Tillverkningstoleransen för dieselbränsleinsprutningsutrustning är extremt liten. Därför, om föroreningar i bränslet inte avlägsnas av bränsledelsystemet, kan det leda till för tidig skada. Det mesta av smutsen som finns i bränslet beror på skicket på den fasta bränsletanken, tankningsoperationer och felaktiga för-påfyllningstekniker för bränslefiltret av underhållstekniker.
Bränslefiltrets funktion är att hålla kvar partiklar (fina partiklar) i diesel. Även om filtreringsnoggrannheten för vissa nuvarande sekundära filter har nått en nivå som är tillräcklig för att förhindra fritt-tillståndsvatten från att passera genom filterelementet, används vattenavskiljare vanligtvis för att avlägsna vatten. Alla dieselbränslesystem kräver rent bränsle, och filtrets funktion i bränslesystemet är att säkerställa att bränslet är så rent som möjligt innan det levereras till bränsleinsprutningspumpen.
Ett typiskt bränsleundersystem med en primärkrets och en sekundärkrets använder oftast en dubbel-filterlayout, en för varje krets. Två grundläggande typer av filter används: det för närvarande vanligaste centrifugeringen-på engångsfilterelementet och det utbytbara filterelementet av typen-tank. Spinn-på filter är uppenbarligen lättare att underhålla och är den design som de flesta tillverkare föredrar. Figur 19-7 visar några filteralternativ och flödesvägar.
Figur 19-7 Olika typer av dieselfilter
Definiera rent bränsle
Bränslefilter klassificeras efter deras förmåga att hålla kvar partiklar. Deras funktionsprincip liknar den för fiskenät, det vill säga partiklar som är mindre än en viss storlek kommer att passera genom nätet - medan de som är för stora kommer att fångas. Enheten vi använder för att mäta partikelstorleken är mikrometern. En mikrometer (1μ, grekisk bokstav mu) är lika med en miljondels meter. Därför är ett typiskt sekundärt bränslefilter klassat till 5μ utformat för att hålla kvar de flesta fasta partiklar av denna storlek som försöker passera genom det. Du bör vara medveten om att det mänskliga ögat inte kan se partiklar som är mindre än 40 mikron. Det finns en ISO-standard (International Organization for Standardization) för att identifiera dessa partiklar. Figur 19-8 visar förhållandet mellan tvärsnittsdimensionerna av människohår och några av de dimensioner vi hänvisar till när vi talar om rent bränsle.
Figur 19-8 Tolkning av ISO-bränslekod och definition av mikron.
ISO-bränslestandarden omfattar mängden suspenderade partiklar i bränslet i tre nyckelstorlekar: partiklar på 4 mikron, 6 mikron respektive 14 mikron. Caterpillars definition av rent bränsle är ISO-standard 18/16/13. Detta hänvisar till antalet partiklar av dessa storlek arrangerade i denna ordning som visas i figur 19-8. Caterpillar föreskriver också att den maximala vattenhalten i dess bränsle inte bör överstiga 1 000 ppm eller 0,01 %. Därför, vad denna OEM betyder är att så länge som bränslerenheten når 18/16/13 eller bättre, kan motorns filtreringssystem slutföra det arbete som krävs för att rengöra bränslet. Om bränsleföroreningarna är allvarligare än vad som anges kan filtret bli igensatt. Alla bränslefilter klassificeras efter deras förmåga att hålla kvar partiklar av specifika storlekar. Ett filter med ett nominellt värde på 2 mikron och en verkningsgrad på 99% betyder att det kommer att hålla kvar partiklar på 2 mikron eller större i 99% av fallen.
Primärt filter
Det primära filtret representerar det första steget av filtrering i ett typiskt två{0}}bränslesystem. Därför är primärfiltret vanligtvis i drift vid ett tryck som är lägre än atmosfärstrycket och är installerat i serie mellan bränsletanken och bränsleöverföringspumpen. Deras designsyfte är att hålla kvar partiklar större än 10 till 30 mikron (beroende på bränslesystem). De uppnår detta genom att använda en mängd olika medier, allt från bomullstrådsfibrer, syntetfibertrådar till harts-impregnerat papper. Figur 19-9 visar ett typiskt spin-on primärfilter med en vattenseparatorfunktion.
Figur 19-9 Spin-on primärfilter och vattenavskiljare.
