機油濾清器壓差實驗室比對結果分析

王熾軍,梁濤

(廣州機械科學研究院有限公司，廣東廣州 510663)

機油濾清器壓差實驗室比對結果分析

王熾軍,梁濤

(廣州機械科學研究院有限公司，廣東廣州 510663)

為了考察各參與比對的實驗室之間機油濾清器差壓-流量特性結果的一致程度、實驗室儀器設備的準確度、檢測人員技術水平及數據處理的準確程度，確保各實驗室的關鍵量值范圍及不確定度均能保持在規定的范圍內，使結果的量值溯源有效，某實驗室在檢測行業范圍內組織開展了一次機油濾清器差壓-流量特性的實驗室間比對，并根據比對結果提出相關建議。

機油濾清器；差壓-流量特性；量值溯源；實驗室間比對

0 引言

隨著中國汽車行業的不斷壯大，汽車零部件產業也隨之高速發展，易耗品濾清器的性能問題將日益突出。作為汽車“肺部”的機油濾清器在凈化機油的同時必須保證系統供油壓力及流量正常，如濾清器工作異常將直接影響到汽車燃油消耗量及功率損耗的增加，尾氣排放的不達標，那么作為考核濾清器性能最基礎的差壓-流量特性顯得尤其重要。文中對機油濾清器差壓-流量特性的實驗室間比對展開了實踐探索和理論研究工作，對濾清器檢測技術具有一定的指導意義。

文中主要研究目標為利用Z值分析與再現性分析兩種方法，識別各實驗室提供的數據的離散程度，并結合檢測方法分析各個可能影響結果的因素，給出減少誤差的建議，使實驗室在下次檢測時能對檢測過程做好有效的監控，使結果更準確可靠。

1 檢測方法與條件

1.1 依據標準

此次實驗室比對試驗標準采用GB/T 8243.1-2003/ISO 4548-1:1997《內燃機全流式機油濾清器試驗方法 第1部分：差壓-流量特性》。檢測標準要求試驗介質為24 mm2/s試驗液，濾清器在指定牌號機油控制相應的溫度可得到需求的黏度，在濾清器10%～110%額定流量之間，按大致相等的增量至少取4個流量點(最好8個)，測試不同的壓力降。考慮數據量的龐大，文中僅對額定流量下數據進行處理與研究，其他流量點研究方法類同。

1.2 試驗件及工裝濾座

由于此次測試項目的特殊性，考慮到每次測試實驗室的試驗液將對樣品有一定的污染，會影響到下一個實驗室測試的結果。因此，主導實驗室選擇樣品時采用同一批次，在同批次樣品無差異性的基礎上進行比對。

此次實驗室比對試驗件采用旋裝式機油濾清器。為保證試驗件的一致性，試驗件由主導實驗室統一提供(按字母代號每個參加單位3個型號，每型號1件)；工裝濾座由主導實驗室統一提供；額定流量為15 L/min。

