刘攀勇, 陈振雷, 商 晴, 柳超杰, 林枝强

发动机机油滤清器滤层强度分析及优化

刘攀勇, 陈振雷*, 商 晴, 柳超杰, 林枝强

（宁波大学 海运学院, 浙江 宁波 315832）

针对机油滤清器工作工况下进出口压差、机油滤层强度及导流桩高度等问题, 通过试验测试与仿真相结合, 对滤清器初步设计进行了评估及优化, 以确保滤清器在工作工况下进出口压降及滤层强度能满足要求. 首先进行滤层性能试验, 得到滤层的惯性阻力系数和黏性阻力系数; 再通过滤层多孔介质CFD分析, 对滤清器进出口压降进行分析计算. 结果表明: 在-18℃、25℃和70℃的工况下, 进出口压降都小于10kPa, 满足相关要求. 针对滤层的最大主应力超过其抗拉强度的问题, 通过CAE仿真分析, 优化滤层与导流桩间隙, 将滤层最大主应力由110.1MPa降至36.99MPa, 小于其抗拉强度42.8MPa.

滤清器; 滤层; 黏性阻力系数; 惯性阻力系数; 强度分析

发动机的机油过滤器能优先滤除对发动机磨损最有害的金属屑和无机杂质等物质, 从而能有效降低发动机摩擦副的磨损, 延长发动机使用寿命, 同时还能较好地改善发动机机油品质, 达到延长发动机寿命的作用[1-3]. 所以机油滤清器必须具有滤清能力强, 流通阻力小, 使用寿命长等特点[4]. 但影响滤清器过滤性能的主要是滤层, 如果滤纸所受主应力大于其抗拉强度, 则会破坏滤纸, 导致滤层丧失过滤能力. 更为严重的是, 材质较差或损坏的滤纸产生大量纸屑, 造成发动机润滑系统油路堵塞或零部……