法爾公司空氣濾清器的設(shè)計(jì)

法爾公司研制一種新型的儲(chǔ)塵最大、阻力低，用于公路和野外作業(yè)柴油機(jī)上的空氣濾清器系列。這種新型的空氣濾清器其基本部分是一個(gè)儲(chǔ)塵量大的方箱式紙質(zhì)空濾芯。（該公司取名為DynacLL）該空氣濾清器結(jié)構(gòu)緊湊并與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管直接連結(jié)，保證了空濾系統(tǒng)有價(jià)格低、儲(chǔ)塵量大、壽命長、進(jìn)氣阻力低的優(yōu)點(diǎn)。本文詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，經(jīng)濟(jì)效果以及運(yùn)用前景。
這項(xiàng)研究和發(fā)展計(jì)劃對(duì)用于公路和野外作業(yè)柴油機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)的空氣濾清器提出了新的設(shè)想。計(jì)劃的目的是提供一個(gè)阻力低、效率高、壽命長投資低的干式空濾裝置，并能適合各種不同的工作環(huán)境。
新系列空氣濾清器首先裝用在美國西海岸貨車公司的V-8柴油機(jī)上，一般帶自動(dòng)排塵，新空氣濾清器要求盡可能與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管直接連接，設(shè)計(jì)要求是：
1.去消連接空氣濾清器的進(jìn)氣管道。
2.能夠有效地分離水份。
3.系統(tǒng)的阻力低于六英時(shí)水柱。
4.濾芯保養(yǎng)壽命超過100000哩。
5.不妨礙發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)。
6.安裝空間不干涉其他發(fā)動(dòng)機(jī)部件的安裝。
7.空濾系統(tǒng)的價(jià)格不高于其它常用的空濾系統(tǒng)。
本系列T—519型空氣濾清器工作流量在1000英尺3/分以下，其水分離器所占窨小，并與其它干式空氣濾清器效率相當(dāng)，保養(yǎng)壽命為100000哩左右。發(fā)動(dòng)機(jī)原配空氣濾清器空間高度小，新空氣濾清器與原配空氣濾清器高茺相同?？諝庥伤椒较蛭霝V清器，垂直方向向下進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。本裝置可將消聲裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管與空氣濾清器之間而不增加系統(tǒng)的阻力。
該系列設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大致包括：1.裝置可以水平或垂直安裝。2.干凈空氣出口根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求可以處于不同位置。3.水分離器在水平或垂直位置均能起作用。4.濾清器的材質(zhì)能經(jīng)受發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的溫度。
為了增加新空濾的使用范圍，本系列還有另外兩檔，一檔流量是500英尺3/分，另一檔是1500英尺3/分。
設(shè)計(jì)中本公司強(qiáng)調(diào)空濾系統(tǒng)的壓力損失要低，因?yàn)樗瓤梢詭椭覀兏纳迫加徒?jīng)濟(jì)性，又可降低排氣濕度和增加馬力。我們的田間實(shí)驗(yàn)表明空氣濾清系統(tǒng)每增加一英尺水柱的阻力就要多消耗二分之一到四分之三馬力，排隊(duì)氣溫度就要提高華氏5度，而且每一個(gè)單位燃油里程就要多燒0.5%的油。因此大多數(shù)制造廠規(guī)定了空氣濾清器工作時(shí)的最大進(jìn)氣阻力。
在選擇空氣濾清器時(shí)最主要的問題之一是原始阻力要低，理想的阻力在6-7英尺水柱之間。如果我們認(rèn)為一個(gè)假設(shè)的貨車購價(jià)是30，000美元，發(fā)動(dòng)機(jī)為300馬力，那么每馬力的售價(jià)實(shí)際上是100美元。如果貨車的空氣濾清器系統(tǒng)原始阻力為12英尺水柱（比要求的高出5英尺水柱），則馬力損失將是二又二分之一馬力，按每馬力100美元計(jì)算，則空氣濾清器的花費(fèi)要主出實(shí)際花費(fèi)250美元，這均因?yàn)檫M(jìn)氣阻力大使得馬力損失造成的。如果在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間里，單位里程燃油量節(jié)省了，或是馬力損失小了，就能進(jìn)一步節(jié)省開支。
