空气油水分离器：让商用车制动系统更加稳定可靠

李 杰 |文

空气油水分离器：让商用车制动系统更加稳定可靠

李 杰 |文

油水分离器和干燥器合理匹配，可以给制动系统提供清洁的压缩空气，从而保证制动系统的性能稳定可靠。

Introduction of Oil-Water Separator

As a high-efficient filter device of mixture of oil and water and other impurities, oil-water separator has been widely applied to various commercial vehicles in China.This article provides a brief introduction of the functions, operating principle and necessary supplement of the oil-water separator.

众所周知，目前我国商用车上应用的制动系统绝大多数为气压式制动系统。不管是纯电动车应用的独立空压机系统，还是常规车辆的空压机系统，在工作过程中都不可避免地将油水混合物及杂质带入后续的制动系统；特别是使用常规内燃机的车辆，其工作过程中会将部分发动机的油污带入后续管路中。过多的油水混合物及杂质会造成制动系统零部件漏气或卡滞、管路锈蚀堵塞，导致零部件工作异常，影响制动系统的性能并可能导致车辆安全问题。制动系统的良好性能是由其每个部件来保证的，任何一个部件失效或工作异常，都可能大大降低制动性能，导致车辆制动安全隐患。

为制动系统提供清洁的压缩空气能有效保证制动系统零部件的正常工作。目前市场上常见的制动系统配置的干燥器可以过滤压缩空气中的水气，但对油雾的分离几乎没有效果，再加上我国商用车的应用环境并不规范，对干燥器的维护较少，干燥罐长时间不更换很容易造成油水混合物及杂质流入后续系统，导致制动零部件出现异常。基于这种现状，油水分离器作为高效的油水混合物及杂质分离过滤装置，逐渐在我国商用车上得到应用。

功能

油水分离器也称冷凝器，有的主机厂叫压缩空气油水分离器。它是保证制动系统压缩空气清洁的第一道防线，在极端的使用工况下，系统中的油水混合物及杂质会严重影响制动系统的性能和零部件的寿

命。油水分离器一般安装在空气压缩机和空气干燥器之间，使用过程中维护简便。在正确匹配的情况下，油水分离器可以过滤(分离)出高达90%的油水混合物及杂质，干燥器干燥筒维护周期(或寿命)可以至少被延长3倍以上。油水分离器和干燥器合理匹配，可以给制动系统提供清洁的压缩空气，从而保证制动系统的性能稳定可靠。

工作原理

1989年，瀚德(HALDEX)第1款电控式油水分离器问世。2010年，瀚德又推出了气控式油水分离器。前者成熟稳定，后者结构简单、性价比高，目前2种油水分离器在国内的应用都比较广泛，前者主要用于客车，后者主要用于卡车。

油水分离器由上、下2部分组成，上体部分主要负责油水混合物及杂质的分离；下体部分为电控式自动放水阀或气控式自动放水阀，主要负责将油水混合物及杂质排出。

油水分离器的工作原理如图2所示。压缩空气由侧面的进气口流入螺旋管道，在油水分离器内部，压缩空气在一个向下的螺旋空间内流动，并在离心力作用下将油水混合物及杂质留在导流板上，压缩空气流到螺旋轨道的底部后，会从一个竖直向上的通道经顶端的出气口流出。同时，凝结在导流板上的油水混合物及杂质在重力的作用下会沿着向下的螺旋管流入底部收集器中。

对于电控式油水分离器，其下部为电控式自动放水阀。当排水阀通电激活后，底部收集器中的油水混合物及杂质将被排出。电控式自动放水阀一般通过定时继电器或制动灯取电控制。

对于气控式油水分离器，其下部为气控式自动放水阀，如图3所示。当油水分离器处于向制动系统增压供气时(图a)，中油水分离器P1处气压增加，从而打开进气阀膜片，压缩空气将通过进气阀门并被储存在油水分离器收集腔P2中，直到膜片两边恢复到压力平衡，此时进气阀门膜片将关闭。当空气干燥器的卸荷阀打开后(图b)，将使空压机到干燥器之间的气压降低，排气阀膜片打开，油水混合物及杂质通过排气阀排入大气或流入外置收集筒中，当油水分离器收集器P2中的压力降低到一定水平后，膜片关闭。

