De productietolerantie van apparatuur voor dieselinjectie is extreem klein. Als onzuiverheden in de brandstof niet door het brandstofsubsysteem worden verwijderd, kan dit daarom tot voortijdige schade leiden. Het meeste vuil dat in de brandstof wordt aangetroffen, is te wijten aan de staat van de vaste brandstoftank, het tanken en onjuiste voor-vultechnieken van het brandstoffilter door onderhoudstechnici.
De functie van het brandstoffilter is het vasthouden van fijnstof (fijnstof) in diesel. Hoewel de filtratienauwkeurigheid van sommige huidige secundaire filters een niveau heeft bereikt dat voldoende is om te voorkomen dat water in vrije- toestand door het filterelement stroomt, worden doorgaans waterafscheiders gebruikt om water te verwijderen. Alle dieselbrandstofsystemen vereisen schone brandstof, en de functie van het filter in het brandstofsysteem is ervoor te zorgen dat de brandstof zo schoon mogelijk is voordat deze wordt afgeleverd aan de brandstofinjectiepomp.
Een typisch brandstofsubsysteem met een primair circuit en een secundair circuit gebruikt meestal een dubbele-filterindeling, één voor elk circuit. Er worden twee basistypen filters gebruikt: het momenteel meest voorkomende filterelement met draai-op een wegwerpfilter en het vervangbare filterelement van het tank-type. Spin--filters zijn duidelijk gemakkelijker te onderhouden en hebben de voorkeur van de meeste fabrikanten. Figuur 19-7 toont enkele filteropties en stroompaden.
Figuur 19-7 Verschillende soorten dieselfilters
Definieer schone brandstof
Brandstoffilters worden geclassificeerd op basis van hun vermogen om deeltjes vast te houden. Hun werkingsprincipe is vergelijkbaar met dat van visnetten, dat wil zeggen dat deeltjes die kleiner zijn dan een bepaalde grootte door de mazen gaan -, terwijl deeltjes die te groot zijn vast komen te zitten. De eenheid die we gebruiken om de deeltjesgrootte te meten is de micrometer. Eén micrometer (1μ, Griekse letter mu) is gelijk aan een miljoenste meter. Daarom is een typisch secundair brandstoffilter met een capaciteit van 5 μ ontworpen om de meeste vaste deeltjes van deze omvang die er doorheen proberen te passeren, tegen te houden. Houd er rekening mee dat het menselijk oog geen deeltjes kleiner dan 40 micron kan zien. Er bestaat een norm van de International Organization for Standardization (ISO) voor het identificeren van deze deeltjes. Figuur 19-8 toont de relatie tussen de dwarsdoorsnede-afmetingen van mensenhaar en enkele van de dimensies waarnaar we verwijzen als we het hebben over schone brandstof.
Figuur 19-8 Interpretatie van ISO-brandstofcode en definitie van micron.
De ISO-brandstofnorm heeft betrekking op de hoeveelheid zwevende deeltjes in brandstof met drie belangrijke afmetingen: deeltjes van respectievelijk 4 micron, 6 micron en 14 micron. Caterpillar's definitie van schone brandstof is ISO-norm 18/16/13. Dit verwijst naar het aantal deeltjes met deze grootte, gerangschikt in deze volgorde, zoals weergegeven in figuur 19.8. Caterpillar bepaalt ook dat het maximale watergehalte in zijn brandstof niet hoger mag zijn dan 1.000 delen per miljoen of 0,01%. Wat deze OEM daarom bedoelt, is dat zolang de brandstofzuiverheid 18/16/13 of beter bereikt, het motorfiltratiesysteem het werk kan voltooien dat nodig is om de brandstof te reinigen. Als de brandstofverontreiniging ernstiger is dan aangegeven, kan het filter verstopt raken. Alle brandstoffilters worden geclassificeerd op basis van hun vermogen om deeltjes van specifieke grootte tegen te houden. Een filter met een nominale waarde van 2 micron en een efficiëntie van 99% betekent dat het in 99% van de gevallen deeltjes van 2 micron of groter tegenhoudt.
Primair filter
Het primaire filter vertegenwoordigt de eerste filtratiefase in een typisch twee-brandstofsysteem. Daarom werkt het primaire filter gewoonlijk bij een druk die lager is dan de atmosferische druk en wordt het in serie geïnstalleerd tussen de brandstoftank en de brandstofoverdrachtpomp. Hun ontwerpdoel is om deeltjes groter dan 10 tot 30 micron tegen te houden (afhankelijk van het brandstofsysteem). Ze bereiken dit door een verscheidenheid aan media te gebruiken, variërend van katoenen draadvezels, synthetische vezeldraden tot met hars-geïmpregneerd papier. Figuur 19-9 toont een typisch opschroefbaar primair filter met een waterafscheiderfunctie.
Figuur 19-9 Opschroefbaar primair filter en waterafscheider.
