程建彬1 陶士明2
(1.浙江威泰汽配有限公司，浙江湖州313100;2.湖州宝盈智能设备有限公司，浙江湖州313100)摘要：介绍柴油中含水形态对柴油机燃油系统的影响，通过分析柴油滤清器油水分离效率，区别
I S O16332:2018标准和S A EJ 1488:2010标准试验方法的不同点,
并就如何正确客观评价1款滤清器的油水分离效率进行了探讨，用于指导柴油油水分离器的设计制造和性能评价㊂
关键词：滤清器；油水分离效率；试验方法
0 前言
随着柴油机技术的进步和国六排放标准的实施，发动机对燃油过滤系统的要求进一步提高，需要滤清器具备更高的油水分离效率和颗粒过滤能力㊂燃油中的水分可引起燃油系统零件的腐蚀，促使微生物的滋
生，导致燃油供给系统故障，特别是容易引起喷油嘴的堵塞甚至机件损坏㊂水分的存在还会降低柴油的热值，影响正常燃烧㊂因此，柴油滤清器作为燃油清洁的功能元件，对其进行油水分离能力的测试和客观评价显得尤为重要㊂ca1476
1 含水柴油及其水分离试验要求
1.1 柴油中含水形态及其影响
柴油在运输㊁流通和贮存过程中，水分会通过各种途径混入油中，比如空气中的水分冷凝㊁外界水分经油箱通风系统进入，以及水分通过密封系统进入等㊂柴油中的水分主要有3种表现形态㊂(1)溶解水：以水分子形态存在并溶解于柴油中㊂柴油中水的溶解量与柴油类型㊁添加剂㊁压力和环境温度及湿度有关㊂溶解于柴油中的水，在达到溶解饱和度之前，柴油的外观是清澈透明的㊂(2)游离水：当环境温度下降时，柴油溶解水的能力下降，溶解水会从柴油中析出，形成微小的水滴悬浮在柴油中，并随着小水滴数量的增多，逐渐聚集形成相对较大的水滴，游离水的平均直径为180~260
μ
m ㊂(3)乳化水：柴油中的水在受到油泵的剧烈搅拌和高速剪切作用时，容易产生微小的水滴悬浮在柴油中，造成柴油的乳化，柴油颜呈现浑浊㊁发白的现象㊂
柴油发动机在供油时，柴油在由低压系统输送至高压系统再由高压系统返回至低压系统的整个转换过程中，也容易形成柴油乳化水㊂乳化水的直径范围在0.1~10.0μm 之间㊂由于直径小于4.0μm 的乳化液极
其稳定，采用物理机械方式的分离方法难以达到油水分离效果㊂柴油中的乳化水和游离水对喷射系统影响极大，原则上必须彻底去除㊂
1.2 对试验介质的要求
目前，行业内普遍采用的油水分离试验方法标准有:‘柴油机燃油滤清器油水分离效率的评定方法“
(I S O16332:2018
)和‘分离燃油中乳化水的试验方法“(S A EJ 1488:2010)[1-2
]㊂这2个标准对试验介质的要求略有不同㊂1)在I S O16332:2018标准中对试验介质的要求:(1)未处理的加油站燃油(F 1)㊂(2)标准试验燃油(F 2)：以C E CR F -06-03标准燃油作为F 2的基础油，并按标准中的附录A 进行处理㊂(3)试验燃油(F 2.1)，高油/水界面张力(I F T )试验燃油㊂按照I S O 9101标准,10s 时I F T 为22ʃ2m N /m ；按照I S O
9101或I S O6889标准,60s 时I F T 为20ʃ2m N /m ；水分离能力按照A S TM D 1401标准加以报告㊂(4)试验燃油(F 2.2)，低I F T 试验燃油㊂按照I S O9101标准,10s 时I F T 为13ʃ2m N /m ；按照I S O9101或I S O 6889标准,60s 时I F T 为11ʃ2m N /m ㊂2)在S A E
J 1488标准中对试验介质的要求：采用超低硫柴油，按照A S T M D 971标准,I F T 为15~19m N /m ㊂
1.3 试验原理㊁
设备组成及要求根据I S O16332:2018标准和S A EJ 1488:2010标准，试验原理分别如图1和图2所示㊂综合图1和图2，结合2个标准的内容要求，其差异处如表1
所示㊂
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图1按照I S O16332:2018标准实施的试验图(原理图)
图2按照S A EJ1488:2010标准实施的试验图(原理图) 2试验检测
试验介质界面张力是油水分离效率试验的重要参数[3]㊂如表2所示，技术人员按照I S O16332:2018标准中F2.1㊁F2.2规定条件及S A EJ1488标准中规定的条件，对同一批产品进行了试验，以检测相同产品在不同试验条件下的油水分离效率㊂
2.1试验方案及试验过程
本试验对比所采用的油水分离试验台为湖州宝盈智能设备有限公司设计制造㊂该试验台为国内自主研发，并将I S O16332:2018标准和S A EJ1488:2010标准整合在同一试验台中㊂在试验过程中，试验台自动取样分析，自动返回分析结果，并立即计算和显示试验结果㊂
表1I S O16332:2018标准与S A EJ1488:2010标准之间
的差异
项目I S O16332:2018标准S A EJ1488:2010标准试验油箱
带锥形底的油箱，燃油出
全自动面膜灌装机口位于最低点
平底，出油口高出底部至
少4c m
试验燃油总量
体积V等于试验流量的
20%，且满足45LɤVɤ
200L
为每分钟流量的5倍，至
少为38L
试验油泵
无指定型号，压力波动幅
度应小于平均压力的
10%
指定美国1S T1E5D4不
锈钢离心泵，转速3500
r/m i n
泵流量恒定，设有旁通回
路，通过节流阀控制获取
不同测试流量注水泵有注水泵
无注水泵
注水口在试验油泵的吸
入侧
流量计
水流量计1个㊁燃油流量
计1个
水流量计1个㊁试验流量
计1个㊁总管路流量计
(25L/m i n)1个水乳化装置
采用节流孔板装置产生,
根据流量选取不同的孔
板大小
通过高速离心泵搅拌产
生
界面张力测定
按I S O9101标准滴体积视频浪涌保护器
法实施，可选I S O6889标
准
按照铂金环法，程序按照
A S T M D971标准
净化系统
能使再循环的未溶解水
平均体积浓度不超过50
ˑ10-6
油水分离器2个㊁杂质滤
清器1个可选粘土处理
回路
滴径分布测量
符合I S O13320标准激光
衍射装置
无相关要求
水浓度测量
按照卡尔费休滴定法，程序
按照I S O12937标准实施
可选设备：在线检测装置
卡尔费休库伦法，程序按
A S T M D6304标准
试验液水浓度
标准条件:1500ʃ100ˑ
10-6
可选条件:20000ʃ1000
ˑ10-6
2500ʃ300ˑ10-6
试验温度/ħ23.0ʃ2.026.6ʃ2.5
本次对比试验所采用的同一批生产的某型号柴油油水分离器，滤芯为凝聚式深层过滤结构，过滤面积为2700c m2㊂试验方案1如表2所示㊂技术人员将试验方案2中的试验流量从240L/h调整为150L/h，其余条件不变，再次进行了测试㊂
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表2 检测相同产品在不同试验条件下的油水分离效率
的试验方案
项目试验方案1
试验方案2
试验方案3
参照标准I S O16332:2018I S O16332:2018S A EJ 1488:2010
试验用油F 2.1F 2.2国产
C E CR F -06-03
界面张力(参照I S O6889标准)/(m N ㊃m -1)201217试验用水蒸馏水蒸馏水蒸馏水试验流量
/(L ㊃h
-1)240
240
240注水流量/(m L ㊃m i n -1)6(油水浓度1500ˑ10-6)6
(油水浓度1500ˑ10-6)63(总管路流量25
L /m i n ，油水浓度2500ˑ10-6)孔板压差/k P a 375
375
无水滴大小分布
/μ
m D 3.50为10.29D 3.90为24.51(马尔文粒径仪)D 3.50为1
0.26D 3.90为24.50(马尔文粒径仪)
无检测
2.2 试验结果
图3为某型号油水分离器在试验方案1的试验条件下的试验结果对比㊂结合表2中的试验条件可以看出:(1)采用I S O16332:2018试验标准并使用F 2.1燃油或F 2.2燃油时，由于试验液界面张力不同，在其他试验条件相同情况下，使用F 2.1燃油测得的柴油滤清器的油水分离效率η16332/F 2.1高于F
海水淡化装置2.2燃油效率η
16332/F 2.2㊂(2)采用S A EJ 1488:2010标准时，尽管注水量㊁界面张力㊁水乳化方式与I S O16332:2018标准不同，但测得的油水分离效率ηS A EJ 1488非常接近于
η
16332/F 2.1㊂按照试验方案2，将表2中试验条件的试验流量从
发票导出
240L /h 调整为150L /h ,
分别进行测试试验，得到试验结果为油水分离效率都接近于100%㊂
技术人员对同一批次产品进行了多次试验，按照不同的试验方法或按照同一试验方法不同试验条件得到的油水分离效率均不尽相同㊂试验显示，试验油的界面张力㊁试验流量㊁水滴粒径分布，以及孔板压差对
测试结果的影响显著㊂相关油水分离趋势如表3所示㊂
图3 采用试验方案1在不同试验标准下的油水分离效率对比
表3 油水分离效率测试的影响因素
测试影响因素因素改变状态
油水分离效率趋势
试验油I F T 增大升高试验流量增大降低水滴粒径增大升高孔板压差
降低
升高
3 结论
从以上试验结果得知，同一批次柴油滤清器在不同的试验条件下，得到的油水分离效率是不同的，并且对试验结果的影响很大㊂在客观合理评价1款滤清器的油水分离效率时，必须明确试验方法㊁试验流量(即注水流量)㊁试验介质㊁水滴粒径，以及孔板压差等㊂只有在相同的试验条件下对滤清器进行
油水分离效率的测试和评价才具有相互比较和优劣鉴别的意义㊂
参 考 文 献
[1]I S O16332:2018柴油机燃油滤清器油水分离效率的评定方法[S ].国际标准化组织,2018.
[2]S A EJ 1488:2010分离燃油中乳化水的试验方法[S ].国际自动机工程师学会,2010.[3]陶士明.一种柴油滤油水分离效率实验系统的设计[J ].机电信息,2021,645(3).90
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