摩托車空氣濾清器性能檢測方法

空氣濾清器是摩托車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的重要部件，主要是濾去空氣中的灰塵、雜物和水份，以減少發(fā)動機(jī)氣缸、活塞、曲軸等運(yùn)動部件的磨損及防止化油器孔道堵塞，部分空氣濾清器還兼有進(jìn)氣消聲作用?？諝鉃V清器既是性能部件又是功能部件，尤其是濾清效率、通氣阻力等性能參數(shù)直接影響發(fā)動機(jī)的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、使用可靠性和耐久性等。很多整車廠和專業(yè)廠對空氣濾清器各項(xiàng)檢測試驗(yàn)數(shù)據(jù)不夠重視，沒有認(rèn)識到空氣濾清器性能檢測不準(zhǔn)確會直接影響與化油器的精確匹配。

目前，摩托車空氣濾清器現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法執(zhí)行的是QC/T 230-1997《摩托車和輕便摩托車空氣濾清器技術(shù)條件》和QC/T 29117.21-93《摩托車和輕便摩托車產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)發(fā)動機(jī)空氣濾清器質(zhì)量評定方法》。隨著摩托車檢測技術(shù)的發(fā)展，這2個標(biāo)準(zhǔn)中的部分技術(shù)要求也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的修改。

1、額定空氣流量
1.1額定空氣流量的計(jì)算
額定空氣流量的計(jì)算公式為：
Q＝0.06nVnεη/C?（1）式中：Q——額定空氣流量，m3/h
n——發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速，r/min
Vn——發(fā)動機(jī)排量，L
ε——發(fā)動機(jī)充氣系數(shù)
η——脈沖系數(shù)，取值參照標(biāo)準(zhǔn)
C——發(fā)動機(jī)沖程系數(shù)
求單缸二沖程和四沖程發(fā)動機(jī)額定空氣流量時(shí)，（1）式可簡化為：
二沖程發(fā)動機(jī)額定空氣流量：Q＝0.054nVn（2）
四沖程發(fā)動機(jī)額定空氣流量：Q＝0.0639nVn（3）

1.2額定空氣流量值的選取
額定空氣流量是空氣濾清器試驗(yàn)的基礎(chǔ)參數(shù)，由于空氣濾清器結(jié)構(gòu)型式多樣性，要準(zhǔn)確計(jì)算額定空氣流量存在一定的困難，為試驗(yàn)方便和具有對比性，可參照表1數(shù)值，以發(fā)動機(jī)排量為依據(jù)，適當(dāng)選取額定空氣流量值。雖然額定空氣流量的計(jì)算值和選取值有一定偏差，但只要額定空氣流量確定后，在試驗(yàn)中就要嚴(yán)格控制，它的變化將直接影響進(jìn)氣阻力和濾清效率的測試準(zhǔn)確性。參考：空氣過濾器http://www.chaopingtech.com/

2、進(jìn)氣阻力

2.1進(jìn)氣阻力的測定

當(dāng)空氣從空氣濾清器的進(jìn)氣口吸入，從出氣口流出時(shí)，由于能量損失，會產(chǎn)生壓力差，稱進(jìn)氣阻力。進(jìn)氣阻力必須被控制在一定范圍內(nèi)，按標(biāo)準(zhǔn)測定，只考核進(jìn)氣原始阻力，即額定空氣流量下的進(jìn)氣阻力。實(shí)際測試中，按額定空氣流量的

20％、40％、60％、80％、100％、110％在試驗(yàn)臺上檢測變流量情況下的進(jìn)氣阻力，它反映了變流量條件下進(jìn)氣阻力隨進(jìn)氣量的變化情況。

