可拆卸式機(jī)油濾清器的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)

1、中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS可拆卸式機(jī)油濾清器的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)可拆卸式機(jī)油濾清器的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)黃黃 軍軍（平原濾清器有限公司（平原濾清器有限公司 河南新鄉(xiāng)）河南新鄉(xiāng)）中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS目 錄中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3 近幾年，隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展，為了提高行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，各整車廠對(duì)行業(yè)內(nèi)相關(guān)零部件供應(yīng)商的要求也有了很大幅度的提高。特別是國(guó)三和國(guó)四排放法規(guī)的實(shí)施，對(duì)濾清器行業(yè)又有了更高的要求，提出了產(chǎn)品模

2、塊化、集成化、環(huán)?；囊蟆Ｆ渲协h(huán)保型可拆卸式機(jī)油濾清器就是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向和趨勢(shì)。其主要特點(diǎn)為：一、低排放；二、低能耗，三、可回收。 下面，本文將主要針對(duì)可拆卸式機(jī)油濾清器的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)行初步探討。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4 針對(duì)機(jī)油濾清器應(yīng)具有低排放、低能耗、可回收的環(huán)保需求，可拆卸式機(jī)油濾清器的開(kāi)發(fā)思考主要應(yīng)從以下幾方面考慮： a.從簡(jiǎn)化-集成的角度出發(fā),將機(jī)油濾清器、機(jī)油冷卻器和基座等設(shè)計(jì)成一個(gè)總成。 b.減少可廢棄零件，降低環(huán)境負(fù)荷。 c.從產(chǎn)品輕型化考慮，濾清器采用無(wú)金屬化材料，機(jī)油冷卻器采用鋁合金材料。 d.為達(dá)到

3、縮短開(kāi)發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的目的，開(kāi)發(fā)初期有效運(yùn)用仿真技術(shù)。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS5技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)輸入初步方案仿真分析方案確定制作快速成型件試驗(yàn)驗(yàn)證布置空間流體分析模態(tài)分析產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS （一）、工作原理：可拆卸式機(jī)油濾清器總成安裝于機(jī)油主油道之間，其主要功能是過(guò)濾機(jī)油中的雜質(zhì)，并加熱或冷卻機(jī)油，保證合適的機(jī)油溫度，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供清潔、合適粘度的機(jī)油。 （二）、應(yīng)包含的模塊：機(jī)油濾清器基座、機(jī)油冷卻器、機(jī)油濾清器、密封圈等零部件。 （三）、設(shè)計(jì)

4、方案確定需重點(diǎn)考慮的條件中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS71、發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)（舉例）中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2、基本空間（舉例）中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3、濾芯參數(shù)（舉例）a.在額定流量60l/min時(shí)，原始阻力40kPa；b.粒子原始濾清效率大于20微米的雜質(zhì)，過(guò)濾效率55%， 粒子原始濾清效率大于25微米的雜質(zhì)，過(guò)濾效率75%， 粒子原始濾清效率大于30微米的雜質(zhì)，過(guò)濾效率95%， 粒子原始濾清效率大于

5、35微米的雜質(zhì)，過(guò)濾效率99%；c.密封性：在600kPa氣壓下，歷時(shí)1min，各密封面不得滲漏；d.耐壓性能：在1.47MPa油壓下，35min內(nèi)濾清器不得滲油， 外殼不應(yīng)有破損；e.脈沖性能：在0.20.9MPa的交變油壓下，頻率 90次/分， 410 次，不得漏油和破損；f.其余按JB/T6725旋轉(zhuǎn)式機(jī)油濾清器技術(shù)條件執(zhí)行。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4、冷卻器參數(shù)（舉例）1.流體介質(zhì)牌號(hào)是CF-4級(jí)10w/40，油溫是85度；2.壓力損失：油側(cè)是85Kpa；3.進(jìn)口溫度：熱側(cè)是80-130度，冷側(cè)是約80度；4.散熱量：額

6、定點(diǎn)10kw；5.壓力損失：額定點(diǎn)85kpa；6.最大工作壓力是800kpa。7.額定點(diǎn)的流量：油：60L/min，冷卻液：70L/min。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS5、初始設(shè)計(jì)方案（舉例）中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS6、仿真優(yōu)化后設(shè)計(jì)方案（舉例）中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS7、總成主要滿足性能（舉例） 過(guò)濾性能：由濾芯結(jié)構(gòu)和性能保證 熱交換性能：冷卻器結(jié)構(gòu)和性能保證 端蓋裝配拆卸性：端蓋經(jīng)20次安裝和拆卸后

