过滤后液压油污染度预测的研究

　　1 引言

　　液压油液污染是液压系统失效的主要原因。为减少设备故障,人们针对不同的对象制定了相应的许用污染度[1]。因此,预测进入系统油液的污染度具有重要的实际意义。

　　本文研究了过滤后油液的污染度与过滤器性能参数、过滤前油液中固体污染物颗粒数和粒度分布间的关系,建立了它们之间的数学关系式并作了相应的计算和分析。

　　2 油液污染度与过滤器参数和滤前油液中固体污染物参数间的数学关系

　　211 过滤比与过滤效率间关系

　　过滤器的过滤比Bx规定为过滤器上游单位体积油液中粒度大于某一给定尺寸x的固体污染物颗粒数Nu,x与下游单位体积油液中粒度大于同一尺寸的固体污染物颗粒数Nd,x之比:

　　当粒度大于x的固体污染物颗粒能百分之百通过过滤器时,Bx的值为1,此亦为过滤比可能的最小值。

　　过滤效率EC(x)定义为单位体积油液通过过滤器时,大于某一给定粒度的固体污染物被过滤器拦截的数目与过滤前单位体积油液中大于同一粒度x的固体污染物颗粒数之比,即:

　　由式(1)、式(2)得过滤器过滤效率与过滤比间的关系为:

　　212 过滤比与固体污染物粒度间关系

　　过滤器对固体污染物的拦截是通过过滤介质,即过滤器内的滤芯完成的。由于¹滤芯的吸附作用;º固体污染物与滤芯或固体污染物与固体污染物在滤孔处形成的桥架现象;»滤孔沿滤芯厚度方向的迂回和孔径变(对深度型过滤介质);¼滤芯中盲孔的存在(对深度型过滤介质);½固体污染物形状的不规则性等,使得滤芯对于粒度小于绝对过滤精度的固体污染物颗粒拦截程度不同。因此,精确推导过滤器的过滤比与固体污染物粒度间的关系是极其困难和复杂的。

　　实验结果表明[1],在油温、压差、纳污量及油液污染度基本恒定的情况下,用对数坐标表示的过滤比与固体污染物的粒度大体成线性关系。本文采用下式表示这种关系

　　其中,a定义为过滤器的极限过滤粒度,其值主要取决于过滤材料的最小孔径,它亦表示Bx=1所对应的粒度;b定义为过滤器的粒度敏感系数,表示过滤器的拦截能力对固体污染物粒度大小的敏感程度。显然,b值愈大,固体污染物的粒度变化对过滤器拦截作用的影响愈大,反之亦然。

　　213 过滤后油液中固体污染物粒度的概率分布

　　设过滤前后一定体积油液中的固体污染物颗粒总数分别为N和M、固体污染物粒度分别为随机变量G和F,则过滤后一定体积油液中粒径在[x,x+$x]内的固体污染物颗粒数为: