Technische tip
Technici moeten zich ervan bewust zijn dat de filtratie-efficiëntie van de meeste filters zijn piek bereikt tegen het einde van hun levensduur, dat wil zeggen voordat ze volledig verstopt zijn. Daarom functioneert het filter dat is getest om de maximale limietspecificatie te bereiken nog steeds normaal. Hoewel de resterende levensduur misschien niet lang is, mag dit geen prestatieproblemen veroorzaken.
Test en onderhoud het secundaire filter
Het secundaire filter wordt doorgaans door de olieopvoerpomp van olie voorzien. De brandstoftoevoerdruk (de druk stroomafwaarts van de brandstofopvoerpomp) wordt gewoonlijk getest met behulp van een nauwkeurige vloeistof-gevulde manometer (Figuur 19-11), die in serie is geïnstalleerd tussen de brandstofopvoerpomp en de brandstofinjectiepomp. Het wordt doorgaans niet gebruikt als methode om de onderhoudbaarheid van secundaire filters te bepalen. Secundaire filters worden meestal vervangen volgens het preventieve onderhoudsplan in plaats van door middel van testen, of alleen als ze midden in de winter verstopt raken door water- of brandstofwas en ervoor zorgen dat de motor uitschakelt.
Samenvatting
Het primaire filter test de inlaatlimiet door inches kwik (Hg) te meten.
Het secundaire filter wordt onderworpen aan limiettesten met behulp van een manometer gemeten in psi.
De druk stroomafwaarts van de brandstofoverdrachtpomp wordt de brandstoftoevoerdruk genoemd.
Figuur 19-11 Met vloeistof gevulde manometer voor het meten van de brandstoftoevoerdruk.
Opmerking:
Bij veel dieselmotoren die na 2007 en 2010 aan de EPA-normen voldoen, kan de brandstoftoevoerdruk veel hoger zijn dan die van hun voorgangers. Dit komt omdat de brandstoftoevoerzijde van het brandstofsubsysteem kan worden gebruikt om de injector van het dieselpartikelfilter (DPF) te voeden, waarvoor doorgaans een hogere druk vereist is. Controleer de specificaties en werk voorzichtig.
Onderhoudsstappen voor het draaien-op filterelementen
Er komt veel vuil in het dieselbrandstofsysteem terecht als gevolg van onjuiste onderhoudstechnieken die door technici worden gebruikt. De meeste dieselonderhoudstechnici zijn zich ervan bewust dat de filterelementgroep vooraf moet worden gevuld, dat wil zeggen gevuld moet zijn met brandstof vóór de installatie, maar weinigen geven om de bron van de gebruikte brandstof. Het filter moet vooraf-gevuld zijn met gefilterde brandstof. Werkplaatsen voor routinematig motoronderhoud moeten worden uitgerust met opslagtanks voor schone brandstof. Elk proces waarbij technici brandstof uit de brandstoftank van een voertuig moeten halen, hoe voorzichtig ook, kan op zijn minst tot enige mate van vervuiling van de brandstof leiden. De container die wordt gebruikt voor het transport van brandstof van de brandstoftank naar het filter moet onmiddellijk vóór het tanken worden schoongemaakt. Voor het filteren van brandstof kan een verffilter (papierconisch) worden gebruikt. De inlaat- en uitlaatdelen van het filterelement moeten worden geïdentificeerd.
Voor{0}}voorgevulde filters mogen alleen worden geolied via de inlaatpoort (meestal op de buitenste ring van het filterelement) en nooit rechtstreeks via de uitlaatpoort (meestal in het midden). De meeste fabrikanten geven er de voorkeur aan om alleen het primaire filter vooraf- te vullen vóór installatie tijdens onderhoud. Raadpleeg echter de OEM-onderhoudsdocumentatie: één OEM bepaalt dat zowel het primaire als het secundaire brandstoffilter droog-geïnstalleerd moeten zijn en vervolgens-voorgevuld moeten worden met behulp van een geïntegreerde handbrandstofpomp. Nadat het primaire filter vooraf- is gevuld en geïnstalleerd, moet het secundaire filter droog- worden geïnstalleerd en voor- worden gevuld met behulp van een handoliepomp of een online elektrische voorvulpomp- (indien aanwezig). Veel dieselbrandstofsystemen van modellen van na 2007 waren uitgerust met elektrische voorinjectiepompen, voornamelijk om slechte voorinjectie op secundaire filters te voorkomen.
