宦栋梁 王强
摘 要：汽车空气滤清器的效能主要包括过滤发动机进气中的灰尘等杂质和降低发动机进气时的吸气噪音，空气滤清器的正常工作对于提高汽车的动力性和舒适性具有较大帮助。汽车空气滤清器作为汽车的三滤之一，其高效的工作对于汽车的正常运行有着直接影响。本文通过对汽车空气滤清器效能的分析，总结出影响其效能正常发挥的因素，研究提高汽车空气滤清器效能的有效途径，希望对今后相关人员提供理论依据。
关键词：汽车 空气滤清器 效能
中图分类号：TK402 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）06（b）-0095-02
1 汽车空气滤清器的效能概述
汽车空气滤清器是发动机进气系统的主要部件，其效能除了大众广为熟知的过滤发动机进气，净化空气中的灰尘等杂质外，还具有降低发动机进气时的吸气噪音等作用。空气滤清器一旦不能正常发挥其效能，一方面会导致进气阻力变大，进而导致发动机动力性能下降，零部件磨损加剧;另一方面会导致发动机进气噪音显著增强，尤其是在空气滤清器与发动机产生共振时，噪音会更加明显，从而导致汽车经济性能和舒适性能的下降。
空气滤清器过滤空气杂质的效能主要由其滤芯来保证。随着汽车的不断使用，滤芯必然会发生老化现象，最终失效。其老化速度一方面与滤芯的材质有关，另一方面也与汽车使用环境的空气质量有关。此外，滤芯的日常保养与维护也是保证空气滤清器过滤空气杂质的效能正常发挥的重要前提。而空气滤清器降噪的效能则与空气滤清器的结构设计、零件材质等有关，此外，也与发动机的外部振动激励，引起空气滤清器共振息息相关。
2 提高汽车空气滤清器效能途径
由于汽车空气滤清器的效能主要包括过滤发动机进气中的灰尘等杂质和降低发动机进气时的吸气噪音两种，因此要想提高汽车空气滤清器效能，可以从这两大效能的影响因素上进行改善和优化。
2.1 提高空气滤清器过滤空气杂质的效能的途径
（1）选用合适的滤芯。空气滤清器的滤芯种类繁多，大致可分为纸质、织物和油浴三类，同类型的滤芯其材质也存在一定差异，还需考虑与空气滤清器外壳的匹配问题，因此切忌盲目更换滤芯。不同车型适用的滤芯种类不同，柴油发动机一般适用油浴式空气滤清器，而汽油机则一般选用纸质或织物空气滤清器。同时，为了保证空气滤清器的良好过滤效能，滤芯需要定期更换，所以选用空气滤清器的滤芯，还要考虑车主的经济预算等问题，一般建议车主最好选用原厂的标配滤芯，当然如果车主的汽车专业知识比较丰富，也可以自行选用适用的滤芯，更好地发挥空气滤清器的效能，获得更优的驾驶乐趣。
（2）加强空气滤清器日常的保养维护。对于纸质滤芯，一般无需专门的维护，由于其材质为树脂包裹的纤维纸，纸质滤芯的强度较差，受到较大的外力作用即会产生不可恢复的形变，导致滤芯破损，一般建议间隔2，3000km取出纸质滤芯清灰即可，清灰时切忌勿用水或油液清洗，轻敲滤芯或用低压压缩空气清灰最佳，且如此维护两三次后就必须更换纸质滤芯，否则其进气阻力会显著增加。对于织物滤芯则可通过专门的清洁剂清洗积灰，然后用水冲洗干净再阴干即可，切忌不要暴晒或用吹风机快速晾干，否则容易导致纸质滤芯变形。油浴式滤芯在日常保养维护时，重点检查油液品质是否能继续使用以及空气滤清器内部的滤网的堵塞情况，及时进行油液的更换和杂质的清理维护工作。
