Производственный допуск оборудования впрыска дизельного топлива чрезвычайно мал. Поэтому, если примеси в топливе не удаляются топливной подсистемой, это может привести к преждевременному выходу из строя. Большая часть загрязнений, содержащихся в топливе, связана с состоянием стационарного топливного бака, операциями заправки и неправильными методами предварительной-заправки топливного фильтра специалистами по техническому обслуживанию.
Функция топливного фильтра — задерживать твердые частицы (мелкие частицы) дизельного топлива. Хотя точность фильтрации некоторых современных вторичных фильтров достигла уровня, достаточного для предотвращения прохождения воды в свободном-состоянии через фильтрующий элемент, для удаления воды обычно используются водоотделители. Все дизельные топливные системы требуют чистого топлива, а функция фильтра в топливной системе заключается в обеспечении максимальной чистоты топлива перед его подачей в узел топливного насоса высокого давления.
Типичная топливная подсистема с первичным и вторичным контурами обычно использует двойную-схему фильтров, по одному на каждый контур. Используются два основных типа фильтров: более распространенный в настоящее время вращающийся-одноразовый фильтрующий элемент и сменный фильтрующий элемент резервуарного-типа. Навинчиваемые-фильтры, очевидно, легче обслуживать, и большинство производителей предпочитают их конструкцию. На рис. 19-7 показаны некоторые параметры фильтра и пути потока.
Рисунок 19-7 Различные типы дизельных фильтров
Дайте определение чистому топливу
Топливные фильтры классифицируются в зависимости от их способности задерживать твердые частицы. Их принцип работы аналогичен принципу работы рыболовных сетей: частицы меньше определенного размера проходят через сетку -, а слишком крупные задерживаются. Единицей измерения размера частиц является микрометр. Один микрометр (1μ, греческая буква мю) равен одной миллионной метра. Таким образом, типичный топливный фильтр тонкой очистки с размером частиц 5 мкм предназначен для задержания большинства твердых частиц такого размера, которые пытаются пройти через него. Следует знать, что человеческий глаз не может видеть частицы размером менее 40 микрон. Существует стандарт Международной организации по стандартизации (ISO) для идентификации этих частиц. На рисунке 19-8 показана взаимосвязь между размерами поперечного сечения человеческого волоса и некоторыми размерами, на которые мы ссылаемся, когда говорим о чистом топливе.
Рисунок 19-8. Интерпретация топливного кода ISO и определение микронов.
Топливный стандарт ISO предусматривает количество взвешенных частиц в топливе трех основных размеров: частицы размером 4 микрона, 6 микрон и 14 микрон соответственно. Определение чистого топлива Caterpillar соответствует стандарту ISO 18/16/13. Это относится к подсчету частиц этого размера, расположенных в таком порядке, как показано на рисунке 19-8. Caterpillar также предусматривает, что максимальное содержание воды в топливе не должно превышать 1000 частей на миллион или 0,01%. Таким образом, этот OEM-производитель означает, что до тех пор, пока чистота топлива достигает 18/16/13 или выше, система фильтрации двигателя может выполнить работу, необходимую для очистки топлива. Если уровень загрязнения топлива превышает указанный, фильтр может засориться. Все топливные фильтры классифицируются по способности задерживать частицы определенного размера. Фильтр с номинальным значением 2 микрона и эффективностью 99 % означает, что он задерживает частицы размером 2 микрона и более в 99 % случаев.
Первичный фильтр
Фильтр грубой очистки представляет собой первую ступень фильтрации в типичной двухступенчатой топливной системе. Поэтому фильтр грубой очистки обычно работает при давлении ниже атмосферного и устанавливается последовательно между топливным баком и насосом перекачки топлива. Их конструкционная цель — задерживать частицы размером от 10 до 30 микрон (в зависимости от топливной системы). Они достигают этого, используя различные материалы: от хлопчатобумажных нитей, нитей из синтетических волокон до бумаги,-пропитанной смолой. На рис. 19-9 показан типичный навинчиваемый фильтр первичной очистки с функцией водоотделителя.
Рис. 19-9. Навинчиваемый фильтр грубой очистки и водоотделитель.
