间的管道不得有任何泄漏和细微的小孔,否则会使大量的灰尘进入发动机,而导致发动机故障。

进气口必须设置在雨、雪、灰尘不易进入的部位;应避免将发动机排出的废气吸入进气系统;进气口之前不应有其它零部件阻挡。原始进气口位置要求尽可能高,防止雨、雪进入进气系统。

(2)、滤芯
滤芯作用是滤除空气中较大的颗粒,如灰尘、砂砾等,目前主要有滤纸和海绵两种材质,滤纸的过滤效果与微孔直径有关,气阻相对常用过滤海绵要大,如果希望减小整体的气阻,可以加大滤纸面积,但耐水性较差,不可重复使用,维护周期内气阻成线性上升。
    海绵的过滤效果较差,如果希望提高过滤效果,则需加大厚度,而厚度与气阻成正比,因此滤纸更适于制造空滤。但海绵耐水性好,可重复使用,维护费用低,在一个维护周期间气阻变化不大。

(3)、壳体

     出于环保的需要,曲轴箱内的废气和化油器油室的汽油蒸汽需要重新送入气缸燃烧,因此在空滤壳体上应保留有相关的接口。

在空滤器内部要设计排水孔,并考虑在壳体安装位置下设置排水

三、空滤器故障及保养

空滤器是需要经常维护保养的部件,空滤器的质量对发动机的工作有很大影响:若空滤器堵塞,会导致进气不畅,使发动机工作不良,用户抱怨几乎都表现在"功率不足"、 "速度上不去""加速性差"、“燃油消耗的增加等方;若空滤器损坏,会使沙尘等颗粒随空气进入气缸,导致活塞与气缸壁等磨损加剧,增加润滑油泥的产生,所以我们要经常对空滤器进行维护保养。一般摩托车行驶1000~2000千米就要检查空滤器或其下端的软管是否有尘土或水分,如果有就要对其进行维护保养。

1、泡沫滤芯的维护

A 拆下空气滤清器盖,取出滤芯滤芯导向件。
B. 用压缩空气吹除网板上的尘土,检查滤清泡沫,如果缺损或损坏,应更换。如果太脏就应用溶剂清洗,可用挤压的方法除去滤芯中多余的溶液,注意不要损坏滤芯。
C. 将机油涂抹到滤芯的表面,保持滤芯的湿度,但不可滴油。
D 将各部件按拆卸相反的方向安装即可。

2纸质滤芯的维护

A. 取出滤芯,

B. 在平坦表面上轻松拍打,使其清洁,

C. 如果很脏,更换滤芯,或者 在无泡沫洗涤剂中清洗 用流水经网眼面彻 底冲洗,直至流出水变清,使用前将滤芯直立,彻底晾干。

重要:纸质滤芯不可用石油溶剂清洗,如煤油、汽油,否则会损坏滤芯,更不要烘干纸滤芯

四 、关重部件要求及控制

1.滤材

1)、滤纸的性能

项目

单位

性能指标

试验方法

滤纸厚度

Mm

0.45±0.03

GB451.3

滤纸质量

g/m2

135±5

滤纸树脂含量

g/m2

35-40

GB451.2

滤纸透气量

 =200Pa

L/100cm2.min

300

Q/QXY02-2004

滤纸耐破度

KPa

360

GB454

滤纸水份

%

2-5

GB462

(2)、泡沫的性能

项目

单位

性能指标

试验方法

国产

进口

密度

Kg/m3

22±2

28±2

GB6343

拉伸强度

KPa

150

200

GB6670

断裂伸长率

%

250

300

GB6670

硬度

N

110±30

110±30

GB10807

孔数

(/25mm)

45

50

3)、滤材检验

A、泡沫和纸质过滤材料以采购回厂相同品种规格的交货批为一批次,进行外观、尺寸检验。抽样按GB/T2828规定在检验批中一次抽样检查。

B、泡沫滤芯和纸质芯以生产加工相同品种,规格的交货批为一批次进行性能检验。

2.壳体和进出气管

空滤器壳体选用耐热老化,高刚性的填充改性共聚聚丙烯材料,进、出气管一般采用软质聚氯乙烯塑料,其性能如下表。材料进厂时,试料的采取方法是从与产品的质量相同的材料中随机抽样,按注射成型制作,所定的形状试验片。试验片原则不少于5个。要求材料供应方提供材料质报告书。

  

项目

单位

一般用

实验方法

密度

G/CM3

0.92~0.96

GB/T1033

 拉伸强度

MPa

18

GB/T1040

     冲击强度(简支梁)

KJ/M2

20

GB/T1043

     洛氏硬度R

90

GB9342

     软化点(维卡)

120

GB1633

    热空气老化性能

125/72h

GB3512

聚丙烯性能

聚氯乙烯塑料性能

项目

单位

标准

试验方法

密度

  g/3 1.4~1.6 1.4 GB1033

1.4~1.6

GB1033

拉伸强度

MPa

10

GB1040

断裂伸长率

%

250

GB1040

邵氏硬度

60~70

GB2411

                   

 

聚丙烯和软质聚氯乙烯塑料经(注塑)成型为壳体和进、出气管,其性能如下;

1)外观技术要求(检测方法:目测)

A、产品完整、无缺陷变形、无表面拉伤和划痕.

B、产品外观光亮度和色泽基本一致,不允许有较明显的热花和冷斑现象.

C、产品无明显的凹凸现象,关键份(指装配处)不允许有凹凸现象.

D、产品飞边应修剪整齐,干净,不允许有产品修伤现象.

2)尺寸技术要求:

A、塑料(注塑)件与配套件有安装孔尺寸要求或有其它尺寸要求应符合配套件安装尺寸要求或按图纸尺寸检验.(检测方法:用专用测量器具或游标卡检测.)

B、塑料(注塑)件壳体和壳盖的配合尺寸,应配合自如无障碍,不允许有安装困难以及合缝后因产品变形造成缝隙.(检测方法:用专用测量工具检测)

C、有嵌件的塑料(注塑)件要求嵌件安装位置准确嵌件内不允许有   塑料注入.(检测方法:用游标卡尺和目测)

3)检验

外观、尺寸技术要求应常规检验抽样、按GB/T2828中规定抽样检验。

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