Sekundärt filter
Det sekundära filtret representerar det andra steget av filtrering i två-stegsfiltreringen. I ett typiskt bränsledelsystem försörjs sekundärfiltret med bränsle av bränsleöverföringspumpen, vilket möjliggör användning av mer restriktiva filtermedia. Därför installeras det sekundära filtret vanligtvis i serie mellan oljeöverföringspumpen eller oljeförsörjningspumpen (pumpen som ansvarar för att dra olja från oljetanken och tillföra olja till bränsleinsprutningskomponenterna) och bränsleinsprutningsanordningen. I vissa dieselbränsledelsystem som använder två-filtrering, kan både de primära och sekundära filtren vara placerade på samma krets (vanligtvis bränsletillförselkretsen). I det här fallet är två filter installerade på samma bas, och det primära filtret är anslutet i serie för att tillföra olja till det sekundära filtret. Denna layout ses oftare i terräng-tillämpningar av dieselmotorer.
De nuvarande sekundära filtren kan specificeras för att hålla kvar partiklar så små som 1 mikron, men filtreringseffektivitet på 2 till 5 mikron är vanligare. Sekundära filter använder en mängd olika medier, inklusive kemiskt behandlat veckat papper och bomullsfibrer. Figur 19-10 visar den sekundära filterbasenheten som används på en nyare Volvomotor utrustad med en bränsletryckssensor.
Bild 19-10 Volvos sekundära filterbasenhet.
Vatten och sekundärfilter
Vatten i fritt eller emulgerat tillstånd (termer kommer att definieras senare) kan inte pumpas genom de flesta sekundära bränslefilter med aktuella nominella värden på 5 mikron eller mindre. Detta gör att filtret täpps till på grund av vatten och stänger av motorn genom att stänga av bränsletillförseln. Filtret som är igensatt med vatten bör bytas ut. Som en nödåtgärd kan du rengöra filtret med metylhydrat eller annan ren alkohol och sedan tanka det med bränsle.
Enkel-slinga undersystem
I ett bränsledelsystem som är helt under sug (som vissa Cummins-system), när flera filter är installerade i kretsen, används inte termerna "primär" och "sekundär" för att beskriva dem. Eftersom varje filteranordning som används i bränsledelsystemet har ett tryck som är lägre än atmosfärstrycket (dvs under "sug"), är inloppsgränsspecifikationen av avgörande betydelse. Om det överskrids kommer det att leda till en minskning av effekten på grund av otillräcklig bränsletillförsel.
Filterunderhåll
De flesta bränslefilter byts ut regelbundet enligt en plan för förebyggande underhåll, som styrs av körsträcka, motortimmar eller kalendermånader. De testas sällan för att fastställa deras underhållbarhet. När man testar filter är det vanligtvis för att avgöra om de är tillräckligt igensatta för att minska motoreffekten på grund av otillräcklig bränsletillförsel.
Testa och underhålla primärfiltret
Inloppsgränsen för primärfiltret eller filtret under sug bör testas med en undertrycksmätare som är kalibrerad till gränsen för tumkvicksilver (Hg). Undertrycksspecifikationen baseras på användningen av en kvicksilvermanometer. En kvicksilvermanometer är en U--formad genomskinlig rörkolonn formad runt en kalibreringsskala mätt i tum. Fyll sedan rörkolonnen med kvicksilver eller vatten (vanligtvis färgad för lättare avläsning) till nollpunkten på kalibreringsskalan. När tryckmätaren är ansluten till vätskekretsen genererar den en avläsning baserad på dragkraften (vakuumkretsen) eller tryckkraften som verkar på vätskan i rörsträngen. Undertrycksmätaren ger samma avläsning, men det finns ingen potentiell fara förknippad med kvicksilver. De faktiska ingångsgränsvärdena varierar beroende på bränslesystem och bör alltid hänvisas till relevanta specifikationer.
Undertrycksmätaren kalibrerad med kvicksilver ska anslutas till kretsen mellan filtermonteringsbasen och oljeöverföringspumpen. Oljeöverföringspumpar är vanligtvis positiva deplacementpumpar (som släpper ut en konstant volym vätska i varje cykel), så mängden bränsle de pumpar är proportionell mot ökningen av rotationshastigheten. Detta innebär att effektiva testresultat kan erhållas utan att belasta motorn. När man testar loopbegränsningarna för bränsledelsystemet som är helt under sug, kan specifikationerna vara ganska strikta. För vissa Cummins-system som pumpar stora mängder bränsle bör kretsgränsspecifikationen vara 4 till 6 tum kvicksilver när ett nytt filter installeras, men 7 tum kvicksilver är den maximala specifikationen. Om detta värde överskrids kommer det att resultera i otillräcklig bränsletillförsel. Typiska ingångsgränser för primär sling kan anges för att vara lägre eller högre än detta värde, så det är viktigt att granska OEM-specifikationerna.