Вторичный фильтр
Вторичный фильтр представляет собой вторую ступень фильтрации в двух-ступенчатой фильтрации. В типичной топливной подсистеме вторичный фильтр снабжается топливом от топливоперекачивающего насоса, что позволяет использовать более ограничительный фильтрующий материал. Поэтому вторичный фильтр обычно устанавливается последовательно между маслоперекачивающим насосом или насосом подачи масла (насосом, отвечающим за забор масла из масляного бака и подачу масла к компонентам впрыска топлива) и устройством впрыска топлива. В некоторых подсистемах дизельного топлива, в которых используется двух-ступенчатая фильтрация, первичный и вторичный фильтры могут располагаться в одном контуре (обычно в контуре подачи топлива). В этом случае два фильтра устанавливаются на одном основании, а фильтр первичной очистки подключается последовательно для подачи масла во фильтр вторичной очистки. Такая компоновка чаще встречается во внедорожных-дизельных двигателях.
Современные вторичные фильтры могут задерживать частицы размером до 1 микрона, но более распространена эффективность фильтрации от 2 до 5 микронов. Во вторичных фильтрах используются различные материалы, в том числе химически обработанная гофрированная бумага и хлопковые волокна. На Рисунке 19-10 показано основание вторичного фильтра, используемое на новом двигателе Volvo, оснащенном датчиком давления топлива.
Рис. 19-10 Основание вторичного фильтра Volvo в сборе.
Вода и вторичный фильтр
Вода в свободном или эмульгированном состоянии (термины будут определены позже) не может быть прокачана через большинство топливных фильтров вторичной очистки с текущими номинальными значениями 5 микрон и менее. Это приведет к засорению фильтра водой и остановке двигателя из-за прекращения подачи топлива. Фильтр, забитый водой, следует заменить. В качестве экстренной меры можно прочистить фильтр метилгидратом или другим чистым спиртом, а затем заправить его топливом.
Одноконтурная подсистема-
В топливной подсистеме, которая полностью находится под всасыванием (например, в некоторых системах Cummins), когда в контуре установлено несколько фильтров, термины «первичный» и «вторичный» для их описания не используются. Поскольку каждое фильтрующее устройство, используемое в топливной подсистеме, находится под давлением ниже атмосферного давления (т. е. под «всасыванием»), предельная спецификация на впуске имеет жизненно важное значение. Превышение этого показателя приведет к снижению мощности из-за недостаточной подачи топлива.
Обслуживание фильтра
Большинство топливных фильтров заменяются регулярно в соответствии с планом профилактического обслуживания, который определяется пробегом, моточасами или календарными месяцами. Их редко проверяют на предмет их ремонтопригодности. При проверке фильтров обычно необходимо определить, настолько ли они засорены, что из-за недостаточной подачи топлива снижается мощность двигателя.
Проверка и обслуживание первичного фильтра
Предел на входе первичного фильтра или фильтра на всасывании следует проверять с помощью манометра отрицательного давления, откалиброванного на предел в дюймах ртутного столба (Hg). Спецификация отрицательного давления основана на использовании ртутного манометра. Ртутный манометр представляет собой прозрачную трубчатую колонку U-образной формы, образованную вокруг калибровочной шкалы, измеряемой в дюймах. Затем заполните колонку трубки ртутью или водой (обычно окрашенной для облегчения считывания) до нулевой точки калибровочной шкалы. Когда манометр подключен к контуру жидкости, он генерирует показания на основе тянущей силы (вакуумный контур) или толкающей силы, действующей на жидкость в колонне труб. Манометр отрицательного давления дает такие же показания, но потенциальная опасность, связанная с ртутью, отсутствует. Фактические предельные значения варьируются в зависимости от топливной системы, и их всегда следует сверять с соответствующими спецификациями.
Манометр отрицательного давления, откалиброванный по ртути, следует подключить к цепи между основанием крепления фильтра и маслоперекачивающим насосом. Маслоперекачивающие насосы обычно представляют собой насосы объемного действия (выпускающие постоянный объем жидкости в каждом цикле), поэтому количество перекачиваемого ими топлива пропорционально увеличению скорости вращения. Это означает, что эффективные результаты испытаний можно получить без нагрузки на двигатель. При тестировании ограничений контура топливной подсистемы, которая полностью находится под всасыванием, технические характеристики могут быть весьма строгими. Для некоторых систем Cummins, которые перекачивают большие объемы топлива, предельное показание контура должно составлять от 4 до 6 дюймов ртутного столба при установке нового фильтра, но 7 дюймов ртутного столба являются максимальными техническими характеристиками. Превышение этого значения приведет к недостаточной подаче топлива. Типичные пределы входа в первичный контур могут быть ниже или выше этого значения, поэтому важно ознакомиться со спецификациями OEM.