返廠油水分離器水分離效率研究

何旭軍

摘 要：對返廠油水分離器的水分離效率重復性差進行了分析，提出了一種新的試驗方法。

關鍵詞：水分離效率；顆粒分析；試驗時長

中圖分類號：U467.3 文獻標識碼：A 文章編號：1005-2550（2018）04-0084-04

Abstract： Analysis Water separation efficiency is poor repeatability of the Used oil-water separator， proposed a new test method

Key Words：water separation efficiency； Particle analysis； Test time

隨著客戶10萬公里發動機的提出，對我們的油水分離器要求也越來越高，以前2萬公里要求更換的油水分離器現在需要滿足10萬公里的要求，在做返廠的長壽命油水分離器剩余水分離效率試驗的過程中發現返廠件的水分離效率沒有重復性，而且試驗結果差。由于是返廠件，每個樣件都是使用過的，用標準的方法顯然不合適，我們需要使用新的方法才測量。

1 返廠油水分離器油水分離影響因素研究

由于是返廠件，每個樣件使用的里程數都不一樣，不能以同一種標準來衡量產品的性能。那么以什么樣的方法來進行試驗才能夠更加科學的來評判我們產品的性能，我們做了一些粗淺的研究。

研究基于以下設備和試驗材料：

油水分離試驗臺：

適用ISO 16332-2006/SAE J1839/SAE J 1488

制造商：IFTS

表面張力儀：

適用：ISO 6889 表面活性介質-通過液膜測定界面的張力

制造商：上海方瑞儀器有限公司

庫倫水分析儀：

適用：ISO 760 水分的測定-卡爾.費休法

制造商：瑞士萬通

實驗油：國VI柴油

活性劑：monoolein

1.1 濾清器里雜質對水分離效率的影響：

壓差：由于是返廠件，壓差肯定會因為油水分離器里面的雜質而使阻力增大，壓差升高，而雖然壓差的增加會影響濾清器的效率，但是如果清除掉濾清器里面的雜質來降低壓差做試驗的話，雖然可能能達到提高效率，勢必會和實際情況有所差別，那么我們對返廠件的壓差不做改變。但是油水分離器里面會殘留有炭黑等一類的雜質，由于試驗的運行，雜質附著在濾紙上導致壓差升高，也有可能會隨著實驗油流到下游，由于我們設備是針對于新的樣品來設計的，下游絕對濾清器是過濾油里面的水而不是過濾雜質的，可能會對我們的設備的泵，傳感器等零件造成損壞，所以需在設備下游增加一個過濾雜質的濾清器，那么我們選用什么樣的濾清器呢，經過挑選，我們選擇了總成清潔度設備用的絕對濾清器，絕對濾清器后的顆粒分析見表1：我們從下游取樣200ml進行分析，從表1顆粒分析結果可以看出，下游油樣沒有超過150μm的顆粒，清潔度比我們一般的濾清器等級都要高，不會對我們的設備有較大影響。

1.2 油的表面張力對水分離效率的影響：

油的表面張力：經過測量國五柴油和去離子水的界面張力基本在25N/mm-28N/mm之間，而我們試驗標準的要求是15 N/mm-19 N/mm，考慮到實際情況，我們按照接近實際的柴油取值，調整油水界面張力在24N/mm-28N/mm。

1.3 試驗時間對水分離效率的影響：

試驗時間：這個也是返廠件試驗的重要影響因子了，試驗標準的時間是150min，但那時針對于新的樣件來說，對于返廠件的試驗時間如果還和新的樣件試驗時間一致那顯然不合適，那我們怎么來確定試驗的時長呢，看一下以下分析：

使用我們這款長壽命產品的車輛油耗大概在35-40L/100Km，因為我們的產品要求是10萬公里壽命，我們取水含量最大值20ppm，取油耗40L/100km，那么10萬公里需過濾油里面的水的總量為：0.00002×40L/100km×100000km=0.8L（式1）。

我們試驗注水量為油水分離器額定流量的0.25%，此樣品的額定流量為3.1L/min，那么根據實際情況模擬，我們的試驗時間應該定為0.8L/（3.1L/min×0.25%）=103min，（式2）。

但是我們的樣件是返廠件，每個都是已經使用過幾萬公里的樣件，上面計算的時間明顯也不合適，假設樣件已經使用了Xkm，那么還需要加水量為YL，見式3。

0.00002×40L/100km×（100000km-Xkm）=YL，（式3）。

試驗時間Z為：YL/（3.1L/min×0.25%）=Zmin，（式4）綜合式3和式4，我們得出試驗時間Z為：Z=0.8（100000-X）/775min，（式5）。

由于試驗時間縮短，原標準取樣時間間隔為20min取一次樣，現在我們縮短了試驗時間，現試驗時間前30min為每5min取樣一次，每5min試驗時間加水量相當于汽車跑約4843km，我們約算為5000km，也就是每個返廠件樣件我們在前3萬公里的時候每隔5000km取樣一次。后面按照標準時間每隔20min取一次（20000公里取樣一次），使用新方法得出的水分離效率見表3：

按照標準SAE J 1488-1990試驗的水分離效率見表4：

綜合表3和表4的數據，我們可以發現，當我們的濾清器超過使用壽命后，水分離效率會呈直線下降，因為我們試驗要求的是測量平均水分離效率，所以勢必會拉低我們的試驗結果，使得試驗結果很不理想。見圖3，圖4：

2 總結

本文針對返廠的長壽命油水分離器的水分離效率影響因素做了粗淺研究，提出了一種新的試驗方法，使得返廠件能夠有科學的驗證方法和有效的試驗數據。對返廠件里的雜質進行了相應的處理，有效的避免了雜質進入到下游循環對設備的損壞及對取樣的影響。對試驗用油進行了相關確認，因為平常車輛使用的是市面上國V柴油，而標準試驗是需要使用活性劑對柴油進行改變，為了接近實際車況，確認了試驗的油品。對試驗時長和取樣間隔進行了計算，根據產品使用的壽命不同而調整試驗時間，科學有效的保證了試驗數據的有效性。新的試驗方法大大提高了試驗的效率和提供了數據的準確性，更好協助產品工程師對長壽命產品水分離性能進行研究。

由于資源的局限性，只針對返廠件油水分離器有上述影響因子的研究，對于實際車況的溫度，流量波動，不同地方的燃油性能是否差異性大等因素沒有相關數據及對其進行研究，以后希望在實際車況下能夠采集到相關的數據進行更加深入的研究。

參考文獻：

[1]SAE J 1488-2010 分離燃油中乳化水的試驗方法.

[2]SAE J1839-2010游離水/燃油水分離試驗方法.

[3]ISO 16332-2006柴油機燃油濾清器油/水分離效率的評定方法.

[4]ISO 760 水份的測定——卡爾.費休法.

[5]ISO 6889 表面活性介質——通過液膜測定界面張力.

[6]ISO 16232-7 液體回路的清潔度-顯微鏡分析法測定顆粒.

[7]ISO 16232-10液體回路的清潔度-結果的表達.