7、，滿足密封性要求。 氣候老化性能：（16h85+3h-20+6h100）X 4 ，溫度變化速度為20C/分鐘，每個(gè)循環(huán)間隔24h；要求：外觀完好、無(wú)泄漏。 耐交變壓力：按照標(biāo)準(zhǔn)ISO 4548-5進(jìn)行。試驗(yàn)溫度：235；試驗(yàn)壓力：0-9bar，正弦交變，75000次，f=1Hz；要求：外觀完好、無(wú)泄漏。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS8、總成主要失效模式 在現(xiàn)生產(chǎn)和售后常見(jiàn)的故障模式為機(jī)油壓力報(bào)警、機(jī)油泄漏、油水混合，具體體現(xiàn)為：泄油閥破裂、骨架十字架斷裂、密封圈老化、安裝面變形等。 因此在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過(guò)程控制中，需關(guān)鍵控制功能件工作

8、部位尺寸、材料選擇、生產(chǎn)工藝等。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS15 上蓋 基座 冷卻器產(chǎn)品主要由塑料端蓋、無(wú)金屬濾芯、基座、鋁合金冷卻器及塑料旁通閥等組成中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS 端蓋1、塑料端蓋：1）產(chǎn)品端蓋一般采用材料：PA66 GF35 （耐機(jī)油、耐高溫、高強(qiáng)度）；2）與基座采用螺紋連接，靠O型密 封膠圈密封，擰緊力矩為2530Nm；3）擰緊方式一般采用六方或多邊形結(jié)構(gòu)； 螺紋六方 多邊形中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN

9、FILTERS 端蓋內(nèi)部設(shè)置旁通閥，在濾芯堵塞時(shí)開(kāi)啟，機(jī)油勿需過(guò)濾 直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，保證潤(rùn)滑功能，防止拉缸。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS內(nèi)骨架 旁通閥 端蓋中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2、基座： 1）產(chǎn)品基座一般采用鋁合金材料 （ AlSi9Cu3）。 2）通過(guò)模具機(jī)加工保證產(chǎn) 品的外形及安裝方面的需求。 3）基座與冷卻器、端蓋及缸體間 密封應(yīng)重點(diǎn)考慮，注意剛度和密 封效果。 4）注意等壁厚設(shè)計(jì)，避免局部過(guò)厚 或太薄，易造成局部縮孔或變形。 5）控制安裝孔間距離和密封槽尺

10、 寸。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS初始方案仿真中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS結(jié)構(gòu)分析示例中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS基座也可采用塑料材料（ PA66 GF35) 中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3、濾芯： 1）濾紙：機(jī)油濾清器對(duì)濾紙的要求比空氣濾清器更高，主要因?yàn)闄C(jī)油的溫度變化較大，在劇烈的溫度驟變下，機(jī)油的濃度也發(fā)生相應(yīng)改變，這會(huì)影響到機(jī)油的過(guò)濾流量。機(jī)

11、油濾紙應(yīng)滿足在劇烈的溫度變化下過(guò)濾雜質(zhì)，保證足夠流量，還要求能過(guò)濾除掉一部分機(jī)油中的水分。通常需要提高濾紙的物理強(qiáng)度和化學(xué) 穩(wěn)定性，提高濾紙抗壓、抗污性能。牙型獨(dú)立牙型獨(dú)立牙型倒伏牙型倒伏等腰型等腰型 （佳）（佳） 方牙尖方牙尖 （差）（差） 腰鼓型（腰鼓型（ 極差）極差） 月牙形（月牙形（ 極差）極差） 中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS普通波紋“M”型波紋“人”型波紋中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2）濾紙合縫： 超聲波焊接合縫 膠粘接合縫 合縫片合縫中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新

12、航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3）骨架和端蓋：骨架、端蓋材料一般選取PA66 GF30，重點(diǎn)注意內(nèi)骨架強(qiáng)度設(shè)計(jì)、驗(yàn)證； 中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4）膠粘、熱板焊接： 中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4、冷卻器：采用鋁合金冷卻器，主要利用鋁及鋁合金熱傳導(dǎo)性優(yōu)良、質(zhì)量輕、無(wú)毒、加工性良好并有各種耐蝕處理方法等特點(diǎn)（重點(diǎn)考慮冷卻性能、壓力損失等）。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS5密封結(jié)

13、構(gòu)：橡膠圈復(fù)合墊鋁墊禁止使用石棉墊中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS1、性能：試驗(yàn)驗(yàn)證能夠全面滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求的機(jī)油冷卻器性能和機(jī)油濾清性能要求。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2、外形：可拆分、可回收、集成、材料品種少旋裝式可拆卸式中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3、相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參考：中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYU