أثر الاستيعاب التخزين الجوي أداء المحرك في أوتو سيكل طول العمر

(ب) إن كفاءة الترميم العامة ليست موحدة في جميع أحجام الجسيمات، حيث عادة ما تحدث معظم عمليات الإزالة الفعالة للجسيمات حوالي 0.3 ميكروغرام بسبب الأثر المشترك للنشر والاعتراض، وتختبر صناعة التليف منظفات الهواء وفقاً لمعايير ISO 5011 (]ISO 5011 - معدات التنظيف الجوي لمحركات الغبار الداخلية ).

ويساعد فهم هذه الآليات على توضيح سبب أداء بعض المرشّحات أداء أفضل في بيئات محددة، مثلاً في تحميل الغبار الثقيل، وفي وسائط تحميل الأعماق (مثل الرغاوي أو الاصطناعية المتعددة الطوابق) يمكن أن تخزن كميات كبيرة من الحطام دون قيود مفرطة، في حين أن وسائل الإعلام التي تحمل السطح (مثل الورق المسلّح) قد تُستنسخ بسرعة أكبر، ويؤثر اختيار وسائط الإعلام تأثيراً مباشراً على فترات الصيانة وحماية المحركات.

أصناف وسائط الإعلام المصورة وميزات مقايضتها

ويستخدم مرشحو السيارات الحديثة أحد أنواع وسائط الإعلام المختلفة، التي لها خصائص أداء متميزة، ويتوقف الاختيار الصحيح على ظروف التشغيل، ومتطلبات الأداء، والميزانية.

الخلية (الباب)

وتتألف مرشحات الورق الجاف التقليدية من ألياف الخلايا المرابطة بالراتنج، وهي توفر كفاءة عالية في جواز السفر الواحد - غالبا ما تزيد على 99.5 في المائة بالنسبة للجسيمات التي تزيد عن 5 ميكروغرام - وهي الخيار الأصلي لمعظم مركبات الإنتاج، ويجب أن تؤدي ملوثات فخاخها الغرامة إلى انخفاض سريع نسبياً في حجم الحمولات الغبارية التي تتراكم، وتزيد نسبة التصميم المسلّح من المساحة إلى توازن التدفق والقدرة.

Cotton Gauze Filters

وتُستخدم مرشحات ذات منحى أداءي، مثل تلك التي تنتجها ، وأجهزة هندسة طويلة ، طبقات متعددة من شاشات القطن المُرتَبَّدة بين أجهزة التصنيف، حيث إن النفط يوفر أكياساً تلتقط الجسيمات دون التعبئة الدقيقة للورق، مما يتيح زيادة تدفق الهواء بحجم معين من الرش، غير أن هناك تغيرات في كفاءة في إنتاج النفط، لا سيما عندما تكون جديدة أو غير كافية.

Foam Filters

وتُستخدم أجهزة التعبئة المفتوحة لأجهزة رغاوي البولي يوريثان في الدراجات النارية والمعدات الصغيرة، وتخزن قدرتها على تحميل الأعماق كتلة كبيرة من الغبار قبل أن تصبح محدودة، ولكنها عادة ما تظهر كفاءة أولية أقل من النسيج ما لم تُعالج بالزيت الخاص، وتُعمد تصميمات الرغاوي المتعددة المراحل التي تؤدي إلى تحسين عمليات الضبط التدريجي للجسيمات مع الحفاظ على حياة العناصر المتطرفة.

Synthetic Nano-fiber Media

ويجمع مرشحات متقدمة بين طبقة فرعية من الخلايا مع طبقة رقيقة من المنابر الاصطناعية، ويتيح هذا البناء الهجين ارتفاع الكفاءة وانخفاض القيود الأولية، مع ارتفاع مستوى طبقة السطح قبل أن تُضمّن مواد أساسية، ويمكن لهذه المرشّحات أن تقترب من 99.99 في المائة من الكفاءة في النطاق الميكروبي الحر، مع الحفاظ على قدرة ممتازة على حيازة الغبار.

مقارنة مقاييس الأداء

وعند تقييم وسائل التصفية، تظهر مقياسان رئيسيان: القدرة الأولية على الاحتفاظ بالكفاءات والغبار، وتوفر اختبارات الإيزو 5011 هذه القيم بأسعار تدفق قياسية، كما أن مرشحاً بنسبة 99 في المائة من الكفاءة يحمل 300 غرام من الغبار قبل الوصول إلى قطر ضغط محدد يوفر حماية عالمية أفضل من واحدة تتمتع بكفاءة أكبر من 99.9 في المائة، ولكن قد تحتاج إلى استبدال أكثر من ذلك بكثير.