2 檢測結果

參加此次實驗室比對的4家單位(以下稱實驗室)均返回了試驗報告，每實驗室1份，共計4份。所有4家實驗室的主要數據匯總情況見表1。

表1 4家實驗室的數據匯總表

3 數據分析

3.1 Z值分析

根據檢測結果服從正態分布以及置信概率(一般為95%)的設定，可得出檢測實驗室能力驗證評價的準則：

|Z|≤2，滿意、通過；

|Z|≥3，不滿意、不通過；

2<|Z|<3，可疑。

所謂“可疑”，實際上也是不滿意，只不過離群的程度較小而已。

3.1.1 標準差

評價參加實驗室的檢測能力，通常采用Z比分數。Z比分數的一般表達式為：

式中:A為參加實驗室對散樣A的測得值；

A0為散樣A的公議值(文中方案使用平均值)；

S為樣本標準差。

根據表1數據整理可得到表2。

表2 4家實驗室的Z值標準差分析

3.1.2 標準IQR

當有條件時(比對實驗室總數至少4家)，為將離群值的影響降至最小，可采用穩健的統計量(如中位置、標準IQR)的Zr比分數：

式中：Zr為穩健Z比分數；

A為參加實驗室對散樣A的測得值；

中位置(A)為各參加實驗室對散樣A的所有測得值的

中位值(散樣數量總數偶數時取兩個中位置的平均值)；

標準IQR(A)為各參加實驗室對散樣A的所有測得值的標準IQR。

注：(1)IQR(四分位數間距)參與實驗室之數據排序后，取其位于3/4處之值(高四分位數值QH)減去位于1/4處之值(低四分位數值QL)，即IQR=QH-QL。

(2)標準IQR(標準四分位數間距)由IQR乘以一個因子(0.741 3)所得，從而使其轉換為一個標準差的估計值。

根據表1數據整理可得到表3。

表3 4家實驗室的Z值標準IQR分析

4.2再現性分析

計算4家實驗室測試結果的平均值分別為17.83、11.53、12.95 kPa，總成壓差柱狀圖見圖1。

通過各實驗室檢測結果計算得出相對偏差和再現性，其結果見表4。

表4 4家實驗室各樣品再現性分析

由表4可見:有部分實驗室的部分樣品壓差的測試結果是比較離散的，1號、2號、3號樣品的再現性分別為8.47%、11.90%、7.15%，其中A實驗室1號樣品、C實驗室2號樣品、C實驗室3號樣品的結果相對偏差較大，其相對偏差已大于10%。剔除離散性較大的A實驗室1號樣品、C實驗室2號樣品、C實驗室3號樣品的結果之后，重新計算相對偏差和再現性情況見表5。

表5 剔除離散值后的4家實驗室各樣品再現性分析

4 結論分析與建議

綜上，所有參加比對的4家實驗室，除了按Z值標準IQR法分析結果A實驗室1號樣品不滿意外，其他結果都滿意。再現性分析在±10%以內的結果定義為比較接近，其中1號樣品中，B、C、D三家實驗室的結果比較接近，2號樣品中，B、D兩家實驗室的結果比較接近，3號樣品中，A、B、D三家實驗室的結果比較接近。濾清器總成壓差檢測結果之所以比較分散，其主要原因可能有以下幾點：

(1)檢測員操作過程誤差；

(2)系統的結構、管道的背壓不同；

(3)樣品前后壓力取樣位置的不同；

(3)試驗液品質的差異導致黏度條件不同；

(4)實驗室對標準方法的認知程度不同，作業指導書的差異；

(5)測試過程系統溫度的控制穩定性與準確性差異；

(6)壓差、流量傳感器的不確定度誤差。

根據上述原因，提出以下建議：

(1)各實驗室加強技術交流，相互參觀了解對方設備及環境；

(2)操作人員接受共同的培訓，并由各方派出資深技術人員組成考核組，現場考核上崗；

(3)采用相同的試驗液，控制相同的溫度，以保證黏度一致；

(4)傳感器參數量值的不確定度分析比較。

【1】 全國內燃機標準化技術委員會.GB/T 8243.1-2003 內燃機全流式機油濾清器試驗方法 第1部分：差壓-流量特性[S].北京：中國標準出版社，2003.

【2】 全國內燃機標準化技術委員會.JB/T 5088.2-2008 內燃機旋轉式機油濾清器 第2部分：試驗方法[S].北京：機械工業出版社，2008.

【3】 全國內燃機標準化技術委員會.JB/T 5089.3-2010 內燃機紙質濾芯機油濾清器 第3部分：試驗方法[S].北京：機械工業出版社，2010.

【4】 中國合格評定國家認可委員會.CNAS-CL01:2006 檢測和校準實驗室能力認可準則[S]，2006.

【5】 沈子平.實驗室認可內審員培訓講義[M].北京：中國實驗室國家認可委員會，2008.

LaboratoryComparisonandAnalysisofOilFilterDifferentialPressure

WANG Chijun，LIANG Tao

(Guangzhou Mechanical Engineering Research Institute Co.,Ltd.,Guangzhou Guangdong 510663,China)

In order to investigate the different laboratories about the consistency degree of oil filter differential pressure-flow characteristics,the accuracy of laboratory equipment,testing personnel skills and the data processing accuracy,and to ensure the key values range and uncertainty could maintain within the specified range,and to make sure the results of traceability effective,one laboratory had organized a laboratory comparison of oil filter differential pressure-flow characteristics within the scope of the testing industry.According to the comparison results,related suggestions were proposed.

Oil filter;Differential pressure-flow characteristics;Traceability;Laboratory comparison

2014-10-29

王熾軍(1982—)，男，碩士，工程師，主要研究方向為汽車零部件檢測與技術。E-mail:kakawcj@139.com.