1、电控汽油喷射发动机汽油滤清器霍玉荣1汽油的清洁状况汽油黏度低,透明度高,看起来很清澈,使人们容易产生一种错觉,认为汽油干净。实际情况是,原油在冶炼分馏过程,以及汽油储运过程,会混进灰分,机械杂质,汽油存放过程,会氧化变质生成胶质一种褐色的粘稠沉淀物,汽油容器中的空气,有水蒸气,温度变化过程,会析出水滴混入汽油。80 年代初期,作者对长春市个别加油站和汽车油箱,随机采样分析,结果见下表:国别 中国(长春) 前苏联 美国加油站 9.1 3.2 1.6杂质含量( g/t) 汽车油箱 34.9 13.1上表表明,我国汽油污染是严重的,特别是汽油油箱更为严重。仔细算一算,从空气和汽油进入发动机的机械杂质
2、量,汽车正常行驶,空燃比为 15:1 ,即汽车每烧掉 1kg 汽油,则需要消耗 15kg 空气,假定为干净的沥青路面,空气灰尘浓度按 0.001g/m计,则从 1kg 汽油吸入 0.035g 杂质,而随空气吸进的灰尘为 0.012g,随汽油吸进的杂质量是随空气吸进杂质量的 3倍,以往对空气滤清器都比较重视,而对汽油滤清器则容易忽视,这实际上也是一种误区。机械杂质的化学成分如下:汽油中杂质化学元素成分(取样分析结果)元素 铁 硅 钠 钾 镁 锌 铬 硫 磷 砷 其他含量% 28.0 20.0 5.0 5.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.0 其余杂质中主要成分是铁和硅,硬度高,对缸
3、套,活塞环是一种坚硬的磨料。硫和磷,在燃烧过程中,分别生成硫酸和磷酸,会引起缸体等零件的腐蚀,砷是有毒物质,损害人类健康。传统的汽油机,不象柴油机那样,有高压油泵,油嘴之类的精密偶件,但是杂质粒子透过汽油滤清器,会造成化油器量孔磨损,损坏正常供油规律,使发动机动力性,经济性恶化。杂质粒子进入燃烧室,加剧了缸套,活塞环,气门导管及气门的磨损,使发动机早期磨损,降低发动机的寿命。对电控汽油喷射发动机,汽油中的颗粒杂质会导致喷油嘴的磨损,破坏供油规律,汽油的滤清更是非常重要的。2电控汽油喷射发动机的发展基本概念汽车污染源有四个: 曲轴箱,占排放总量的 20%,解决办法,采用封闭强制曲轴箱通风系统。
4、尾气,占排放总量的 60%,解决办法,采用三元催化反应器,二次燃烧系统。 化油器, 油箱,占 20%,解决办法,采用电喷技术。汽油机电喷技术的关键是可燃烧混合气的空燃比和点火时刻,这是影响发动机动力性,经济性,排气净化的两个决定因素。因此,精确地控制空燃比和点火时刻是电控发动机的主要内容。优点电控汽油喷射发动机使汽车动力性提高 5%10%,油耗下降 5%10%,排放污染物大幅度下降。简单发展史30 年代,首先在航空发动机上应用了汽油喷射技术。二次大战后,用于军用发动机,50 年代末用于赛车发动机。70 年代,出现能源危机,各国有制定了汽车的燃烧经济性法规。两种法规逐年提高,越来越严格,使机械式
5、化油器和分电器点火难以胜任,迫使汽车工业寻求各种技术途径,实现节油和降低排放。70 年代末,80 年代初电控汽油喷射发动机得到迅猛的发展。90 年代,美国三大汽车公司的轿车几乎 100%应用电控汽油喷射系统。基本结构原理汽油机可燃烧混合气形成,有两种:化油器式汽油机节气门上部喉管文邱利喷嘴效应,产生高度真空,将化油器浮子室的汽油吸入喉管,送给发动机。电控汽油喷射发动机不用化油器,供油系统由空气系统,燃油系统,控制系统组成。根据检测的空气流量信号,以及各种工况参数信号,由微电脑计算出发动机燃烧时所需要的汽油量,向喷油器提供喷油脉冲信号,向喷油器供给一定压力的汽油,通过喷油器喷出。汽油喷射为下面三
6、个位置之一。 燃油直接喷射到汽缸称直接喷射; 燃油喷到进气管,进气阀的前边 燃油喷到节流阀体,称为间接喷射燃油系统燃油系统由油箱,燃油泵(电动燃油泵) ,燃油滤清器,输油管,燃油压力调节器,喷油器,喷油压力随着不同的系统而变化,一般为 68.9344.7kPa 。油压调节器保持喷油器内与进气管内恒定的压力 250kPa 。3电控汽油喷射发动机汽油滤清器滤除机械杂质和水分。应有一定的过滤精度,保护喷油器防止腐蚀。串联在油管中,在燃油泵的后边。汽油滤清器工作条件承受较高的压力,400450kPa 。较高的燃油流量,需要较大的回油量。进出口压差不应超过一定限值 10kPa 。过压密封性及负压密封性。
7、总成高的清洁度。滤清效率 50% 5.5m 75%11.0m 90%16m 。过滤精度 46m 。爆破强度800kPa 。滤水性能 应有一定的滤水能力纳污能力 压力降低到 45kPa 应1.1g温度交变试验 -40120 10 个循环震动强度 2025h 4g耐腐蚀 耐汽油性材料 不产生静电电控汽油滤清器的设计确定燃油流量和工作压力:确定结构形式:滤芯材料,客体材料,滤芯和壳体承受较高的应力不变形,不开缝,不泄露。壳体用钢板深拉延或铝材冷挤压,应有足够的刚度,封口可靠。滤芯面积计算:A=16.7Q/F式中 A滤芯面积(纸芯) ,cm;Q燃油流量,L/min;F滤芯允许流量,cm。一般 F 值取 0.002 左右。壳体容积计算:应尽可能加大壳体容积,使汽油的杂质胶质水分充分沉降下来,壳体容积取多大,要容纳下,计算出来的滤芯,可以按下式估算;V=Qt式中 V滤清器容积,LQ汽油流量,L/mint 汽油在沉淀杯停留时间,推荐取 t1.2min;对现在的电控汽油喷射发动机汽油,滤清器分析,相应排量的发动机,电控汽油滤清器的容量约为化油器发动机汽油滤清器的 57 倍。汽油滤清器的滤料:滤纸,超高分子材料,非织造布。