汽车滤芯doi:10.16648/jki.1005-2917.2019.04.080
矿用汽车空气滤清器的性能要求与维修保养
赵新春　邢连在　卜恩涛
（内蒙古北方重型汽车股份有限公司，内蒙古包头　014010）
摘要：矿用汽车的运行条件恶劣，通行路面通常为土路。当车辆运行时，轮胎及发动机风扇会卷起大量的灰尘，所以矿用汽车运行的环境中含有大量尘土。含尘量取决于路面质量、土壤成分、车辆速度、车辆间的距离、以及气候条件等。空气滤清器使用与保养不当，轻者
引起发动机进气阻力增加，大量消耗发动机功率，重者导致发动机的早期磨损，引发质量事故。本文重点谈一下矿用汽车空滤器的性
能要求和日常使用中的保养注意事项。
关键词：矿用汽车；空气滤清器；维修保养
引言
车辆的空气滤清器就像人类的呼吸系统一样重要，空气滤清器的性能高低直接关系到车辆发动机的使用寿命。由于空气滤清器使用与保养不当，轻者引起发动机进气阻力增加，大量消耗发动机功率，重者导致发动机的早期磨损，引发较大的质量事故。本文重点谈一下矿用汽车空滤器的性能要求和日常使用中的保养注意事项。
1. 矿用汽车空气滤清器的使用环境及性能要求
矿用汽车的运行条件是各种车辆中最为恶劣的。路面条件差，通常为土路。当车辆运行时，轮胎及发动机风扇会卷起大量的灰尘，所以矿用汽车运行的环境中含有大量尘土。含尘量取决于路面质量、土壤成分、车辆速度、车辆间的距离、以及气候条件等。不同地区和道路的空气含尘量见表1.1。
表1.1
使用条件森林地、柏油路、水泥路矿车沿土路行驶含尘量（g/m3）≤0.0010.5－5.0
从表1.1可见进入发动机空滤器的含尘量最小在0.001g/m3以上，最高达5.0g/m3。进入发动机的空气含尘量的多少是发动机磨损和损坏一个主要原因。因此，为了改善发动机进气的净化程度，减少机件的磨损，延长发动机的使用寿命，必须在发动机的进气系统中安装可靠、高效的空气滤清器。目前，矿用汽车所使用的空气滤清器绝大多数为两级过滤形式。根据矿用汽车的使用环境，发动机厂家对空滤器的一些性能指标提出了特殊的要求：
（1）高效的滤清效率及除尘率。矿用汽车的工作环境大多为含尘浓度很大的地区，这就要求所用的空气滤清器具有极高的滤清效率，即一般被称作重型空滤器（英文称作“Heavy Duty”），一些发动机厂家要求这类空滤器的最小滤清效率为99.9％。
（2）适当的保养周期。虽然矿用汽车和其他车辆一样，可以随时更换和保养其配件。但若空滤器的容灰量太小，势必要经常对滤清器进行保养，造成滤芯的浪费，使整车的运行成本增高。因此空滤器要有适当的保养周期。
（3）较小的进气阻力。随着发动机进气系统阻力的增大，发动机的功率损失也越来越大。因此，对空气滤清器的阻力值有一定的要求，如果空气滤清器的进气阻力超过其许可的正常阻力，空气滤清器就需要进行保养和清洁。
（4）较小的体积。空气滤清器的进气量随着矿车发动机的大功率化而逐渐增大，但却要求其体积可能不增大或以较小的比例增大，以减小整车的布置困难。
2. 空气滤清器过滤机理及结构形式
空滤器的过滤机理主要有以下几种形式：
（1）离心分离：是借助于气流进入旋风叶片（导流片）时，高速旋转产生的离心力，将气流中质量较
大的尘粒从空气中分离出去，尘粒质量越大，滤除效果越好，因此一般导流片和预滤器都采用离心式分离的原理。
（2）惯性分离：主要利用尘粒的惯性作用。在气流运动方向的速度突然改变时，质量较大的尘粒因惯性的作用从气流中分离出去，在离心分离的粗滤器中也存在惯性分离。
（3）粘附分离：是用涂在滤清材料上的粘性物质，吸附住含在空气中的尘粒。常用的有金属丝网、泡沫塑料、玻璃纤维等。初级滤芯、安全滤芯的过滤就是采用的粘附分离原理。
空气滤清器结构形式：车用空气滤清器结构种类繁多，其分类方法也各不相同。按结构形式，分为单级、双级、复合式滤清。按过滤程度分为初级滤清、细级滤清。按过滤结构分干式滤清、湿式滤清。空气滤清器的典型结构由粗滤器、初级滤芯、安全滤芯、集尘装置、阻力指示器、排尘装置组成。
3. 矿用汽车空气滤清器的使用及保养
发动机的早期磨损很多情况下是因为空滤器及连接管路保养不当造成的，因此对空滤器的正确使用尤为重要。首先在购买空滤器滤芯时一定要选用主机厂推荐的滤芯或提供的备件，严格控制货源。劣质的空滤器滤芯由于滤纸强度和精度不够会造成进气短路，大量的含尘空气会进入发动机，造成发动机早期磨损。
