折叠滤芯过滤脏液压油的试验研究

　　1 前言

　　在液压系统中液压油的污染控制是通过滤芯的过滤实现的。滤芯阻挡污染颗粒的能力关系到液压系统的正常运转。圆筒式折叠滤芯已在液压系统中广泛应用,过滤材料有滤纸、玻璃纤维、金属丝网和金属纤维等。制备一个高效率折叠滤芯除了要求滤材具有很高的过滤能力外,还需充分考虑滤芯外形结构设计、滤材层数和搭配、折叠参数等方面对折叠滤芯过滤效率的综合影响^[1]。液压滤芯的过滤效率和纳污容量等性能可以采用“液压滤芯过滤性能评定的多次通过法(ISO16889)”检测,并由此判断滤芯过滤能力,是滤芯在液压系统中使用前对滤芯的一个实验室阶段的评价。在实验室评价过滤性能是向清洁系统中按一定速度注入一定粒度范围的污染颗粒,对滤芯上下游所含有的污染粒子进行计数,用以判断滤芯阻挡污染物的能力。然而,在实际应用中,滤芯工作在一个相对密封的液压系统中,液压系统中的污染颗粒主要产生于液压件的磨损,滤芯通过阻挡污染颗粒来实现液压系统中液压油的污染控制。为了能够准确地评价新研制的高效折叠滤芯在工况条件下的过滤能力,设计搭建了一个试验装置,利用此装置对折叠滤芯进行了过滤试验,对滤芯的过滤特性进行了研究,为高效折叠滤芯在工程中应用提供参考。

　　2 试验部分

　　2. 1 试验装置及原理

　　污染控制理论认为:一定污染的油液,经过反复过滤后,随着过滤时间的延长,其污染度会逐渐降低,但最终会达到一个平衡^[2],因此,可以通过检测油液的污染度的变化,可以看出滤芯过滤能力的大小。试验装置如图1所示。

　　整个装置形成一个整体密闭的液压系统。在过滤器中安装滤芯,在其上游压力记为P1,下游压力记为P2。流量表Q串联在系统管道中,由泵的转速来调节系统中油液的流速。液压试验装置运行时滤芯对油液中的固体颗粒污染物进行过滤时滤芯上下游产生一定的压差,压差的大小在一定程度上反映滤芯被堵塞的程度。过滤器上下游的油样中污染颗粒数量的多少及其变化量是滤芯捕捉污染颗粒能力的重要反映。

　　2. 2 主要检测仪表及仪器

　　采用便携式颗粒计数器(PODS)记录污染液中不同粒径固体颗粒的数量,检测前油液样品采用HY-4调速多用振荡仪振荡均匀。流量表为转子流量计。过滤试验装置中过滤器上下游的压力采用测试精密指针式压力表(量程为1MPa)测试。液压油液的温度由热交换器调节,采用数显温度感应器检测油液的温度。

　　2. 3 过滤元件及试验用液压油

　　试验元件采用某有色金属研究院研制的高效分离用折叠滤芯,滤芯外形尺寸为Φ76mmx203mm,展开的总过滤面积为3.3x105mm²。折叠滤芯在制备时充分考虑了影响滤芯压差和寿命的相关因素,过滤控制层和支撑层进行了合理的搭配,形成了梯度孔结构,这些设计有利于提高滤芯的过滤能力和纳污容量。实验采用名义精度为10Lm滤芯进行试验,并与相同名义精度、外形尺寸和总过滤面积的国外进口滤芯进行了试验对比。液压系统中采用的油液介质是某综合传动箱跑车3000km的油液,属于高污染的脏油。