2.2進(jìn)氣阻力的偏差控制

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)氣原始阻力的極限偏差應(yīng)控制在規(guī)定值的10％以內(nèi)，根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)控制在7％以內(nèi)為宜。實(shí)際中，當(dāng)阻力較大時(shí)進(jìn)氣較少，混合氣偏濃；當(dāng)阻力較小時(shí)進(jìn)氣較多，混合氣偏稀，兩者都會影響發(fā)動機(jī)燃燒，并直接反映在發(fā)動機(jī)輸出功率、燃油消耗和排放指標(biāo)上。隨著摩托車排放限值及化油器調(diào)整精度的日益提高，對空氣濾清器進(jìn)氣阻力的控制指標(biāo)也應(yīng)隨之改變，以滿足適當(dāng)空燃比的要求，而這個問題恰恰被很多主機(jī)廠忽視。

3、濾清效率

3.1濾清效率的計(jì)算

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，濾清效率為空氣濾清器濾出的試驗(yàn)粉塵量W1（以質(zhì)量計(jì)）和供給的試驗(yàn)粉塵量W之比，用百分?jǐn)?shù)表示。絕對濾清器濾出的試驗(yàn)粉塵量為W2，由于空氣濾清器的試驗(yàn)設(shè)備為非標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)設(shè)備，故不同廠家在試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法上也不相同，但基本原理是相同的，如圖1所示。由于空氣流量需要比較準(zhǔn)確的檢測控制，現(xiàn)在試驗(yàn)設(shè)備大多用變頻器控制真空泵電動機(jī)，用伺服電動機(jī)控制流量調(diào)節(jié)閥（旁通閥），用計(jì)算機(jī)在變頻器和伺服電動機(jī)之形成閉環(huán)控制，以達(dá)到精確的控制空氣流量。濾清效率η＝W1/W×100％

現(xiàn)在，有很多主機(jī)廠采用另外一種計(jì)算方法：濾清效率η＝（W-W2）/W×100％

上述2種計(jì)算方法在理論上是一致的，但實(shí)際檢測中卻存在差異，筆者認(rèn)為第2種方法便于檢測，并與實(shí)際使用狀況相符合。

3.2原始濾清效率

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在額定空氣流量下，加入規(guī)定數(shù)量的試驗(yàn)粉塵后，所測得的濾清效率為原始濾清效率，即以加入粉塵量來控制試驗(yàn)條件。

另一種方法是，設(shè)定初期進(jìn)氣阻力增加值ΔP1，當(dāng)初期進(jìn)氣阻力增加值達(dá)到ΔP1時(shí)，計(jì)量粉塵量，算出濾清效率。

3.3全壽命濾清效率

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，向空氣濾清器內(nèi)加入試驗(yàn)粉塵，當(dāng)進(jìn)氣阻力達(dá)到規(guī)定值P（定值）時(shí)，所測得的值為全壽命濾清效率。

另一種方法是，當(dāng)進(jìn)氣阻力增加值達(dá)到ΔP2時(shí)，所測得的值為全壽命濾清效率。由于空氣濾清器結(jié)構(gòu)型式多樣，進(jìn)氣阻力相對較多，所以規(guī)定進(jìn)氣阻力增加值更為合理。需要明確的是，這里指的全壽命不是指空氣濾清器損壞不能使用為止，而是指發(fā)動機(jī)仍能達(dá)到正常性能條件下的使用壽命。具體表現(xiàn)為，隨著空氣濾清器粉塵量的增加，通氣阻力增加，當(dāng)增加到某一阻力增加值ΔP2，而無法滿足發(fā)動機(jī)正常工作時(shí)作為壽命結(jié)束。

3.4濾清效率曲線

根據(jù)計(jì)算出的濾清效率，以加入的試驗(yàn)粉塵量為橫坐標(biāo)，以濾清效率為縱坐標(biāo)，繪制濾清效率曲線，如圖2所示，對比不同的空氣濾清器或試驗(yàn)濾芯，曲線上升較緩慢者為佳。