كفاءة التأليف وحماية المهندسين

أما قانون اختبارات منظف الهواء التابع لشركة SAE J726، الذي يشرف عليه الآن المعيار المرجعي للصناعة رقم 5011، فقد حدد كفاءة " العزل " للمرشح (مقاسة بحجم جزيئات معينة) وقدرتها التراكمية على الاحتفاظ بالغبار (الغرامات إلى حد الحد الأقصى لضغط الضغط) حماية العالم الحقيقي، وقد يعاني محرك يصل حتى جرام واحد من الغبار الغرامات الغرامية من التراكم القابل للقياس.

وتظهر البيانات الميدانية من Cummins Filtration technical studies] أن المحركات المحمية بتأجير أقساط تفوق المحركات التي تستخدم عناصر أدنى بهامشات كبيرة، وفي اختبار الديزل الثقيل (محركات الديزل تعمل أيضا على الإشعال الضغطي، ولكن المبادئ تترجم) مما يقلل من الإغراق الغباري عن 2.0 غ/ساعة إلى 0.5 غم/ساعة

ومن الجدير بالذكر أن كفاءة التصفية ليست ثابتة، إذ أن الجسيمات المسبوقة نفسها تصبح جزءاً من متوسط الرش، وزيادة الكفاءة، وهذا ما يسمى " الكيك الشائك " ، وقد يتجاوز جهاز الرش الذي يبدأ بنسبة 98 في المائة من الكفاءة 99.9 في المائة بعد تراكم كمية صغيرة من التراب، مما يعني أن أكثر فترة تعرضاً لعنصر من عناصر الترميزات الأولية هي أكثر ضعفاً.

أثر وقف الهواء على الأداء

ويفرض كل مرشح بعض القيود على تدفق الهواء، إذ أن انخفاض الضغط عبر التصفية من الضغط الجوي المحيطي، مما يقلل من حجم الهواء الذي يمكن أن يملأ الأسطوانات، وبالنسبة للمحركات المطهرة، فإن فرض قيود على 3 كيلوبايت (0.44 بيس) قد يؤدي إلى فقدان القدرة القصوى بنسبة 1-2 في المائة؛ كما أن القيود الأكبر لها تأثير أكبر نسبياً.

وعلى عكس بعض المطالبات المتعلقة بالتسويق التي تتجاوز المفرزة، فإن الفرق في الأداء بين مرشح نظيف وجديد ولا مرشح على الإطلاق على مركبة إنتاجية لا يُذكر في كثير من الأحيان في القيادة العادية، حيث أن نظم الاستيعاب الحديثة مصممة بمساحة كافية للتقليل إلى أدنى حد من الخسائر في المضخات، ويظهر أثر الأداء الحقيقي عند تمزق المرشيحات بالحطام.

وبالنسبة للتطبيقات العالية الأداء، فإن كل شيء من مسائل التقييد، فالجرّاح والحماس يحل أحيانا محل نظام الاستيعاب بأكمله بتركيب أقل تقييدا، بما في ذلك مرشح منخفض التكرار، غير أن المكاسب يجب أن تُقيّد من خطر زيادة خطر استنفاد جسيمات غرامية، وفي الموانئ المتحركة، كثيرا ما تُعاد بناء المحركات، وبالتالي فإن المكاسب القصيرة الأجل في الطاقة يمكن أن تبرر تخفيض عدد السيارات.

آثار عدم كفاية التخزين

وتعاني هذه المحركات من أضرار فورية وطويلة الأجل، وتُنتج عن ذلك الجسيمات البدائية التي تُزرع في فيلم النفط بين تنورة البستون وسور الأسطوانات، مما يؤدي إلى زيادة تضاؤل اللبس والحلقات، ويصبح التسلسل الذي يمر عبر عملية الاحتراق بمثابة قطرات من الحرير، مما قد يلتزم بمقاعد صمامات العادم ويتسبب في الانكماش.

كما أن النفط الملوث يفقد قدرته على مراقبة الودائع، فجمع الحطام البدائي وزيوت التشحيم المتدهور يؤدي إلى زيادة الاحتكاك وارتفاع درجات الحرارة التشغيلية وفقدان الضغط القابل للقياس، وبالنسبة لمحركات الغازولين المباشر، فإن ودائع الصمامات التي يتم استخلاصها هي بالفعل مصدر قلق؛ وتراكم الكربون في الهواء المتسخ عن طريق إدخال الجسيمات الأجنبية التي تُثبت على الصمامات المصلية.

ومن أساليب الفشل المشتركة " المحرك المدمر " حيث يسمح تسرب أو عنصر ممزق في مجال الإسكان بحدوث هجمات مفاجئة من الغبار، ويمكن أن يؤدي هذا اللبس إلى الحد من الضغط على جميع الأسطوانات في غضون دقائق من التشغيل، وكثيرا ما تحدد الميكانيكيات الغبار بمظهر " مزيف " من المصابيح، ووجود خدوش دقيقة على المحركات المزودة بغطاء.