匹配要求

油水分离器的安装支架必须有足够的强度，从而避免由于车辆振动造成管路连接和阀体的损坏。油水分离器需要安装在一个有足够空间进行安装服务和便于进行定期检查并且通风的地方，而且需要远离车轮，避免轮胎引起的飞溅物污染阀体以及外界给车辆的破坏而造成油水分离器损坏。油水分离器和自动放水阀的排污口必须竖直向下安装，倾斜角度不大于15°。周围热源须相对较小，环境温度－40～80 ℃为宜，安装位置应尽量靠近空气干燥器，以达到最优的分离排污效果。

电控和气控式油水分离器主要技术参数

为了防止水分的聚集，从空压机到油水分离器的管路走势需要有一定连续的斜坡，而且不同管路之间的连接处接口内径不得小于连接管内径的1/2。从油水分离器到干燥器同样需要一个倾斜的坡度，并且需要通过对空压机到油水分离器连接管的材料、长度、尺寸的设计与选择，使到达油水分离器的压缩空气温度达到5～65 ℃。应避免过低的进气温度，这可能会导致在寒冷的环境下冷凝水在管路或油水分离器进气口处结冰；同时也应避免过高的进气温度，这可能会损坏油水分离器或自动放水阀的密封元件，降低油水分离器的分离排污效果。

空压机管路不能对内部气流的流动造成过大的阻碍，因为它们会增加管路结冰的可能。同时，应尽量避免使用90°的弯接头。

维护保养

油水分离器的保养间隔主要根据其工作环境而定。如果在车辆试车或行驶过程中发现产品工作不正常，需要立即进行必要的检查与维修。拆开保养后，需要检查产品功能是否正常和漏气。如在实际使用过程中发现建议保养周期过长或过短，用户可以根据自己的实际情况进行调整。一般建议的保养周期为：城市公交车1年或5万km，卡车1～2 年。

对于积炭或油污造成的漏气等，需要定期清洗油水分离器的铝制壳体内部，其他部件可以根据实际情况进行清洗或更换；自动放水阀的过滤筛、阀芯、O型密封圈、垫圈等部件需要根据情况进行清洗或更换。

常见故障

油水分离器的常见故障是排气口漏气，其主要原因是由于长期缺少维护保养，油水混合物及杂质堆积过多，造成自动放水阀阀芯(电控式)、排气膜片(气控式)及密封件磨损，导致漏气；或者是冬季气温较低时油水混合物及杂质堆积物结冰，阀芯或排气膜片卡滞，导致漏气。

对于缺少维护保养的情况，用户须根据安装要求及时维护保养。正确的匹配和使用，以及合理的维护是保证油水分离器正常工作的根本。

冬季结冰的故障主要集中在我国中北部地区应用电控式油水分离器的市场。笔者建议，冬季来临前对车辆的油水分离器做一次维护保养，清除可能堆积的油水混合物及杂质。同时可以采用加热器对油水分离器自动放水阀进行加热的方法，避免冬季结冰导致的漏气问题。方法一般有2种，采用自动放水阀本体线圈和额外线圈进行加热。笔者不推荐采用额外的线圈加热，其结构复杂并且存在过热导致烧线的安全隐患。经过测试，通过给本体线圈持续供电，线圈作为发热体来加热，本身可承受室温(20 ℃)条件下连续加热72 h；线圈功率在12～15 W，在－40 ℃环境温度下模拟车辆空压机打气工况，6 min内可以将自动放水阀加热到0 ℃以上，可以满足终端用户的使用要求。

此外，可以采用时间继电器对自动放水阀进行间隔排污控制。电控式油水分离器一般设定为采用制动信号，每次制动时进行一次排污。对于制动次数较少的长途卡客车，长时间不制动可能导致堆积的油水混合物及杂质过多，造成结冰漏气。采用时间继电器控制的方案，可以有效地增加排气次数，达到排净油水混合物和杂质的目的，避免结冰漏气。

从欧洲市场看，油水分离器于1989年开始在商用车上应用，到目前为止，已经广泛应用于沃尔沃、奔驰、曼恩以及依维柯等一线品牌。近几年，我国主要的卡客车主机厂也越来越关注并开始匹配油水分离器，尤其在国Ⅳ车型上，很多主机厂都把油水分离器作为标配。从市场份额来看，目前我国重型和中型商用车油水分离器的配置率仅有5%左右。笔者认为，油水分离器作为一款高效且性价比较高的产品，相信在未来几年，配置率会有大幅提高。

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