对滤芯的储存也是关键，特别注意储存时不要使滤芯受潮，受潮的滤芯强度会降低，安装到空滤器上容易破裂；要定期检查空滤滤芯上密封条的粘接状况及老化程度，安全滤芯的密封条粘接不好或老化会造成进气的短路，粗滤芯与壳体之间的密封条密封不严虽然不会造成进气短路，但会影响空滤器的过滤效率。
排尘阀是大多数用户所忽略的保养点，绝大多数用户对排尘阀的丢失或破损视而不见。其实，排尘阀在空滤器上扮演着重要的角，当发动机运转时，发动机的脉冲气流促使排尘阀不断的开闭，使得大量的灰尘及水从排尘阀排出。若排尘阀损坏，大量的空气会从排尘阀口吸入到空滤器中，对空滤器入口的空气造成扰流，从而影响滤清器的效率。
另外，经常对空滤器管路进行检查也尤为重要，由于车辆的颠簸极易造成管路与周围部件的摩擦，引起管路磨损，造成进气短路。矿用汽车在工况恶劣的路面上行驶，由于空气中的灰尘浓度变化很大（0.5–5g/m3），因此很难确定空气滤清器保养时间。不管用什么方法确定保养时间，进气阻力是关键。一般空气滤清器都有一个极限值，达到极限值就需要保养空气滤清器。装上进气阻力指示器后，就避免了额外保养。所谓额外保养，就是在需要保养空气滤清器之前进行保养。额外保养人为造成零件过早报废，周围环境的污染，增加维修费用，浪费人力物力。但有一点也非常重要，劣质的滤芯极易破裂，若发现滤芯使用很长时间以后，进气阻力没有变化应及时检查滤芯是否有破裂，防止更大的损失发生。
由于矿山的工况不同，空气中含尘量区别较大，若发现空滤器的保养间隔时间较短，可考虑安装空气预滤器，好的空气预滤器能够在进气阻力增加很小的情况下，滤清效率达到90％以上，且自动排尘，无需清理；能够大大延长滤芯的使用寿命和保养周期，空气预滤器正在被广大用户所接受。
绝大多数发动机厂家不推荐对发动机初级滤芯进行保养，但在特殊情况下为了应急也可以对发动机的初级滤芯进行保养具体方法如下：目测初级滤芯的使用状况，观察其是否有破损，若有破损立即报废。可以用压缩空气或清洗的方法来清理滤芯，先用潮湿的棉布及清洗剂将滤清器壳内的灰尘擦掉、晾干。如果受污染的初级滤芯不是很严重，用压缩空气（不超过6.9bar）直接吹滤芯的褶皱。空气吹的方向与滤芯工作时空气的流向应相反。上下移动去吹褶皱，并与滤芯保持50mm的距离，以防止压缩空气将滤芯吹破。有
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故障时，油污就会对此制动器的闸盘造成污染，这就会对其摩擦系数以及制动力等造成影响而影响其制动效果。此外，在此类制动器运行中所使用的液压站中，其液压传动装置中的电磁换向阀的阀芯也容易出现被卡住的问题，这就会对蝶型弹簧力造成影响而影响此制动器的安全制动，甚至会出现制动失灵的危险。这主要是由于在出现上述阀芯被卡住的问题时，会使得油腔内的油无法向油箱进行
回流，而且还会由于外部油箱盖上存在污染物质而对制动系统内部的工作油液造成污染。因此，针对上
述问题，需要在此类制动器加工和安装中需要打扫干净，严禁造成油液污染的问题。而且由于阀体中的各种污染物质会随着油压运动进入系统内部的工作油液中，这就会加速密封圈的磨损并且导致胶状悬浮物的产生，这就会堵塞阀芯而影响其正常制动作用的发挥。这不仅需要加强对上述制动器以及液压传动装置的监测，还要做好油污染问题的有效预防和控制。
3.3  制动器的故障模式以及可靠性图框
盘式制动器主要由功能件、组件以及零件等组成，其中的功能件主要有液压站、盘闸以及控制台。而组件则主要有电磁阀、电液调压装置等。零件则主要有其他的单一零散部件等。而针对此制动系统运行中容易出现的启动故障、运行故障、停车故障以及制动故障等类型的故障来说，其中由于闸瓦无法顺利合闸或者是由于液压盘形制动器产生的制动力矩无法满足设计要求而导致的制动器故障最为严重。因此，为了避免上述故障的发生，不会出现由于刹不住车而导致事故扩大的问题，则需要尽量进行盘式制动器的自适应补偿增压装置的安装。这主要是由于此装置本身存在安全兜底的作用，也就是在出现上述的制动力矩无法满足要求的时候，此状装置就可以对其缺少的制动力矩进行补偿，实现制动效果的提升来确保提升机的安全停车。而此制动器的制动系统之间的功能传输情况，则可以通过以下可靠性图框来进行标示，如图3.1所示。