Vervanging stappen
1. Gebruik een filtersleutel van de juiste maat om het oude filterelement van de filterbasis te verwijderen.
2. Laat de brandstof in de afvaloliebehandelingscontainer lopen.
3. Zorg ervoor dat de afdichtingspakking van het oude filterelement is verwijderd. Veeg het afdichtingsoppervlak van de filterbasis schoon met een pluis-vrije doek.
4. Haal het nieuwe filterelement uit de transportverpakking. Giet de schone en gefilterde brandstof voorzichtig in het inlaatgedeelte (vul het filterelement). De inlaatpoort bevindt zich meestal op de buitenring van het filterelement. De brandstof die in de inlaatpoort van het filterelement wordt gegoten, zal door het filtermedium gaan en het midden- of uitlaatgedeelte van het filterelement vullen. Deze methode duurt iets langer omdat het enige tijd duurt voordat de brandstof door het filtermateriaal is gesijpeld.
5. De brandstof zelf moet voldoende smering bieden voor de pakking en/of O--ring en de installatiedraden. Het is niet nodig en ook niet aanbevolen om vet of wit smeermiddel op de filterpakking te gebruiken.
6. Schroef het filterelement met de klok mee op de basis (met rechts- schroefdraad); Nadat de pakking in contact is gekomen met het oppervlak van de basis, is het meestal nodig om het filterelement verder te draaien. In de meeste gevallen is handmatig vastdraaien voldoende, maar elke filterfabrikant heeft zijn eigen specifieke aanbevelingen met betrekking tot de vastdraaiprocedure, waarnaar verwezen moet worden.
Technische tip
Wanneer het brandstofsubsysteem is uitgerust met een handoliepomp, wordt alleen het primaire filter extern vooraf gevuld- om ervoor te zorgen dat alle brandstof alleen via de inlaatzijde wordt ingegoten. Droog het secundaire filter, installeer het en vul het vooraf- met een handoliepomp. Als het circuit is uitgerust met een elektrische voor-voorinjectiepomp, gebruik deze dan.
Waarschuwing
Zorg er bij het demonteren van het filterelement voor dat de afdichtingspakking van het oude filter samen met het filterelement wordt verwijderd. Een veel voorkomende oorzaak van luchtinlaat in het brandstofsubsysteem is de dubbele afdichting van het primaire filter. Dubbele afdichtingen veroorzaken meestal lekkage bij het secundaire filter.
Vochtafscheider
Momenteel zijn de brandstofsubsystemen van de meeste door dieselmotoren-aangedreven wegvoertuigen uitgerust met tamelijk geavanceerde waterverwijderingssystemen. Water bestaat in diesel in drie vormen:
1. Vrije staat: het verschijnt in de vorm van grote waterdruppels. Omdat het een groter gewicht heeft dan diesel, kan het zich ophopen in plassen op de bodem van de brandstoftank of opslagcontainer.
2. Geëmulgeerde toestand: geëmulgeerd in de brandstof in de vorm van kleine druppeltjes; Omdat deze druppeltjes zo klein zijn, kunnen ze een tijdje in de brandstof blijven hangen voordat ze door de zwaartekracht naar de bodem van de brandstoftank zinken. Wanneer vrij water zich ophoopt op de bodem van de brandstoftank, is het rijden van vijf kilometer op een ruige weg van klasse B- voldoende om het te emulgeren (zodat het fijn in de brandstof wordt verspreid), waardoor het een ernstiger probleem wordt.
