Система питания - Топливные баки и фильтры

1 ≫

Топливо на тракторе и автомобиле хранится в баке. На некоторых тракторах и автомобилях кроме основного предусмотрен дополнительный бак.

Топливный бак состоит из двух штампованных из листовой стали и сваренных между собой половин. Внутри бака вварены перегородки, придающие ему необходимую жесткость.

Перегородки гасят колебания большой массы топлива при движении авто и предотвращают сильные удары топлива о стенки бака. В нижней части перегородки имеются вырезы для прохода топлива между отсеками бака.

В верхней части бака вварена горловина для заливки топлива. В горловину бака вставлен сетчатый фильтр, состоящий из стального каркаса, покрытого латунной сеткой. Необходимое количество топлива в баке определяют мерной линейкой или топливомерной трубкой. Горловина бака закрывается крышкой, в которой находится отверстие, сообщающее внутреннюю полость бака с атмосферой. Во избежание перебоев в работе двигателя это отверстие следует прочищать, так как в него входит воздух вместо израсходованного топлива. Чтобы вместе с воздухом в бак не проникала пыль, крышка заполнена фильтрующей набивкой из стальной проволоки. Надежное уплотнение крышки с баком обеспечивается пробковой прокладкой, прижимаемой к крышке болтом через стальные шайбы.

Расходный кран необходим для прекращения поступления топлива в систему питания двигателя. Металлический топливопровод от бака к фильтру грубой очистки топлива на тракторах последних выпусков заменён пластмассовым из поливинилхлоридной трубки.

Через сливной кран удаляют отстой топлива, отвернув штуцер гаечным ключом на два-три оборота. В верхней части основного бака вмонтирован поплавковый датчик электрического указателя уровня топлива.

Топливные фильтры

На автомобильных двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра - грубой и тонкой очистки.

Фильтр грубой очистки топлива очищает топливо от крупных механических примесей.

Рис 1. Фильтры грубой очистки топлива:

а – тракторный, б –автомобильный, 1 - сливная пробка, 2 – топливоподводящая трубка,

5 – распределитель потока воздуха, 6 - нажимное кольцо, 7 – стакан,

8 – сетчатый фильтрующий элемент, 9 – успокоитель, 10 – пластинчатый фильтрующий элемент,

11 – отверстия, 12 – стержень, 13 – пластины, 14 – выступ,

А – вход топлива, Б – выход очищенного топлива

Фильтр грубой очистки топлива (рис. 1, а) имеет сетчатый фильтрующий элемент 8, состоящий из отражателя и латунной сетки с ячейками размером 0,09 мм. Фильтрующий элемент смонтирован на резьбовой втулке, которая ввертывается в корпус 3 и прижимает к нему распределитель 5, имеющий восемь отверстий, равномерно расположенных по окружности.

Фильтрующий элемент находится внутри стакана 7. Стакан закрепляют на корпусе с помощью нажимного кольца 6 и болтов. Стык между стаканом и корпусом уплотнен паронитовой прокладкой. В нижней части стакана установлен успокоитель 9. В резьбовую втулку стакана ввернута сливная пробка 1.

Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку 2 и отверстия распределителя 5. Затем оно стекает вниз через кольцевую щель между отражателем и стенкой стакана. Часть топлива по инерции попадает под успокоитель, где оседают крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. Через центральное отверстие успокоителя топливо поднимается вверх к сетке фильтрующего элемента. Пройдя через сетчатый элемент, топливо очищаемся от мелких механических примесей и поступает через центральное отверстие корпуса к отводящей топливоотводной трубке 4.

В фильтре грубой очистки топлива автомобиля (фильтре-отстойнике) (рис. 2, б) в качестве фильтрующего элемента использован набор пластин 13, изготовленных из алюминиевой ленты толщиной 0,15 мм. В пластинах выполнены выступы 14 высотой 0,05 мм и отверстия 11 для прохода топлива и два отверстия для прохода фиксирующих стержней 12.

Топливо поступает в фильтр через входное отверстие и попадает в стакан 7. Поскольку скорость движения топлива в стакане резко уменьшается по сравнению со скоростью в топливопроводах, вода и крупные механические примеси отстаиваются и оседают на дно. Для периодического слива отстоя служит пробка 1. Затем топливо проходит в щели между пластинами и через отверстия в пластинах выходит очищенным через отводящее отверстие. Частицы крупнее 0.05 мм задерживаются фильтром.