（3）及时更换滤芯。不同类型的滤芯器更换的周期不同，一般来说大多数的轿车采用纸质或织物滤芯，其更换周期一般在20000km左右，一些品质较差的纸质滤芯更换周期可能缩短至5000～10000km。车主如果不清楚汽车上的滤芯更换周期，可以通过以下几种方法简单判断是否需要更换滤芯。
①检查滤芯是否有明显的破损或者变形，如果有，则必须更换滤芯，有时滤芯的破损或变形并不明显，但是会位于滤芯的边角位置，会导致空气不需过滤直接进行进气管时，也许直接更换滤芯;②观察滤芯是否有水渍或者油渍，如有，也需要更换滤芯;③观察滤芯靠近进气歧管一侧是否有变色，正常情况下应为白色，但如果大面积变黑，则说明灰尘已经渗透整个滤芯，也需要更换滤芯。此外，更换滤芯时要注意空气滤清器外壳上螺钉的装配力矩，装配力矩如果太大，容易导致滤芯变形，进气阻力变大，太小又容易导致滤芯松动，部分空气可能不经过滤芯过滤直接进行气缸，造成缸内加速磨损。
2.2 提高空气滤清器降噪的效能的途径
（1）优化壁厚设计。空气滤清器的壳体由于比较薄，其固有频率相对较低，在汽车运行过程中，发动机在不同转速下工作时产生的振动很容易与空气滤清器的壳体固有频率重合，产生共振噪音。因此，在空氣滤清器的设计阶段，研发人员可以通过研究其固有频率与壳体壁厚的关系，优化壁厚设计。目前一般通过改变空气滤清器的上下壳体壁厚，改变其固有频率。据相关试验表明，空气滤清器壁厚每增加0.5mm，其固有频率将大概增加10Hz。通过计算某款发动机的常用转速下，发动机的振动频率大小，确定空气滤清器壁厚，从而避免共振噪音。
（2）优化结构设计。进气气流撞击空气滤清器的壳体也会产生的振动噪音，此类噪音在汽车高速行驶时噪音尤为明显。研发人员可以通过总结此噪音的变化规律，优化空气滤清器的结构设计，改善噪音对驾乘人员的干扰。根据研究发现，空气滤清器的下壳体由于有车身的固定支撑，因此一般较少因为进气气流撞击而产生振动噪音，而缺乏固定支撑的上壳体是主要的共振声源，所以目前一般通过在上壳体增设加强筋，提高上壳体的刚度的方式来降低此类噪音的产生。同时，加强筋的设计厚度与壳体壁厚也存在一定关系，一般加强筋的厚度比壳体壁厚略小或等厚度时，可以取得较好的刚度提升和减振效果，太厚的加强筋并不能进一步提升上壳体的刚度，反而会增加制造成本。此外，优化壁厚和壳体结构设计，也有效降低空气滤清器因为发动机的外部振动激励，产生共振异响的现象。
（3）选用合适的壳体材质。空气滤清器的壳体材质不同，其机械性能和耐冲击强度也不同。目前大多数空气滤清器壳体采用PP+TD20的原料制成，其机械性能和耐冲击强度还有提升的空间，部分对于汽车性能要求较高的车型，改为选用PP+GF30的原料制作壳体，以提高壳体的机械性能和耐冲击强度，同时使用PP+GF30制作的壳体其耐热性能也会有显著的提高，有助于延缓壳体老化问题，延长壳体的使用寿命。
3 结语
本文通过对汽车空气滤清器效能的分析，总结出影响其效能正常发挥的滤芯材质、滤芯的日常保养与维护、空气滤清器的结构设计、零件材质等因素，最后结合笔者工作经验和专业知识提出选用合适的滤芯、加强空气滤清器日常的保养维护、及时更换滤芯、优化壁厚设计、优化结构设计、选用合适的壳体材质等提高汽车空气滤清器效能的有效途径，希望对今后相关人员提供帮助。
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