3. Half-geabsorbeerde toestand: het is meestal water opgelost in alcohol, wat een direct gevolg is van het toevoegen van methylhydraat (een alcohol die aan de brandstoftank wordt toegevoegd als antivriesmiddel of brandstofregelaar) aan de brandstoftank. Het water dat half-wordt geabsorbeerd in diesel verkeert in de gevaarlijkste toestand omdat het kan emulgeren in het brandstofinjectiesysteem, waardoor onderdelen ernstig worden beschadigd.
Waarom beschadigt water het brandstofsysteem?
Er zijn hoofdzakelijk drie redenen waarom water het brandstofsysteem beschadigt: het smerende vermogen van water is lager dan dat van diesel, het heeft de neiging corrosie te bevorderen en de verschillende fysieke eigenschappen ervan zullen de pompdynamiek beïnvloeden. De compressieverhouding van diesel bedraagt ongeveer 0,5% per 1.000 psi. De compressiesnelheid van water is relatief laag, ongeveer 0,35% per 1.000 psi. Moderne brandstofinjectiepompeenheden zijn ontworpen om diesel onder zeer hoge druk te pompen. Als water met een laag smeervermogen en samendrukbaarheid door het systeem wordt gepompt, kan de resulterende drukverhoging structurele schade veroorzaken, vooral in het gebied van de brandstoftank/het mondstuk van de injector. Wanneer je een moderne brandstofinjector ziet waarvan de punt is afgeblazen, is de oorzaak vaak terug te voeren op water in de brandstof.
Het werkingsprincipe van een waterafscheider
Waterafscheiders worden al vele jaren gebruikt in dieselbrandstofsystemen. Dit waren meestal eenvoudige apparaten die de zwaartekracht gebruikten om zwaarder water van brandstof te scheiden. In de afgelopen twintig jaar hebben waterafscheiders zich echter ook dienovereenkomstig ontwikkeld, met de gestage toename van de injectiepompdruk en de aanzienlijke stijging van de verwachtingen van consumenten ten aanzien van de levensduur van motoren. Meestal combineert een waterafscheider een primair filter en een waterafscheidingsmechanisme in één enkele tank. Veel van deze gecombineerde primaire filters/waterafscheiders worden vervaardigd door aftermarket-leveranciers zoals Racor, CR, Davco, Dahl, enz. Ze gebruiken een verscheidenheid aan methoden om vrij en geëmulgeerd water te scheiden en te verwijderen. Ze kunnen geen water verwijderen dat zich in een semi-geabsorbeerde staat bevindt.
De waterafscheider combineert verschillende principes om water uit brandstof te scheiden en te verwijderen:
Zwaartekracht: Water in vrije toestand of geëmulgeerd water dat door zijn zwaardere gewicht is samengesmolten (kleine druppeltjes vloeien samen tot grote druppels) tot grotere druppels, zal door de zwaartekracht naar de bodem van het reservoir of de wateropvangbak worden getrokken.
2. Centrifugaalkracht: Sommige waterafscheiders gebruiken centrifuges om grotere waterdruppels en geëmulgeerd water van brandstof te scheiden. De centrifuge oefent middelpuntvliedende kracht uit op de passerende brandstof, waardoor het zwaardere water tegen de wand van de wateropvangbak wordt geslingerd. De zwaartekracht kan het vervolgens in de afvoeruitlaat trekken. Centrifuges scheiden op dezelfde manier fijnstof van brandstof.
3. Middelmatige filtratie: Wanneer brandstof door het fijne hars-gecoate geplooide papier stroomt, is het gemakkelijker om er doorheen te gaan dan water. Het water dat door het filtermedium wordt vastgehouden, kan zich ophopen en samenvloeien tot druppels die groot genoeg zijn om door de zwaartekracht in de afvoeruitlaat van de wateropvangbak te worden getrokken.
