发动机空气过滤在现代汽车工业中至关重要，近年来取得显著进展。传统的表面型纤维素和合成过滤介质虽在市场占主导，但对细尘颗粒初始及分级效率低。随着排放法规趋严，发动机进气系统重要性提升，其性能直接影响发动机寿命、排放与油耗 。同时，为契合紧凑化需求，在线式、流通槽式和褶式滤清器以及纳米纤维过滤介质应运而生。在重型发动机的运行过程中，纳米纤维过滤介质凭借其独特的特性，能够更有效地过滤空气中的杂质，保障发动机的稳定运行，减少因杂质进入发动机而导致的磨损和故障风险。

图1. a） 面板过滤器示意图  b）直通式过滤器示意图

在过滤效率上，纳米纤维过滤介质能够高效地拦截细微颗粒，对微小粒径的污染物过滤效果出色；压降方面，相比传统过滤介质，其产生的压力损失更低，这意味着在空气通过过滤介质时，所需要的能量消耗更小；在紧凑性上，纳米纤维过滤介质可以设计得更为紧凑，占用更少的空间，这对于空间有限的发动机舱来说尤为重要；在使用寿命方面，它具有良好的抗堵塞能力和自清洁特性，能够有效延长自身的使用寿命，降低更换频率和维护成本 。

据波兰科研团队的实验表明，在纤维素或合成基材上添加质量约为0.02−0.07g/m2 、直径在100-400纳米的纳米纤维时，过滤效率会随着纳米纤维质量的增加而显著提高，如添加0.05g/m2纳米纤维时，对特定粒径颗粒的过滤效率相比未添加时大幅提升，如图2所示[1]。

图2. 应用于纤维素基材的不同单位面积质量纳米纤维的分级效率与粒径（微米）的关系

同时，虽然添加纳米纤维会使压降有所增加，但由于纳米纤维过滤介质本身的初始压降比传统商用重型过滤介质低约 2.5 倍，所以整体的堵塞过程更为缓慢。这些数据均表明，电纺丝纳米纤维在过滤性能上相较于传统过滤介质有显著提升 。

图3.过滤介质在速度为 16cm/s（过滤面处为 250cm/s ）时的过滤效率和压降

在发动机空气过滤系统中应用纳米纤维这方面，已有不少欧洲企业通过优化设计，使发动机满足更严格的排放法规要求，同时提高燃烧效率。这也推动了静电纺丝纳米纤维过滤介质的商业化普及。随着技术的不断进步，佛山微迈创新研发了MN60小试静电纺丝设备，搭载100多针模块化阵列与智能下纺系统，可实现更均匀的电场分布，使纳米纤维在制备过程中能更有序地沉积，从而保证过滤介质的一致性。这对于发动机在复杂工况下稳定过滤微小颗粒杂质、降低发动机磨损具有重要意义。此外，MN60 设备精准模拟量产条件，能实现实验室数据直接放大，无需像传统设备那样在实验室到量产阶段重新调试工艺，保证了实验室研发与量产结果的高度一致。这意味着研发出的高性能纳米纤维过滤介质能更快地从实验室走向发动机过滤产品生产线，加速技术的商业化应用。

佛山微迈创新研发的MN60小试静电纺丝设备

 

 

 

参考文献：
[1]:RECENT DEVELOPMENT IN HEAVY DUTY ENGINE AIR FILTRATION AND THE ROLE OF NANOFIBER FILTER MEDIA