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                金属滤网在汽车中的应用情况

                在汽车里面存在着大量的运动件,为了使这些运动↓件有一个良好的运行环境,减少磨损,防止功能失效,保证密封,需要在空气及流体通道里面设置过滤装置,拦截系统里面可能存在的各种杂质,以保〖证过滤后的系统环境的清洁度水平。常用的过滤方式有拦截,吸附,离『心分离等,过滤材料有滤纸,无纺布,塑料/金属网,活性炭,分子筛等。本文会着重看一下汽车行业中金属滤◥网的应用情况。


                金属滤网以不锈钢材料为主,生产工艺有多种,比如编制网,冲孔网,蚀刻网等,目前编制网用■的最多;在使用时会按照实际应用∮环境的需求制作成平面过滤网,环形,锥面形或半球形(图1),与塑料骨架组合二次成型后作为一个零件安装ㄨ到应用环境中。


                1:几种常见的过滤网形式


                作为过滤产品,考核主要♂指标包括过滤精度,储灰量和压力损失,其他的考核指◥标还包含滤材强度,耐各种介质,耐热性能等其他性能要求。金属滤网,尤其是不锈钢滤网天生具有不易腐ぷ蚀,稳定性好,强度高等优点,下面主要关注下在过滤这方面的性能考量。

                金属滤网主要依靠控制滤网的孔径『大小来实现过滤精度的控〗制,网孔越小,相对过滤精度越高;如何控制网孔的均一性和稳定性,是实现预定过滤效率的关键;孔径大小一般以金属丝交织成的方形孔的@ 尺寸mm或者μm表征,或者每平方英寸的孔数(目数)计算。孔尺寸越小,目数■值越大,过滤精度相对越高。

                储灰量来表示滤网储存杂质的能力,在测试过程中一般用持续加灰,直到压力损失上升到一定水平的方式来定义储灰量值。从测︻试方法来看,我们可以看到储灰量是一个与压力损失相关的值,初始压力损失及加灰后的压力损失值越低,滤网的储灰量可以越高。有些应用领域里面,用维护更换时间带代替储灰量的性能指标,其含义也是类似的。

                而压力损▃失,在同等测试条件下,又与可供流体通过的截面积大小相关。按照伯努利方程,压力损失与流体线▲速度的平方成正比。在同样的滤网面积下,如果滤网的丝径越小,可用来供流体通过的面积就越大,这样压力损失可以越小。如图2中,图左边的丝径1mm,网孔大小0.244mm80目,而图右边丝径0.05mm,网孔大小0.1mm165目,网孔更小,过滤效率更高,同▓时丝径更细,压力损失却仍可以保持较低水平。 目前的行业水平编制网可以做到开孔大小0.02mm, 丝径0.02mm,可以︻替代很多用无纺布进行过滤的。

                2:编制网网孔大小与丝径示意图


                接下↘来看下几个典型的过滤网的应用案例。


                1. 电磁阀滤网:电磁阀作为汽车里面主要□ 的执行器类型,起到调节控制介质的方向,流量,速度和其他参数〓的功能。电磁阀通过电磁力作用控制阀芯的移动,而如果阀芯附近有杂质时,会导致阀芯卡滞,无法及时相应控制要求,甚至导致◢无法移动,完全卡死。电磁阀的滤网,就起到了隔离过滤介质中的杂质,包括外界进入的异物,运动件磨↑损产生的碎屑,原来附着在机加工件表面的毛刺等或大或小或硬或软的物质。按照应用环境的不同需要∩,需要采用不同孔径的过滤器,以♂均衡过滤效率和压力损失的复合要求,例如可变气门正时(VVT)系统中,相位器通过电磁阀出来液压力控制运动,此环境下要求的滤网孔径∏为0.2mm左右。在自动变速箱的液压控制系统中,在可变排量机油泵中,此种电磁阀大量应用。配合带卡扣结构◆的塑料骨架,滤网能很方便的安装到电磁阀上,可以大大减少电磁阀㊣厂商组装滤网的时间成本和人工成本,并且安全稳定。

                3:应用于电∑磁阀的过滤器


                2.吸滤器:

                     作为吸滤器,金属滤网也被广泛使用。比如在√机油泵的吸油侧,一般会有孔径0.8mm的滤网,用于过滤油㊣ 泵上游存在于油底壳中的大颗粒杂质,可以保证机油泵安全运行不被卡滞,此滤网一般会制成一个半球形形●状,以增大流向过滤面积,减小压力损失;

                在变速箱中,吸滤器在々使用,用以过滤变速箱油循环过程中的杂质,此滤网一般做成平面滤∞网,网孔尺寸在200目(0.075mm, 丝径大概0.05mm,并配以一个长方形永磁体以辅助把大颗粒铁质杂质通☉过磁力吸在变速箱油底壳中;

                在油冷电驱系统中,也同样需要一个孔径在0.1mm左右◥的过滤网,防止硬质杂质进入※油冷系统影响电机轴承的运行,干扰减速器齿轮的啮合。在特斯拉Model 3的电驱系统拆解中,我们看到了此◤类零件的存在(图4),一般制成管状滤网,并加以塑料骨架提供支撑力。

                4:应用于油冷电驱系统的∩吸滤器


                3.刹车系统应用:

                在当Ψ 前车辆的刹车系统中,无论是传统的真空辅助制动的,还是自动驾驶普遍采用线控电机辅助制动,最终实现刹车制动的都是靠制动液的液压制动来最终实现。所以无论是在ESP系统里面还是博世iBooster, 大陆MK C1里面,我们都会看到有制动储液罐以及大量液压管〖路的存在。如果制动管路长时间工作后,内部会产生氧化腐蚀;或者制动液长期高温工作后会导致分解产ζ 生沉淀物。这些制动液中的杂质如果不经过滤,会对制动柱塞的运动产生阻碍,甚』至会影响刹车效果,造成安全问题。应用○在制动液管路中的滤网尺寸一般在0.03mm左右,做成管状零件可以轻易的装配到系统中去。近期某电动车品牌的刹车门问题也闹得沸沸扬扬,到目前为止其根本原因到底是软件【问题还是硬件问题也未得到一个正式的回答。


                5 刹车系统示意图及过滤器


                柯孚纳KÜFNER)是一家位于德国的专业「过滤器厂商,尤其在混合滤网领域(金属滤网与塑料※衬圈),保持了领先的技术。柯孚纳在德国有两处工厂,将近350名员工和▆在相关领域60年的经验,每年交付客户超过3.5亿只滤清器。其80%的业务来自于汽车行业,是众多汽车零部件巨头博世,舍弗勒,博格华纳,海利达①的核心供应商,其产品广泛应用于发动机VVT系统,燃油喷射系统,润滑系统,及变速箱离合器控制系统,刹车系统,尿素供给系统等不同的系统领№域。作为系统供应商,柯孚纳可设计和制造独立的滤清解决方案,通过金属网和塑料网来过滤金◆属和塑料杂质。本文中的部分配图来自于柯孚纳的产品序◎列。