4、儲灰能力

空氣濾清器的儲灰能力是用來評價(jià)空氣濾清器使用中除塵能力的指標(biāo)，儲灰能力越強(qiáng)使用壽命越長，維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間間隔就越長。由于受內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，有一些顆粒較大的粉塵在慣性或離心力的作用下被分離出來，而不是吸附在濾芯上，這樣就大大提高了空氣濾清器的使用壽命。此指標(biāo)與空氣濾清器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和濾材的選用有密切關(guān)系。

5、密封性試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，儲灰試驗(yàn)結(jié)束后，立即分解空氣濾清器檢查各密封部位，不能有泄露粉塵的痕跡。在實(shí)際密封性試驗(yàn)檢查中，由于有些時(shí)候粉塵泄露量較少，泄露部位不易察覺，采用淋水試驗(yàn)或浸水試驗(yàn)法便于檢查。

6、耐振動性試驗(yàn)

按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的耐振動性強(qiáng)度試驗(yàn)，振動頻率和加速度都比國外試驗(yàn)要求低很多。國外多以100～200Hz的頻率和15g的加速度為試驗(yàn)要求，而目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求對空氣濾清器單獨(dú)進(jìn)行耐振動性試驗(yàn)的都較少，主機(jī)廠大都采用路試耐久、底盤耐久或整車加振耐久等試驗(yàn)方法測試，對于耐振動試驗(yàn)而言，上述試驗(yàn)顯然不夠充分，導(dǎo)致部分空氣濾清器在使用中損壞，這點(diǎn)應(yīng)引起主機(jī)廠的重視。

7、其它注意事項(xiàng)

試驗(yàn)中，額定空氣流量的準(zhǔn)確性、阻力壓差檢測的準(zhǔn)確性、試驗(yàn)粉塵稱量的精確性等都會影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

7.1加入試驗(yàn)粉塵時(shí)的濃度控制

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，單級空氣濾清器為0.5g/m3，雙（多）級空氣濾清器為2.0g/m3。上述濃度限值由于試驗(yàn)設(shè)備和加灰器的不同有時(shí)不便于控制，在測試時(shí)可根據(jù)額定空氣流量換算為g/min后進(jìn)行。如當(dāng)額定空氣流量為60m3/h時(shí)，加灰濃度可換算為

0.5g/min來控制。此外，在很多參考資料上，試驗(yàn)粉塵濃度設(shè)定過高，不利于試驗(yàn)，因?yàn)闈舛冗^高，加入粉塵速度過快，會影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

7.2濾清效率是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的確定

目前，國內(nèi)很多摩托車車型是由國外引進(jìn)的，由于試驗(yàn)所用設(shè)備和粉塵等不同，濾清效率設(shè)計(jì)要求值與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)不可能完全等同。

國外車型中，濾清效率設(shè)計(jì)要求值都比較低，這是因?yàn)閲庠囼?yàn)粉塵顆粒的平均粒徑較國內(nèi)使用的粉塵顆粒的平均粒徑要小，所以不能直接判斷試驗(yàn)結(jié)果是否合格，而應(yīng)先對比試驗(yàn)條件是否相同。另外，考慮到國內(nèi)路況的實(shí)際情況，適當(dāng)提高濾清效率的設(shè)計(jì)要求是必要的。

7.3濾清效率是否滿足使用要求的確定

儲灰試驗(yàn)或路試耐塵試驗(yàn)結(jié)束后，觀察空氣濾清器過濾后干凈腔室側(cè)的粉塵程度，尤其是空氣濾清器出氣和化油器喉口處的粉塵殘留情況。在路試耐久試驗(yàn)結(jié)束后，確認(rèn)發(fā)動機(jī)熱力部分有無早期磨損，是否與濾清效率有關(guān)。另外，統(tǒng)計(jì)并確認(rèn)市場故障件中因?yàn)榭諝鉃V清器原因?qū)е碌臒崃Σ糠衷缙谀p情況，用戶空氣濾清器維護(hù)、濾芯更換的頻度，可以綜合判斷空氣濾清器濾清效率是否滿足使用需要，試驗(yàn)是否準(zhǔn)確。