الاعتبارات الخاصة المتعلقة بمحركات التشريد الصغيرة والصغيرة

وقد تعطلت المحركات المسببة للاضطرابات - التي أصبحت الآن تركيبة دورة أوتو المهيمنة في المركبات الخفيفة - حيث يمكن أن تزيد الطلب على تلف المركب، وتدور العجلات المضغوطة في عدد يصل إلى ٠٠٠ ٢٠٠ ثورة في الدقيقة، بل إن الجسيمات الغبارية المصغرة يمكن أن تخفف من حدة الضغط على الوقت، وتخفض كفاءة التربو، وربما تؤدي إلى التلوث إذا حدثت زيادة في سرعة الاختلال في المحرك.

وبالنسبة لتطبيقات التشغيل العالية، بما في ذلك موانئ السيارات، يجب أن يوازن مرشحو الهواء المتطرف مع الحماية، ويستخدم العديد من مرشحي السباقات شاشات القطن ذات المحتوى العالي، وذلك لتحقيق قيود منخفضة، ولكن يتطلب التنظيف وإعادة التزييف، وتدير المركبات ذات الأجناس غير الساحقة التي تغطس في حرير التلال التراكمي، والتي تستخدم في كثير من الأحيان نظماً للتموين ذات مواهب متطورة مع مجهزة للسي.

وقد تكون محركات التشريد الصغيرة، ولا سيما التي لها ناتج محدد مرتفع، حساسة بوجه خاص إزاء التقييد، وقد يؤدي محرك الاضطرابات البالغ ١ لتراً والذي ينتج أكثر من ١٠٠ حصان لكل لتر إلى اعتماد شديد على التنفس الفعال، وقد يؤدي المرشيح المحدود إلى الحد من حجم المحركات إلى انخفاض سرعة تشغيلها، مما يجعل المحرك يرتعش ويزيد من الحاجة إلى الإنهيار، ويزيد من سرعة تشغيل المحركات.

أثر التصويب الجوي

وبالإضافة إلى الأداء والطول، فإن التوليد الجوي للمركبة يؤثر أيضاً على انبعاثات العجلات، ويمكن أن يغير مرشح محدود نسبة الوقود الجوي، مما يؤدي إلى الحرق غير الكامل والانبعاثات من الهيدروكربونات العالية وثاني أكسيد الكربون، وفي المركبات الحديثة ذات التحكم في أجهزة الاستشعار المغلقة بالأكسجين، يمكن أن يعوض الاتحاد الأوروبي بدرجة ما، ولكن نطاق التعويض محدود.

وفي محركات الحقن المباشرة، يتسارع تباطؤ النسيج في تكوين الودائع الصمامات، مما يضعف نمط الرش ويزيد من انبعاثات الجسيمات، ويمكن أن يؤدي هذا الحمل الرصين إلى زيادة سرعة تصفية الجسيمات الغازية، مما يتطلب دورات أكثر تواتراً ويقلل من الاقتصاد الكلي للوقود، وكثيراً ما تساعد مرشحات الهواء العالية الكفاءة على إبقاء أرقام التخطيط الموحدة واضحة عن طريق خفض كمية الآثار غير القابلة للتشغيل.

فترات الصيانة والتفتيش والاستبدال

وتمنح المصانع فترات استبدال مرشحات الهواء الموصى بها، عادة كل ٠٠٠ ١٥ إلى ٠٠٠ ٣٠ ميل لظروف القيادة العادية، غير أن هذه الجداول تفترض متوسط تركيزات الغبار، أما المركبات التي تعمل على الطرق غير المعبدة، أو في مناطق البناء، أو في المناطق الرملية، فيمكن أن تكون قد فحصت أكثر تواترا من أي تغيير في النفط أو كل ٠٠٠ ٥ ميل من التدهور.

ويحتاج مرشحو القطن المسيلون للزيت إلى تنظيف منتظم مع منظفات ومعادن للزيت، وعدم إعادة الزينة بما يكفي من الكفاءة في التزيين؛ ويمكن أن يضخ الزيتون فوق المكثف لأجهزة الاستشعار لتدفقات الهواء في المجرى، ويجب تنظيف مرشحات الصمامات ومعالجتها بزيت نقية خاصة، وينبغي ألا تنفجر أجهزة التصفير الورقية، التي تملأ بالغبار، إلا بنفقات عالية قبل الأوان.

وبالنسبة للأساطيل، فإن تنفيذ برنامج صيانة قائم على ظروف معينة باستخدام أجهزة استشعار للضغط المتمايزة يمكن أن يحقق الحد الأمثل من حياة التصفية، وبدلاً من استبداله بجدول ثابت، لا تتغير الرشائف إلا عندما يتجاوز انخفاض الضغط عتبة، وهذا يقلل من النفايات ويكفل عدم استبدال الرشانات في وقت مبكر أو يتبقى في الخدمة لفترة طويلة جداً، كما أن العديد من الشاحنات الحديثة ذات القدرة العالية تشمل أجهزة الاستشعار هذه، وبعد مجموعات المنتجات المتاحة لتطبيقات الأخرى.