Secundair filter
Het secundaire filter vertegenwoordigt de tweede filtratiefase in de twee--fasefiltratie. In een typisch brandstofsubsysteem wordt het secundaire filter van brandstof voorzien door de brandstofoverdrachtpomp, wat het gebruik van restrictievere filtermedia mogelijk maakt. Daarom wordt het secundaire filter meestal in serie geïnstalleerd tussen de olieoverdrachtspomp of olietoevoerpomp (de pomp die verantwoordelijk is voor het zuigen van olie uit de olietank en het leveren van olie aan de brandstofinjectiecomponenten) en het brandstofinjectieapparaat. In sommige dieselbrandstofsubsystemen die twee-trapsfiltratie gebruiken, kunnen zowel de primaire als de secundaire filters zich in hetzelfde circuit bevinden (meestal het brandstoftoevoercircuit). In dit geval worden twee filters op dezelfde basis geïnstalleerd en wordt het primaire filter in serie geschakeld om olie aan het secundaire filter te leveren. Deze indeling wordt vaker gezien bij off-road-toepassingen van dieselmotoren.
De huidige secundaire filters kunnen worden gespecificeerd om deeltjes zo klein als 1 micron tegen te houden, maar filtratie-efficiënties van 2 tot 5 micron komen vaker voor. Secundaire filters maken gebruik van een verscheidenheid aan media, waaronder chemisch behandeld geplooid papier en katoenvezels. Figuur 19-10 toont de secundaire filterbasis die wordt gebruikt op een nieuwere Volvo-motor uitgerust met een brandstofdruksensor.
Figuur 19-10 Volvo secundaire filterbasisconstructie.
Water en secundair filter
Water in vrije of geëmulgeerde toestand (de termen zullen later worden gedefinieerd) kan niet door de meeste secundaire brandstoffilters worden gepompt met huidige nominale waarden van 5 micron of minder. Hierdoor raakt het filter verstopt door water en wordt de motor uitgeschakeld door de brandstoftoevoer af te sluiten. Het door water verstopte filter moet worden vervangen. Als noodmaatregel kunt u het filter reinigen met methylhydraat of andere zuivere alcohol en vervolgens bijvullen met brandstof.
Subsysteem met enkele-lus
In een brandstofsubsysteem dat volledig onder zuiging staat (zoals sommige Cummins-systemen), wanneer er meerdere filters in het circuit zijn geïnstalleerd, worden de termen "primair" en "secundair" niet gebruikt om deze te beschrijven. Omdat elk filterapparaat dat in het brandstofsubsysteem wordt gebruikt, een druk heeft die lager is dan de atmosferische druk (dwz onder "zuiging"), is de specificatie van de inlaatlimiet van essentieel belang. Als dit wordt overschreden, zal dit leiden tot een afname van het vermogen als gevolg van onvoldoende brandstoftoevoer.
Filteronderhoud
De meeste brandstoffilters worden regelmatig vervangen volgens een preventief onderhoudsplan, dat wordt beheerd op basis van kilometerstand, motoruren of kalendermaanden. Ze worden zelden getest om hun onderhoudbaarheid te bepalen. Bij het testen van filters wordt meestal gekeken of ze voldoende verstopt zijn om het motorvermogen te verminderen als gevolg van onvoldoende brandstoftoevoer.
Test en onderhoud het primaire filter
De inlaatlimiet van het primaire filter of het aangezogen filter moet worden getest met behulp van een negatieve drukmeter die is gekalibreerd op de limiet in inch kwik (Hg). De onderdrukspecificatie is gebaseerd op het gebruik van een kwikmanometer. Een kwikmanometer is een U-vormige transparante buiskolom gevormd rond een kalibratieschaal gemeten in inches. Vul vervolgens de buiskolom met kwik of water (meestal gekleurd om gemakkelijker af te lezen) tot het nulpunt van de kalibratieschaal. Wanneer de manometer op het vloeistofcircuit is aangesloten, genereert deze een meting op basis van de trekkracht (vacuümcircuit) of duwkracht die op de vloeistof in de pijpstreng inwerkt. De onderdrukmeter geeft dezelfde waarde weer, maar er is geen potentieel gevaar verbonden aan kwik. De werkelijke grenswaarden variëren afhankelijk van het brandstofsysteem en moeten altijd worden verwezen naar de relevante specificaties.
De met kwik gekalibreerde onderdrukmeter moet worden aangesloten op het circuit tussen de filtermontagebasis en de olietransportpomp. Olietransportpompen zijn meestal verdringerpompen (die in elke cyclus een constant vloeistofvolume afvoeren), dus de hoeveelheid brandstof die ze pompen is evenredig met de toename van het toerental. Dit betekent dat effectieve testresultaten kunnen worden verkregen zonder de motor te belasten. Bij het testen van de lusbeperkingen van het brandstofsubsysteem dat volledig onder zuiging staat, kunnen de specificaties behoorlijk streng zijn. Voor sommige Cummins-systemen die grote hoeveelheden brandstof verpompen, moet de circuitlimietspecificatie 10 tot 15 cm kwik bedragen wanneer een nieuw filter wordt geïnstalleerd, maar 19 cm kwik is de maximale specificatie. Als deze waarde wordt overschreden, zal dit leiden tot onvoldoende brandstoftoevoer. Typische ingangslimieten voor de primaire lus kunnen worden gespecificeerd als lager of hoger dan deze waarde, dus het is essentieel om de OEM-specificaties te herzien.