摘要：在汽车运行过程中，应当不断优化空气滤清器的工作效能，充分发挥出空气滤清器的应用价值。为此，在优化设备效能时，可针对设备的降噪效能，采取针对性的优化措施，并基于设备过滤空气杂质的功能进行有效优化，保证汽车空气滤清器设备的整体运行安全性、经济性、可靠性。本文就汽车空气滤清器的效能优化提升现实路径进行分析探讨。汽车滤芯
关键词：汽车空气滤清器；效能优化；降噪效能；过滤空气杂质
引言：
新时期汽车工况优化过程中，应当重视空气滤清器结构的运行价值与作用。为保证进入发动机空气的质量与流量，则需要契合汽车发动机的运行空气需求，对汽车空气滤清器结构进行合理优化改善，进而不断提升空气滤清器的工作效能，为汽车运行提供一定的保障。
一、概述
通过汽车空气滤清器结构的运行，能够有效净化空气中的灰尘，并对发动机的进气噪音进行一
定的抑制，保证汽车发动机设备的整体运行安全性与可靠性。若空气滤清器结构的效能下降，则可能会导致发动机性能下降、噪音增加、汽车油耗增加，直接影响到汽车的驾驶体验感。
二、提高途径
（一）降噪效能优化
1.优化壁厚设计
通过对空气滤清器的壳体进行分析可知，壳体的壁厚浇薄，使得壳体的固有频率较低。在汽车运行过程中，发动机处于不同转速的调整状态下，为此在特定的运行转速状态下，则会与空气滤清器的壳体产生共振，并产生一定的造影。为此，设计人员进行壳体的壁厚进行设计时，通过对上下壳体的壁厚进行合理增加，进而优化设备的固有频率。基于试验研究数据可知，在空气滤清器的壳体壁厚增加时，每增加0.5毫米，则可以使得设备的固有频率增加10Hz[1]。
优化结构设计
在空气滤清器工作效能进行优化时，为保障设备降噪效能得到有效优化，则需要分析噪音的来源。如进气气流进入设备时，将对空气滤清器的壳体产生一定的冲击，进而产生一定的振动噪音。鉴于该类噪音诱因的特殊性，使得汽车高速行使时，噪音影响较为严重，对驾驶员的操作产生了一定的干扰。为很好优化设备的降噪效能，设计人员则可以对设备结构进行合理的优化。空气滤清器运行时，由于设备的下部壳体，直接固定于车身，因此可有效抑制气流冲击，避免产生较大的冲击振动，而上部壳体主要通过卡扣、螺栓进行连接，为此，固定效果有限的下部壳体，则成为振动噪音的主要来源。为此，在实际工作开展阶段，应当在上部壳体设计时，合理增加壳体的加强筋配置数量，进而有效提高上部壳体的整体结构强度，合理抑制冲击振动噪音的产生。
与此同时，设计人员在结构优化时，应当发现加强筋设计厚度与壳体壁厚之间的线性关系，一般情况下，当空气滤清器的壳体壁厚，稍大于加强筋的设计厚度，或两者相等时，则可以实现很好的降噪优化效果。若盲目增加上部壳体结构的加强筋，将导致产品的加工成本上升。为此，在设计空气滤清器时，应当对设备结构、壁厚、加强筋进行合理优化，有效规避冲击振动噪音、共振噪音的产生[2]。
（二）过滤空气杂质效能提升
1.选择合适滤芯
现代汽车滤清器的滤芯材料，主要包含纸质、油浴、织物等，而同样类型的滤芯材质，由于制造工艺的差异，使得滤芯的效能出现一定的差异。为此，在选择滤芯时，需要根据空气滤清器的外壳，以保证滤芯与空气滤清器的有效匹配。在不同的车型选择滤芯时，需要契合汽车发动机运行的特殊需求，如一般的汽油汽车发动机，则需要配置纸质、织物的空气滤清器，而柴油发动机的汽车，则需要配置油浴式空气滤清器。鉴于空气滤清器的使用存在一定的寿命，为此在空气滤清器效能优化时，为保证过滤空气杂质的整体效果，则需要定期对空气滤清器进行更换。空气滤清器属于易耗品，为此车主进行更换时，应当综合考量汽车的保养预算，科学合理地选择空气滤清器的滤芯。
2.日常的保养维护
在纸质滤芯进行日常维护保养时，鉴于滤芯的材质，主要为树脂包裹的纤维纸，不需要进行特殊维护保养，但由于滤芯的强度较差，在受到较大的外力作用后，将产生不可恢复的形变，无法保证空气滤清器的正常使用。在日常保养工作开展阶段，应当对滤芯的浮尘进行轻拍，不可直接用水或油液进行清洗。在织物类的空气滤芯进行维护保养时，则可以利用专用
的清洁剂，对积灰进行处理，并及时用水冲洗干净，切不可在阳关下暴晒，进而导致滤芯的工作性能下降，无法实现对空气杂质的有效过滤。在油浴类空气滤芯进行处理时，需要重点检查燃油的品质，以及空气滤清器的内部滤网堵塞情况，进而及时开展相对应的维护更换工作，以保证汽车发动机的整体运行效益。
及时更换滤芯
