可拆卸式机油滤清器的开发设计

1、中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS可拆卸式机油滤清器的开发设计可拆卸式机油滤清器的开发设计黄黄 军军（平原滤清器有限公司（平原滤清器有限公司 河南新乡）河南新乡）中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS目 录中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3 近几年，随着汽车行业的高速发展，为了提高行业内的竞争优势，各整车厂对行业内相关零部件供应商的要求也有了很大幅度的提高。特别是国三和国四排放法规的实施，对滤清器行业又有了更高的要求，提出了产品模

2、块化、集成化、环保化的要求。其中环保型可拆卸式机油滤清器就是未来的一个发展方向和趋势。其主要特点为：一、低排放；二、低能耗，三、可回收。 下面，本文将主要针对可拆卸式机油滤清器的开发设计进行初步探讨。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4 针对机油滤清器应具有低排放、低能耗、可回收的环保需求，可拆卸式机油滤清器的开发思考主要应从以下几方面考虑： a.从简化-集成的角度出发,将机油滤清器、机油冷却器和基座等设计成一个总成。 b.减少可废弃零件，降低环境负荷。 c.从产品轻型化考虑，滤清器采用无金属化材料，机油冷却器采用铝合金材料。 d.为达到

3、缩短开发周期、降低开发风险的目的，开发初期有效运用仿真技术。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS5技术参数设计输入初步方案仿真分析方案确定制作快速成型件试验验证布置空间流体分析模态分析产品开发流程中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS （一）、工作原理：可拆卸式机油滤清器总成安装于机油主油道之间，其主要功能是过滤机油中的杂质，并加热或冷却机油，保证合适的机油温度，为发动机提供清洁、合适粘度的机油。 （二）、应包含的模块：机油滤清器基座、机油冷却器、机油滤清器、密封圈等零部件。 （三）、设计

4、方案确定需重点考虑的条件中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS71、发动机基本参数（举例）中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2、基本空间（举例）中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3、滤芯参数（举例）a.在额定流量60l/min时，原始阻力40kPa；b.粒子原始滤清效率大于20微米的杂质，过滤效率55%， 粒子原始滤清效率大于25微米的杂质，过滤效率75%， 粒子原始滤清效率大于30微米的杂质，过滤效率95%， 粒子原始滤清效率大于

5、35微米的杂质，过滤效率99%；c.密封性：在600kPa气压下，历时1min，各密封面不得渗漏；d.耐压性能：在1.47MPa油压下，35min内滤清器不得渗油， 外壳不应有破损；e.脉冲性能：在0.20.9MPa的交变油压下，频率 90次/分， 410 次，不得漏油和破损；f.其余按JB/T6725旋转式机油滤清器技术条件执行。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4、冷却器参数（举例）1.流体介质牌号是CF-4级10w/40，油温是85度；2.压力损失：油侧是85Kpa；3.进口温度：热侧是80-130度，冷侧是约80度；4.散热量：额

6、定点10kw；5.压力损失：额定点85kpa；6.最大工作压力是800kpa。7.额定点的流量：油：60L/min，冷却液：70L/min。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS5、初始设计方案（举例）中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS6、仿真优化后设计方案（举例）中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS7、总成主要满足性能（举例） 过滤性能：由滤芯结构和性能保证 热交换性能：冷却器结构和性能保证 端盖装配拆卸性：端盖经20次安装和拆卸后

7、，满足密封性要求。 气候老化性能：（16h85+3h-20+6h100）X 4 ，温度变化速度为20C/分钟，每个循环间隔24h；要求：外观完好、无泄漏。 耐交变压力：按照标准ISO 4548-5进行。试验温度：235；试验压力：0-9bar，正弦交变，75000次，f=1Hz；要求：外观完好、无泄漏。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS8、总成主要失效模式 在现生产和售后常见的故障模式为机油压力报警、机油泄漏、油水混合，具体体现为：泄油阀破裂、骨架十字架断裂、密封圈老化、安装面变形等。 因此在开发设计及生产过程控制中，需关键控制功能件工作

8、部位尺寸、材料选择、生产工艺等。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS15 上盖 基座 冷却器产品主要由塑料端盖、无金属滤芯、基座、铝合金冷却器及塑料旁通阀等组成中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS 端盖1、塑料端盖：1）产品端盖一般采用材料：PA66 GF35 （耐机油、耐高温、高强度）；2）与基座采用螺纹连接，靠O型密 封胶圈密封，拧紧力矩为2530Nm；3）拧紧方式一般采用六方或多边形结构； 螺纹六方 多边形中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN

9、FILTERS 端盖内部设置旁通阀，在滤芯堵塞时开启，机油勿需过滤 直接进入发动机，保证润滑功能，防止拉缸。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS内骨架 旁通阀 端盖中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2、基座： 1）产品基座一般采用铝合金材料 （ AlSi9Cu3）。 2）通过模具机加工保证产 品的外形及安装方面的需求。 3）基座与冷却器、端盖及缸体间 密封应重点考虑，注意刚度和密 封效果。 4）注意等壁厚设计，避免局部过厚 或太薄，易造成局部缩孔或变形。 5）控制安装孔间距离和密封槽尺

10、 寸。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS初始方案仿真中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS结构分析示例中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS基座也可采用塑料材料（ PA66 GF35) 中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3、滤芯： 1）滤纸：机油滤清器对滤纸的要求比空气滤清器更高，主要因为机油的温度变化较大，在剧烈的温度骤变下，机油的浓度也发生相应改变，这会影响到机油的过滤流量。机

11、油滤纸应满足在剧烈的温度变化下过滤杂质，保证足够流量，还要求能过滤除掉一部分机油中的水分。通常需要提高滤纸的物理强度和化学 稳定性，提高滤纸抗压、抗污性能。牙型独立牙型独立牙型倒伏牙型倒伏等腰型等腰型 （佳）（佳） 方牙尖方牙尖 （差）（差） 腰鼓型（腰鼓型（ 极差）极差） 月牙形（月牙形（ 极差）极差） 中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS普通波纹“M”型波纹“人”型波纹中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2）滤纸合缝： 超声波焊接合缝 胶粘接合缝 合缝片合缝中航工业新航平滤中航工业新

12、航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3）骨架和端盖：骨架、端盖材料一般选取PA66 GF30，重点注意内骨架强度设计、验证； 中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4）胶粘、热板焊接： 中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS4、冷却器：采用铝合金冷却器，主要利用铝及铝合金热传导性优良、质量轻、无毒、加工性良好并有各种耐蚀处理方法等特点（重点考虑冷却性能、压力损失等）。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS5密封结

13、构：橡胶圈复合垫铝垫禁止使用石棉垫中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS1、性能：试验验证能够全面满足设计目标要求的机油冷却器性能和机油滤清性能要求。中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2、外形：可拆分、可回收、集成、材料品种少旋装式可拆卸式中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS3、相关产品结构参考：中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS中航工业新航平滤中航工业新航平滤AVIC XINHANG PINGYU