柴油濾清器用盤式加熱器試驗方法及參數討論

姚猛

摘 要 隨著濾清器技術的進步，各式各樣的加熱器被集成在了濾清器上。本論文所討論的是盤式加熱器在實際應用中所要關注的技術條件及檢測方法。

關鍵詞 PTC加熱陶瓷;柴油濾清器;功率

前言

為了改善柴油的低溫流動特性，防止和解決寒冷地區汽車冷啟動問題，越來越多的柴油濾清器標配了加熱器。加熱器直接接觸柴油，并且還會產生熱量。出于整車的安全考慮，加熱器的技術條件和檢測方法顯得尤為重要。本文就是針對盤式加熱器的技術條件及檢測方法討論。

1盤式加熱器的結構及工作原理

1.1 加熱器的種類

常見的加熱器安裝位置有兩種：一種是安裝在基座與濾清器之間的圓形加熱器，采用的是PTC加熱陶瓷進行加熱。另一種是安裝在濾清器底部的盤式加熱器，采用的是電熱絲進行加熱。

1.2 盤式加熱器的加熱原理

PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫，意思是正的溫度系數，泛指正溫度系數很大的半導體材料或元器件。PTC陶瓷就是利用具有PTC特性的熱敏電阻制成的半導體陶瓷。PTC加熱陶瓷同樣也具有正溫度系數特性，超過一定的溫度時，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。

1.3 盤式加熱器的結構

盤式加熱器由3部分組成，分別是外殼、PTC陶瓷片和電極片，部分盤式加熱器將溫控開關或者溫度傳感器集成進加熱器內部，用來控制加熱器的工作狀態。加熱器的外殼起到絕緣和支撐內部元件的作用[1]。

1.4 盤式加熱器的整車連接方式

常見的PTC加熱器與整車連接有三種方式：

（1）與溫控開關相配合使用的連接方式;

這種連接方式是比較簡單，溫控開關直接控制繼電器的閉合。

（2）與溫度傳感器相配合使用的連接方式;

這種連接方式需要溫度傳感器配合，溫度的變化值經由傳感器轉化為電壓的變化，傳遞給整車ECU，ECU判斷是否驅動繼電器。合使用的連接方式。

（3）集成溫度開關的連接方式;

這種方式的連接方式最為簡單，加熱器內部集成溫控開關，只需將加熱器接入整車電源即可。

2盤式加熱器的技術條件及檢測方法討論

盤式加熱器作為終端客戶使用的產品，首先需要滿足基本性能。然后根據不同的使用環境和工況增加耐候性及可靠性的相關要求。

2.1 盤式加熱器基本性能要求

（1）加熱器工作電壓及額定功率

12V車系蓄電池輸出電壓是空載是13V左右，啟動后電壓在13.5～14.5V之間。24V車系啟動后在27～29V之間。在《道路車輛 電氣及電子設備的環境條件和試驗》中推薦了UA和UB兩種測試用電壓。UA用于工作模式3（發電機供電），UB用于工作模式2（蓄電池供電），如表1所示。

（2）工作溫度和儲存溫度

盤式加熱器作為汽車的一部分，其工作溫度和儲存溫度應當滿足整車要求。按照《汽車電器設備基本技術條件》中3.1.3的規定：安裝在發動機上的產品的最低工作和儲存溫度下限為-40℃，最高工作和儲存溫度的上限為120℃。因此濾清器上的PTC加熱器的工作溫度和儲存溫度應該在-40℃和120℃[2]。

2.2 盤式加熱器的可靠性要求

按照使用者對車輛的使用習慣，加熱器可能會工作在各種惡劣的工況下，比如顛簸、涉水、電瓶異常等。為了保證加熱器能夠實現其正常的功能，所以可靠性的要求是必不可少的。

（1）接插件處的防護等級

接插件處由于其結構特點，正負極離得比較近，為了防止水進入接插件，使正負極短接，接插件處的防護性至少達到IPX6。試驗及判定方法可根據GB 4208中的規定執行。

（2）耐異常電源電壓性能

常見的電源異常包括蓄電池反接、電源過電壓及電源饋電等。加熱器在設計時，需要對電源過電壓情況進行考慮。具體測試要求及環境條件詳見表2。

測試方法 常溫下，給加熱器兩端加電壓24V持續60±6s，測試后，產品需要保證其基本性能 常溫下，給加熱器兩端加電壓48V持續60±6s，測試后，產品需要保證其基本性能

（3）機械性能

振動試驗可依照總成進行，如果總成沒有規定，則按照《汽車電器設備基本技術條件》中規定進行。為了防止現場安裝人員不小心將加熱器跌落，還應該要求加熱器進行自由落體試驗，高度為1m，次數兩次。測試結束后，加熱器本身應保持其基本性能，外殼不得有損壞。

（4）高低溫儲存性能

進行高溫儲存測試時，應當將試驗環境調至120℃，儲存4h，再將環境溫度調至-40℃，儲存4h，試驗結束后，進行測試，加熱器應當滿足其基本性能需求[3]。

3結束語

因為盤式加熱器屬于發熱元器件，沒有功率輸出等功能。所以在電子方向的可靠性要求比水位傳感器少很多。通過上文對盤式加熱器工作原理和結構的分析，可以找到其應該被關注的點。再根據這些點去確定相關的技術參數和檢測方法，以便于能夠更高的去控制產品的入廠品質，減少因加工生產等工藝造成的缺失。

參考文獻

[1] 《道路車輛 電氣及電子設備的環境條件和試驗》第1部分：一般規定（ISO 16750-1：2006，MOD）：GB/T 28046.1-2011[S].北京，中國標準出版社，2011.

[2] QC/T 413-2015.汽車電氣設備基本技術條件[S].北京，中國標準出版社，2015.

[3] GB/T 4208-2017.外科防護等級（IP代碼）[S].北京，中國標準出版社，2017.