In veel gevallen zijn brandstoffilters/waterafscheiders in de aftermarket ontworpen om de primaire filters van OEM's van brandstofsystemen te vervangen. In andere gevallen kan het apparaat werken in combinatie met een primair filter. Figuur 19-12 toont de brandstof- en waterafscheider die wordt gebruikt voor de Cummins X15-liter-motor.
Figuur 19-12: Gecombineerd brandstoffilter en waterafscheider voor Cummins X15.
Aftermarket-filters
Bij het installeren van het aftermarket-filter/waterafscheiderapparaat aan de aanzuigzijde van het brandstofsubsysteem is het een goede gewoonte om de maximale limietspecificatie van de fabrikant te vinden en te testen of deze deze specificatie niet heeft overschreden. Kwikmanometers of onderdrukmeters zijn geschikte testinstrumenten. Wanneer het gehele brandstofsubsysteem onder zuiging staat, zijn de gevolgen van het overschrijden van de limietspecificaties doorgaans ernstiger, wat leidt tot onvoldoende brandstoftoevoer naar de motor.
Het onderhoud van de waterafscheider is een eenvoudig proces, maar moet met extra zorg worden uitgevoerd, omdat de brandstof in de afscheidingstank heel gemakkelijk kan worden verontreinigd, hetzij door het vooraf- vullen met ongefilterde brandstof of door het binnendringen van vuil wanneer het tankdeksel wordt geopend. De meeste waterafscheiders in de vervangingsmarkt zijn voorzien van een transparante wateropvangbak, waardoor eenvoudig te zien is of er water aanwezig is.
Aftapkraan en onderhoud
Alle waterafscheiders zijn voorzien van aftapkranen. Deze klep kan handmatig of elektrisch worden bediend. Het doel is om water uit de wateropvangbak te halen. Het water in de wateropvangbak moet regelmatig worden afgetapt met behulp van de aftapkraan. De filterelementen in de gecombineerde primaire filter/waterafscheider moeten in de meeste gevallen bij elk uitgebreid onderhoud samen met andere motor- en brandstoffilters worden vervangen. Sommige fabrikanten beweren echter dat de levensduur van hun filterelementen langer kan zijn dan tweemaal of meer van het olieverversingsinterval. Telkens wanneer de waterafscheider volledig is afgetapt, moet voor-een injectie worden uitgevoerd voordat wordt geprobeerd de motor te starten.
Technische tip
Om de bron van lucht die het brandstofsubsysteem binnendringt te onderzoeken, kan een diagnostisch kijkglas worden gebruikt. Het bestaat uit een transparante buis en hydraulische slangkoppelingen aan beide uiteinden, die in serie in het brandstofstroompad zijn geïnstalleerd. Door het loskoppelen van de brandstofslang kan er echter altijd wat lucht in het brandstofsubsysteem terechtkomen, dus de motor moet een tijdje draaien voordat u het kijkglas kunt aflezen.
Brandstofverwarmer
De afgelopen jaren zijn vrachtwagens uitgerust met brandstofverwarmers steeds gebruikelijker geworden. In het brandstofsysteem waar de brandstof door het injectiesysteem stroomt met een snelheid die veel hoger is dan de snelheid die nodig is voor de brandstoftoevoer naar de motor, verwijdert continue brandstoffiltratie een deel van de paraffine, waardoor een deel van de smerende werking ervan wordt verminderd, zelfs als er geschikte seizoensgebonden vloeipuntverlagers zijn toegevoegd.
Gietpuntverlagers hebben vaak weinig effect op het troebelingspunt van brandstof (de eerste fase waarin was zich begint te vormen). Vergeleken met 1D-diesel is ASTM 2D-diesel gevoeliger voor deze situatie. Er zijn echter enkele controverses over het gebruik van brandstofverwarmers. Bij het installeren van dergelijke apparatuur is het altijd raadzaam om de fabrikant van het brandstofsysteem/de motor te raadplegen. Een motorfabrikant heeft gewaarschuwd dat als er een brandstofverwarmer van het type elektrisch verwarmingselement in zijn systeem wordt gebruikt, er geen garantieservice wordt verleend.
