机油滤清器耐低温性能评价

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摘 要：发动机工作过程中，金属磨屑、尘土、高温下被氧化的积碳和胶状沉淀物、水等不断混入油。机油滤清器的作用就是滤掉这些机械杂质和胶质，保待油的清洁，延长其使用期限。文章就机油滤清器耐低温性能评价的方法进行了阐述和分析。

关键词：机油滤清器；机油滤清器；诊断与排除

发动机的机油在工作一段时间后，其中混有发动机工作过程中零部件摩擦产生的金属磨屑；机油本身产生的胶状沉淀物和机油高温下被氧化过程中的产物如各种有机酸、焦质沥青以及碳化物会随同机油进入油道，造成油路堵塞；以及其他外来杂质如空气中的尘土通过呼吸管、加油口等处进入曲轴箱；还有漏入浊底壳的水等，这些杂质会促进零部件的磨损，产生腐蚀或咬死运动件，从而加速发动机的磨损。因此在发动机的系统中必须增设机油滤清器，以滤除上述存在于机油中的有害杂质，保护主机零部件，延长其使用寿命。

1.机油滤清器的作用

机油滤清器的作用就是滤掉机械杂质和胶质，保待油的清洁，延长发动机使用期限。机油滤清器应具有滤清能力强，流通阻力小，使用寿命长等性能。一般系中装用几个不同滤清能力的滤清器--集滤器、粗滤器和细滤器，分别并联或串联在主油道中。其中粗滤器串联在主油道中，为全流式；细滤器并联在主油道中，为分流式。机油滤清器上游是机油泵，下游是主油道。 现代轿车发动机上普遍只设有集滤器和一个全流式机油滤清器。

2.机油滤清器的技术特点

机油滤清器对滤纸的要求比空气滤清器更高，主要因为机油的温度变化从0到300度不等，在剧烈的温度骤变下，机油的浓度也发生相应改变，这会影响到机油的过滤流量。优质机油滤清器的滤纸能够在剧烈的温度变化下，过滤杂质，保证足够流量。橡胶密封圈：优质机油的滤清器密封圈是用特殊橡胶合成的，保证100%不漏油。回流抑制阀：只有优质机油滤清器中才有。当发动机熄火时，它能防止机油滤清器变干；当发动机重新点火时，它立即产生压力，供给机油发动机。溢流阀：只有优质机油滤清器中才有。当外部温度降低到某一特定值或当机油滤清器超出正常使用期限时，溢流阀会在特殊压力作用下打开，让未经过滤的机油直接流进发动机。尽管如此一来，机油中的杂质会进入发动机，但比起发动机中没有机油而造成的损失而言，它要小得多。因此溢流阀是在紧急情况下保护发动机的关键。

3.密封圈低温技术要求和测试方法

3.1低温静压强度

把产品和试验夹具放入低温箱中，采用-30℃*2h，670kPa*1h（油压），-40℃*2h，670kPa*lh（油压），-40℃*24h，1800kPa*1h（油压）试验通过的机油滤清器，还是无法通过-30℃低温试车。应按照SAE HS 806：2001第11.5节要求（管路，油箱，产品在低温室中）来评价旋装滤清器密封垫圈的低温密封性。鉴于冷脆温度无法准确衡量耐低温性能，已报批的行业标准《汽车滤清器用橡胶密封件》采用低温回缩温度Trl0，但都必须用标准试片，而橡胶密封圈一般较小，无法在产品上取到测试需要的试片。

3.2玻璃化温度

用DSC方法测量Tg，只需要10g左右的不规则样品，可以从产品上直接取样，因此我们建议采用测量Tg的方法。Tg为玻璃化温度，橡胶玻璃化温度是橡胶由玻璃态向高弹态转变的温度。以玻璃化温度为界。高分子聚合物的物理性质随高分子链段运动自由度的变化而呈现显著的变化。当温度低于橡胶玻璃化温度时，由于橡胶分子链运动被冻结，分子链段运动也大部或全部被冻结，因而失去弹性，此时它的许多物理性质如膨胀系数、比热容、热导率、介电常数、密度、弹性模量等都发生突变，利用这一现象就可以测定橡胶的玻璃化温度。热容的变化使热分析方法成为测定高分子材料玻璃化温度的一种有效手段。目前用于玻璃化温度测定的热分析方法主要为差热分析（DSC）。当温度逐渐升高.通过高分子聚合物的玻璃化转变温度时，DSC曲线上的基线向吸热方向移动，利用出吸热峰的位置可以得到Tg。从以上检测结果看，这种NBR橡胶配方的Tg温度为-29.99度，则在-30度以下，橡胶突然向玻璃态转变，刚度变大，弹性变小。如果此时密封法兰不平，内部压力过大的话，原有的法兰面密封压力不能达到让橡胶形变而达到密封要求，可能发生泄漏。但是如果是这种泄漏原因的话，应该是温度回升以后就不再发生的。因为橡胶的玻璃化转变是可逆的，温度恢复到-30度以上，橡胶又回复到高弹态。

3.3机油冷却器盖板

该盖板既当盖板用，与底座一起形成机油冷却器的冷却水腔，同时又是安装机油冷却器的座板，在两端的内侧面上设有两个法兰面，分别与机油冷却器的进出油口法兰对接，通过各自的油道，分别将来自机油滤清器的油引入机油冷却器。把经过冷却的油经连接管引向柴油机气缸体主油道进口以及盖板的进油道或出油道上。并装上集中控制喷油冷却活塞的压力控制阀，这两种布置方式均在使用，前者有利于缩短外接管路，后者能更有效地冷却活塞，而且也有利于降低油的温度，因为被冷却的油量增加了。

4.结论

设旁通阀的目的是起安全保护作用，在使用中，机油冷却器若没有得到必要的维护和保养。就有可能出现堵塞的情况，有了旁通阀，一旦发生堵塞，旁通阀就能自行打开。让油越过机油冷却器进入柴油机的主油道，避免由于中断而损坏柴油机。所以橡胶件应采用玻璃化温度测试确定耐低温性能。橡胶件应采用低温压缩永久变形已进一步确定耐低温性能。机油滤清器应按照SAE HS 806：2001第11.5节评价旋装滤清器密封圈的低温性能。探索低温脉冲疲劳试验进一步评价低温性能。通过改进NBR配方研制满足-35℃环境条件下使用的密封圈，超过-35℃建议主机厂使用HNBR。

参考文献：

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[2]王自龙，柴油机燃油系统使用中存在的几个问题[J].农机质量与监督，2013