可拆卸式機油濾清器的開發(fā)設(shè)計

1、中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS可拆卸式機油濾清器的開發(fā)設(shè)計可拆卸式機油濾清器的開發(fā)設(shè)計黃黃 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)的競爭優(yōu)勢，各整車廠對行業(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。特別是國三和國四排放法規(guī)的實施，對濾清器行業(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?。其中環(huán)保型可拆卸式機油濾清器就是未來的一個發(fā)展方向和趨勢。其主要特點為：一、低排放；二、低能耗，三、可回收。 下面，本文將主要針對可拆卸式機油濾清器的開發(fā)設(shè)計進行初步探討。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4 針對機油濾清器應(yīng)具有低排放、低能耗、可回收的環(huán)保需求，可拆卸式機油濾清器的開發(fā)思考主要應(yīng)從以下幾方面考慮： a.從簡化-集成的角度出發(fā),將機油濾清器、機油冷卻器和基座等設(shè)計成一個總成。 b.減少可廢棄零件，降低環(huán)境負荷。 c.從產(chǎn)品輕型化考慮，濾清器采用無金屬化材料，機油冷卻器采用鋁合金材料。 d.為達到

3、縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)風(fēng)險的目的，開發(fā)初期有效運用仿真技術(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)計輸入初步方案仿真分析方案確定制作快速成型件試驗驗證布置空間流體分析模態(tài)分析產(chǎn)品開發(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：可拆卸式機油濾清器總成安裝于機油主油道之間，其主要功能是過濾機油中的雜質(zhì)，并加熱或冷卻機油，保證合適的機油溫度，為發(fā)動機提供清潔、合適粘度的機油。 （二）、應(yīng)包含的模塊：機油濾清器基座、機油冷卻器、機油濾清器、密封圈等零部件。 （三）、設(shè)計

4、方案確定需重點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)動機基本參數(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，原始阻力40kPa；b.粒子原始濾清效率大于20微米的雜質(zhì)，過濾效率55%， 粒子原始濾清效率大于25微米的雜質(zhì)，過濾效率75%， 粒子原始濾清效率大于30微米的雜質(zhì)，過濾效率95%， 粒子原始濾清效率大于

5、35微米的雜質(zhì)，過濾效率99%；c.密封性：在600kPa氣壓下，歷時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)牌號是CF-4級10w/40，油溫是85度；2.壓力損失：油側(cè)是85Kpa；3.進口溫度：熱側(cè)是80-130度，冷側(cè)是約80度；4.散熱量：額

6、定點10kw；5.壓力損失：額定點85kpa；6.最大工作壓力是800kpa。7.額定點的流量：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，每個循環(huán)間隔24h；要求：外觀完好、無泄漏。 耐交變壓力：按照標準ISO 4548-5進行。試驗溫度：235；試驗壓力：0-9bar，正弦交變，75000次，f=1Hz；要求：外觀完好、無泄漏。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)和售后常見的故障模式為機油壓力報警、機油泄漏、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。 因此在開發(fā)設(shè)計及生產(chǎn)過程控制中，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 （耐機油、耐高溫、高強度）；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，在濾芯堵塞時開啟，機油勿需過濾 直接進入發(fā)動機，保證潤滑功能，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）通過模具機加工保證產(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)重點考慮，注意剛度和密 封效果。 4）注意等壁厚設(shè)計，避免局部過厚 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：機油濾清器對濾紙的要求比空氣濾清器更高，主要因為機油的溫度變化較大，在劇烈的溫度驟變下，機油的濃度也發(fā)生相應(yīng)改變，這會影響到機油的過濾流量。機

11、油濾紙應(yīng)滿足在劇烈的溫度變化下過濾雜質(zhì)，保證足夠流量，還要求能過濾除掉一部分機油中的水分。通常需要提高濾紙的物理強度和化學(xué) 穩(wěn)定性，提高濾紙抗壓、抗污性能。牙型獨立牙型獨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，重點注意內(nèi)骨架強度設(shè)計、驗證； 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、無毒、加工性良好并有各種耐蝕處理方法等特點（重點考慮冷卻性能、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：試驗驗證能夠全面滿足設(shè)計目標要求的機油冷卻器性能和機油濾清性能要求。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