Er zijn momenteel twee soorten brandstofvoorverwarmers in gebruik:
1. Type elektrisch verwarmingselement: Het elektrische verwarmingselement gebruikt batterijstroom om de brandstof in het subsysteem te verwarmen. Het voordeel van dit type is dat het vóór het starten kan worden ingeschakeld, waardoor de startbrandstof wordt voorverwarmd. De elektrische verwarmingselement-stookolieverwarmer kan een constante temperatuurregeling uitvoeren, waardoor wordt verzekerd dat de brandstof alleen in de vereiste mate wordt verwarmd zonder enkele van de smerende eigenschappen ervan te beschadigen.
2. Type motorkoelvloeistof-warmtewisselaar: Dit type brandstofverwarmer bestaat uit een behuizing, waarbij de koelvloeistof binnenin de buizenbundel (warmtewisselaarkern) circuleert en de brandstof daarbuiten stroomt. Het nadeel van dit type is dat het motorkoelsysteem de werktemperatuur moet bereiken voordat de brandstof wordt verwarmd.
Er zijn ook brandstofverwarmers die tegelijkertijd gebruik maken van elektrische verwarmingselementen en koelmiddelmediumwarmtewisselaars en de brandstoftemperatuur verder regelen. Idealiter zou de brandstoftemperatuur op niet meer dan 90 graden F (32 graden) moeten worden geregeld. Zodra de brandstof deze temperatuur overschrijdt, beginnen de smeerprestaties ervan af te nemen, wat resulteert in een kortere levensduur van de brandstofinjectiecomponenten. Figuur 19-13 toont een Detroit Diesel Fuel Pro-constructie: deze bevat een filter, een vochtafscheider en een verwarmingselement met constante temperatuurregeling. Figuur 19-14 toont de filtermodule op de DD13-motor.
Figuur 19-13 Detroit Diesel Fuel Pro-constructie met geïntegreerd filter, vochtafscheider en verwarmingselement met constante temperatuurregeling.
Figuur 19-14 De filtermodule op de DD13-motor.
Brandstof-watersensor
De meeste huidige systemen maken gebruik van brandstofwatersensoren om de databus te waarschuwen dat de brandstof verontreinigd is met water. De WIF-sensor kan worden ingebouwd in een vervangbaar filterelement of worden geïntegreerd in een gecombineerd filter/waterafscheidersamenstel. De sensor maakt gebruik van een paar sondes en een voeding van 12 volt. Omdat de soortelijke weerstand van water (ook wel diëlektrische eigenschap genoemd) verschilt van die van brandstof, zal de sensor een retoursignaal uitvoeren als het elektrische pad tussen de sondes door water wordt geleid in plaats van door brandstof. Op dit punt zal WIF een onderhoudswaarschuwing afgeven. Opgemerkt moet worden dat de WIF soms nadat de wateropvangtank is geleegd, onmiddellijk een onderhoudswaarschuwing geeft: de reden is dat bacteriën die na het leeglopen in het water achterblijven de sonde kunnen bedekken en een foutsignaal kunnen veroorzaken. Figuur 19.15 toont een typische WIF-sensor en het bijbehorende circuit dat wordt gebruikt in het brandstofsubsysteem van Volvo.
Figuur 19-15 Schematisch diagram van de WIF-sensor en zijn circuit.
Gecombineerde filter/afscheider
Gecombineerde brandstoffilters en waterafscheiders zijn zeer gebruikelijk in originele fabrieksapparatuur en worden vanwege hun effectiviteit ook gebruikt als aftermarket-accessoires. Deze apparaten functioneren meestal als zowel primaire als secundaire filters en als waterafscheiders. Daarnaast kunnen ze ook brandstofverwarmers, waterafscheiders en druksensoren omvatten. Afhankelijk van de motor kunnen ze worden geïntegreerd in de moduleconstructie van het brandstofsubsysteem.