我們講座了原始阻力大對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的不利影響，但還要強(qiáng)調(diào)原始阻力大對(duì)保養(yǎng)壽命同樣是有害的。濾芯過濾面積大壓力損失少，完全是為了整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性而考慮的。
本公司相信對(duì)于一個(gè)給定大小的空氣濾清器，其每一個(gè)平方英尺有效過濾器材料是有一個(gè)最大允許流量的。本公司已經(jīng)規(guī)定新系列T—512空氣濾清器最大空氣流量為500英尺3/分。T-519為1000英尺3/分；T-528為1500英尺3/分。下表說明了新空濾空氣流量和原始阻力的關(guān)系。因?yàn)樵甲枇Φ钠渲幸徊糠质怯捎谶M(jìn)氣截面的關(guān)系，因此你將由表中注意到T-512的額定流量500英尺3/分時(shí)與其它兩檔在額定流量下原始阻力要小。
原始阻力英尺水柱 輕負(fù)荷下工作的額定空氣流量英尺3/分
T-512 T-519 T-528
2 380 590 950
3.5 500 790 1240
5 600 950 1470
5.5 625 1000 1500
8.0 790 1100 1850
12.0 920 1300 2250
以上壓力損失對(duì)應(yīng)的流量只適用于輕負(fù)荷條件下工作。在其它條件下工作的原始阻力可以比上表所示的高。這些空氣濾清器可以在較高的阻力下工作以便獲得較大的進(jìn)氣流量這要取決于預(yù)期和實(shí)際使用的保養(yǎng)周期。
隨著空氣濾清器尺寸的減小，一個(gè)由塑料制造的，能耐高溫的初濾器得到了發(fā)展。新的粗濾器分離水份的能力等于或好于我們通常用鋼板制成的裝置。塑料粗濾器按摸壓要求設(shè)計(jì)，以便每一個(gè)都能裝配成粗濾器即水分離器，并用于不同大小的空濾系統(tǒng)中。使用要求增加粗濾器的效率，以便獲得最大的最經(jīng)濟(jì)的保養(yǎng)壽命。還可以裝上一個(gè)廢氣排塵裝置來達(dá)到這個(gè)目的。
排塵器型式有電動(dòng)鼓風(fēng)、刮板鼓風(fēng)，廢氣引射或壓縮空氣引射等。參考：高效空氣過濾器?m.chaopingtech.com
為了保證空氣濾清器更好使用，通常將根據(jù)空氣濾清器的型號(hào)選擇引射排隊(duì)塵裝置、例如壓縮空氣引射器通常用于采礦建筑作業(yè)的移動(dòng)式壓縮機(jī)上，皮帶驅(qū)動(dòng)以及電動(dòng)鼓風(fēng)排隊(duì)塵引射器已廣泛運(yùn)用于大型垃圾清理車上。
一般很少需要保養(yǎng)的最經(jīng)濟(jì)的排隊(duì)塵器是廢氣引射排塵器。該裝置設(shè)計(jì)和使用的目的在于清除粗濾器在各發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)所懼到的灰塵，而無須在排灰系統(tǒng)中運(yùn)用回流脈沖排塵閥。經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的廢氣排塵器，可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)排隊(duì)氣系統(tǒng)阻力。
濾清材料——濾清材料要能折迭并與鋼板和塑料有良好的粘結(jié)性能，一個(gè)良好的濾清器設(shè)計(jì)關(guān)鍵是在一個(gè)規(guī)定的窨內(nèi)有最大的有效的濾清面積。濾紙必須有足夠的厚度以使折送處不致開裂。同時(shí)還要有一定折距以防并折。假如某濾芯工作時(shí)間特別長，那么定是錯(cuò)選了一個(gè)容量大的空氣濾清器。如果濾清器設(shè)計(jì)合適，濾材負(fù)荷平穩(wěn)；濾清器將延長使用壽命，濾芯材質(zhì)不會(huì)破裂或變質(zhì)，并便于清除集灰。
現(xiàn)在一個(gè)設(shè)計(jì)合理的濾清器其濾紙面積的選定將按每秒鐘每平方英尺濾紙?jiān)试S通過6—9英尺3的空氣量來計(jì)算。而按標(biāo)準(zhǔn)細(xì)質(zhì)空氣濾清器試驗(yàn)灰塵（S.A.E標(biāo)準(zhǔn)）平均效率要達(dá)到99.9%。這種港督芯裝在一個(gè)阻力低的空小系統(tǒng)中用于貨車運(yùn)輸時(shí)壽命可達(dá)一年。
噪音——很多空氣濾清器不產(chǎn)生可聽見的噪音，當(dāng)空氣通過它們的時(shí)候有些空氣濾清器甚至將降低進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音水平。這種噪音降低通常在進(jìn)氣系統(tǒng)中使得阻力升高。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的空氣進(jìn)氣消聲器可以包括在空濾總成內(nèi)而不增加整個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)的壓力降。這些均可由測定聲壓和頻率是否達(dá)到被限定的標(biāo)準(zhǔn)來獲和。