图3.1　制动器可靠性图框
（Rt—弹簧可靠性；RF—摩擦可靠性；RW—维护可靠性；RD—
电磁阀可靠性；Rb—闸盘抗污染可靠性；Ry—液压站整定可靠
性；Rδ—闸同步可靠性）
结语
多绳摩擦式提升机由于具有较大的提升量、较高的速度以及较高的安全性等优点，在目前的具有较大埋深以及具有较高提升作业强度的矿井中比较常用。但是在恶劣的矿井作业环境中，会由于此类提升机具有较慢的速度以及较大的载荷而容易出现各类齿轮损伤、润滑油或者是轴承损伤等故障，这就会影响减速器作用的发挥并且影响正常生产以及作业安全。此外还容易出现液压盘式制动器故障现象，因此针对上述故障原因和表现提出了相应的故障预防和解决策略，确保矿井提升机的安全以及高效运行，保证矿井作业安全。
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左右。如果再加入10kg左右的木炭，效果会更好。因木炭是固体导电体，不会被溶解、渗透和腐蚀，故其有效时间较长。
二是采用外引式接地。在装备开设地附近有导电良好的土壤或还没有冻实的湖泊、河流和海洋时，则可利用该处凿开冰面或挖掘冻土层，把地钉打入水下或在冻土层下制作接地极，然后再利用接地线引接到装备车上，有的建筑的地下埋设的接地体等也可利用。
三是采用降阻剂的化学处理法。采用埋设接地线和降阻剂并用的方法相当有效，其接地电阻比只埋接地线时约能降低40%。只要挖掘冻土层并敷上接地线的沟内撒上降阻剂就可取得良好的效果。液体长效降阻剂属于高新技术产品。它由高分子材料、电介质和适量的水合成，粘度低，流动性大，渗透力强，凝固后与接地极成为一体并与土壤紧密连接，在地中形成树枝状导电胶体而产生“树枝效应”。还有一种凝胶体是将浓缩硫酸铜溶液和浓缩碱性氰化亚铁盐溶液混合得到的无机化合物。得到不溶于水的亚铁氰化铜产物，它在一定条件下成均匀状态的水凝胶。水凝胶的电气性能和物理性质不会由于长期受水的作用而发生显著的改变。并且当温度在（–60°C～60°C）范围内时是稳定的。
四是钻孔深埋法。可采用φ50mm及以上的小型人工螺旋钻或钻机打孔。在打出的孔穴中埋设φ20～75mm圆钢接地体，再灌入碳粉浆（用碳纤维拌水浆）或泥浆。
上述几种降低接地电阻的方法各有优缺点，应结合电子对抗装备车和所处战场条件等具体情况，进一步探索更好的方法。在实际应用过程中，一方面要求简便易行，提高实效性；另一方面还要求有稳定性，以便达到降低接地电阻的目的。
结束语
电子对抗装备车接地问题，看似简单，没有涉及什么高深的技术，但实际上是很复杂的问题，在装备的电磁兼容性、防雷安全、可靠性等方面，还有很多问题没有研究透彻。面向未来战争，装备所处的复杂电磁环境和战场各种地理气候条件，需要在实际使用中发现问题，及时总结规律，丰富接地技术理论知识，到科学合理有效的应对方法和措施，按实战化要求，逐步提高装备的战技术性能和战斗人员的操作能力。
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时滤芯的积垢中会有碳，油等，压缩空气不能将他们清理掉时。用清洗剂和不超过48°C热水浸泡15分钟。轻轻搅动滤芯有助于滤芯的清洗。用不得超过0.7bar低压水流，朝着与空气流向相反的方向冲洗滤芯，直到冲刷后的水变得清净。清理完毕后，初级滤芯应在空气中自然晾干。自然晾干滤芯过程很缓慢，为加快这一过程可将初级滤芯放置在循环的热空气中，热空气的温度应不超过48°C。请勿用灯泡烘
干滤芯或用压缩空气来吹干滤芯。当初级滤芯晾干后，检查其是否有毁坏或裂纹，尤其是检查接近端盖的位置，这些位置往往被忽略。检查滤芯是否有裂纹可将灯泡放置在滤芯内侧然后轻轻的旋转滤芯。只要有集中光线穿过的地方滤芯的外表面就应该有破损。即使是很小灰尘从破损处通过都可能引起发动机的早期磨损，造成很大的损失。特别注意的是安全滤芯绝对不能清洗。安全滤芯被初级滤芯保护着，一般在初级滤芯维护三次后应该更换安全滤芯。
总之，空气滤清器及进气系统作为矿用汽车的一个重要系统，在日常维修保养中一定要认真仔细，否则会引起发动机的早期损坏，造成不必要的损失。
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