اختيار المصور الأيمن للجو

وبالنسبة لمعظم السائقين اليوميين، يوفر مرشح ورقي ذو جودة عالية من نوع OEM أفضل توازن في الكفاءة والطول والتكلفة، وتبني براندات مثل مانين - فايتر و WIX عناصر تفي بمواصفات المصنع أو تتجاوزها على النحو المناسب، وقد تختار المحرضات التي تسعى إلى تحقيق مكاسب متواضعة في الأداء وإعادة استخدامها مرشحا لغاز القطن المزود بالزيت، ولكن ينبغي أن تعترف بالمقايضة:

وبالنسبة للمركبات المعرضة بانتظام للتراب المتطرف، فإن نظاما متعدد المراحل للخياطة أو مرشحا عالي القدرة للنانو - فيبر يقدم تحسينات ملموسة في حماية المحرك، وكثيرا ما يبرر مشغلي الأسطول ارتفاع التكلفة الأولية لمرشحات أقساط التأمين عن طريق تمديد فترة الخدمة وتخفيض صيانة المحركات، وعند مقارنة الخيارات، يفحصون بيانات الاختبارات الخاصة بتدفقات الصنع ISO 5011، ولا سيما القدرة التراكمية على الاحتفاظ بالأعباء عند محركات.

ومن الاعتبارات الأخرى تصميم المساكن التي تستخدمها أجهزة التصفيح الجوي، حيث تدور بعض المركبات في مسارات الاستيعاب أو عدم كفاية الختم مما يسمح للهواء غير المصفوف بالتجاوز عن العنصر، وفي هذه الحالات، لا يمكن أن يحمي أفضل عنصر للمرشحين المحرك، كما أن تفتيش المساكن للشقق أو العصي المفقودة أو الشظايا غير المجهزة بشكل سليم يشكل جزءا من نظام صيانة شامل، ولكن نظم القيد في السوق تُحسن أحياناً.

The Economic Equation of Clean Air

ونظراً لتكلفة إعادة بناء المحرك - التي تبلغ في كثير من الأحيان عدة آلاف من الدولارات - فإن تصفية الهواء ذات نوعية جيدة هي واحدة من أكثر الاستثمارات فعالية من حيث التكلفة التي يمكن لمالك المركبات القيام بها، وقد يؤدي حدث ارتداء واحد، ناجم عن مرشح ممزق أو سكن مقفل بشكل ضعيف، إلى إحداث ضرر يقصر الحياة المفيدة للمحرك عن طريق عشرات الآلاف من الأميال، وقد أهملت الرابطة الوطنية للأجزاء الآلية وغيرها من الهيئات الصناعية " الفشل الذي منعه " منذ وقت طويل.

وفي الأساطيل التجارية، نقلت عمليات التلفاز وعمليات التفتيش المنتظمة للمرشحين البصريين الصيانة من قاعدة تقويمية ثابتة إلى برامج قائمة على الظروف، ومن خلال رصد القيود المفروضة على المرشيح باستخدام مقاييس ضغط مختلفة أو أجهزة الاستشعار الموجودة على متن السفن، لا يمكن للمشغلين أن يحلوا محل العناصر إلا عند الحاجة، مما يزيد من كفاءة الحماية والتكاليف التشغيلية، وينطبق الفلسفة نفسها على الحركيين الخاصين: لمحة منتظمة عن عنصر التسريح، إلى جانب وجود فهم أساسي.

وتعود حسابات الاستثمار من أجل تلف أقساط التأمين مباشرة، حيث أن هناك مرشحاً من طراز " نانو - فبر " يبلغ طوله 30 ألف ميل في بيئة عالية المدخرة مقابل 15 ألف مرطب ورقي يتغير كل 000 10 ميل، ويحصل عنصر " نانو - فيبر " على حماية أعلى خلال الفترة بأكملها، ويأتي الادخار الحقيقي في وقت التعطل ويمتد عبر فترات زمنية أطول.

وفي نهاية المطاف، فإن مرشح الهواء المتحصل هو الشريك الصامت في كل حدث من حوادث الاحتراق، ودوره في الحفاظ على الطاقة، واقتصاد الوقود، وطول المحرك لا يمكن أن يبالغ في التقدير، ومن خلال اختيار تكنولوجيا التصريف المناسبة لبيئة التشغيل والحفاظ عليها بحزم، يكفل المالكون أن تتنفس محركات دورة أوتو ما تحتاج إليه، ولا شيء يمكن أن يدمرها من الداخل.