为保证空气滤清器的运行效能，在日常工作开展阶段，需要定期更换滤芯，以保证空气滤清器的整体运行有效性。在更换滤芯时，应当基于汽车行使的保养要求，如部分车辆为10000KM进行一次更换，而部分车辆的空气滤清器，则需要进行20000KM进行一次保养。在实际更换工作开展时，可进行直观的评估，如打开空气滤清器，对滤芯的形状与外观进行观察，发现滤芯是否出现破损、滤芯是否出现大面积变黑问题、滤芯是否存在大量的油渍等，若发现相关情况，则需要及时对滤芯进行更换，避免影响到车辆的整体运行燃油经济性[3]。
三、案例剖析
为深入的研究汽车空气滤清器的运行效能，笔者以某企业生产的汽车空气滤清器产品为例，针对汽车空气滤清器的结构进行分析，并提出相关效能优化举措。在案例剖析时，从有限元模型建立、模态分析、体积刚度分析等方面入手，论述汽车空气滤清器效能优化的工作突破口。
（一）有限元模型建立
1.几何清理
在有限元模型建立时，相关工作人员，则可以基于HYPERMESH软件的支持，将模型划分为若干均等的网格，进而将三维实体中的小面直线进行去除，有效节省了工作人员的计算工作量。在相关软件的支持下，可完成模态分析工作，不需要针对空气滤清器内部滤芯进行分析。
2.网格划分
在实际有限元模型建立时，需要在CATIA软件中进行建立，并将模型直接保存为中间格式，便于后续引进HYPERMESH软件，完成对模型的网格划分。一般情况，HYPERMESH软件
与有限元模型进行结合时，可将模型结构划分为1.5毫米的网格模块。与此同时，工作人员需要对网格进行检测，及时发现存在的问题，并对其进行完善优化，保证后续模型分析工作开展的有效性。在焊点方式的处理下，完成空气滤清器上下壳体的连接，进而形成有320000节点与590000节点的整体网格结构[4]。
（二）模态分析要求
鉴于空气滤清器的效能特殊性，一般主要安装于汽车发动机的进气系统。在汽车发动机处于运转状态时，则会导致空气滤清器出现特殊的振动。一般情况下，发动机处于1阶模态时，将导致空气滤清器发出一定的噪音，为有效避免空气滤清器，与汽车发动机外部产生共振问题，影响到空气滤清器的整体运行可靠性。为此，设计人员进行结构设计阶段，则需要基于厂家要求的技术标准，对空气滤清器的1阶模态进行合理调整，有效规避共振问题；
在空气滤清器结构运行时，随着外界温度的变化，进而影响到设备的运行效能。一般情况下，设备壳体的模态，应当低于外界温度5%到10%之间。如笔者分析的案例对象，在该空气滤清器结构运行时，设备处于1阶模态时，壳体的模态基准值大约为275赫兹。若基于HYPERMESH软件的网格模型导入计算，则可以得到下图1的数据信息。通过振型图呈现的
模态值进行比较分析可知，实际的1阶模态值为187.5赫兹，低于275赫兹的模态标准值。
图1 1阶185.7Hz
（三）结构体积刚度分析
通过对空气滤清器进行分析可知，由于汽车系统内部的气体压力，则可能会导致设备变形量增大，进而损坏到空气滤清器设备。若基于出厂质量合格标准，则需要将系统内部的气体压力值加载到104帕，此时空气滤清器的结构刚度，则需要保证达到每立方厘米3×10﹣3帕，进而有效规避设备损坏问题的出现。若系统内部产生的压力值，明显超出空气滤清器的承压范围，则会加剧设备的变形程度。如下图2所示，空气滤清器结构体积数值，出现了前后状态的变化。通过对图2中的数据分析可知，在空气滤清器处于初始的空腔时，体积为8263立方厘米，在压力加载到104帕时，则可以发现在压强作用下，空气滤清器的空腔结构体积变
化为8320立方厘米。基于体积刚度的标准计算公式分析可知，该产品存在较大的质量隐患，属于不合格产品。
图2 空腔体积的前后变化
（四）空气滤清器结构优化
其一，材料质量改善，采用PP+GF30、PP+TD40等材料，优化设备的运行效能；其二，增设安装点，将其设计为空滤器的两侧，发挥出一定工作效能；其三，在材质更换后，应当对设备下体部位的壁厚进行合理调整，使得设备的运行性能得到有效改善，为汽车的安全行使提供安全保障，合理降低汽车的燃油消耗比例[5]。
四、结束语
综上，笔者以汽车空气滤清器工作效能为例，简单阐述了设备工作效能优化提升的具体路径，旨在说明设备效能优化的必要性与重要性。在案例剖析的论述下，充分说明当下空气滤清器结构设计加工的不足，为充分发挥出空气滤清器设备运行的现实价值，则需要从多个工作方面入手，对设备结构、设备材料、设备功能进行不断的优化，促使空气滤清器的效能得到质的提升。
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