Фильтр тонкой очистки топлива очищает топливо от мельчайших механических примесей и воды. Тракторный фильтр обычно имеет несколько топливных фильтрующих элементов (ЭТФ), установленных в корпусе 6. В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 1, для слива отстоенного топлива из фильтра.

Фильтрующие элементы 4 состоят из цилиндрических картонных заключенных в жестяные крышки каркасов с отверстиями для прохода топлива и фильтрующих штор, изготовленных из специальной бумаги и свернутых в многогранную винтовую гармошку. В верхней и нижней частях фильтрующие элементы уплотнены резиновыми кольцами. Фильтрующие элементы неразборные. Каждый из них надевается на штырь. Сверху на корпус фильтра устанавливается крышка 7, на которой смонтирован продувочный вентиль 9.

Все фильтрующие элементы работают параллельно. Поток топлива под давлением подкачивающей помпы входит через отверстие А в корпус фильтра, а затем проходит через отверстия каркаса и через фильтрующие шторы внутрь фильтрующего элемента. Очищенное от мельчайших примесей топливо через отверстие Б направляется топливопроводом низкого давления в топливный насос.

Продувочный вентиль служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя. Если во время работы подкачивающей помпы отвертывают рукоятку вентиля, то шарик под давлением топлива отходит от гнезда и через открывшееся отверстие из корпуса фильтра тонкой очистки по трубке 5 наружу выходит топливо. При наличии в топливной системе воздуха из сливной трубки будут вначале выделяться воздушные пузырьки. Когда топливо из трубки пойдет ровной струей, рукоятку заворачивают, и шарик перекрывает сливное отверстие.

Рис 2. Фильтры тонкой очистки топлива

На некоторых двигателях установлены двухсекционные фильтры тонкой очистки топлива (рис. 2, б). В этих фильтрах топливо проходит последовательно оба фильтрующих элемента. Второй элемент является контрольным: по степени его загрязнения судят о работе фильтра грубой очистки топлива и первого элемента тонкой очистки. В случае загрязнения первый элемент тонкой очистки можно промыть, не снимая фильтр. Для этого в крышке фильтра вмонтирован кран, который может быть установлен в два положения: рабочее и на промывку. Во время промывки направление потока топлива в первой секции меняется на обратное. При этом отвертывают на два оборота сливную пробку первой секции и сливают осевшие частицы с наружной поверхности фильтрующего элемента. На более мощных тракторных двигателях на двухступенчатый фильтр тонкой очистки устанавливают дополнительный контрольный фильтр, включающий один фильтрующий элемент, взаимозаменяемый с основными.

Фильтр тонкой очистки топлива автомобиля (рис. 2, в) устанавливают между топливным насосом и карбюратором. Фильтр состоит из корпуса 6, стакана-отстойника 14 и фильтрующего элемента 4. Фильтрующий элемент может быть выполнен керамическим или из мелкой сетки, свернутой в виде рулона. При работе двигателя часть механических примесей выпадает в виде осадка на дно стакана-отстойника, а остальные задерживаются фильтрующим элементом.

Материалы: http://tezcar.ru/u-dvig-s_pit_3.html

2 ≫

Устройства и приборы низкого давления

Топливные баки

Устройство топливных баков дизельных двигателей аналогично устройству баков системы питания бензиновых двигателей. Обычно емкость топливных баков автомобилей рассчитывают из условия запаса пробега по топливу, которая должна составлять 400…600 км.

Поскольку дизельные двигатели тяжелых грузовиков потребляют большое количество топлива, иногда на автомобиль устанавливают не один, а два бака, которые крепятся к раме автомобиля на специальных кронштейнах при помощи ленточных хомутов. Обычно несколькими топливными баками оснащаются автомобили, предназначенные для дальних перевозок. Очевидно, что слишком большому топливному баку сложнее придать требуемую жесткость, чем двум небольшим, имеющим такой же суммарный объем.

Баки изготавливают при помощи сварки из двух штампованных половин или из трубообразной средней части с приваренными торцами. В верхней части предусмотрена заливная горловина, а в нижней – пробка для слива отстоя или топлива. Горловина может иметь сетчатый фильтр и закрывается крышкой, имеющей «дыхательные» клапаны. Внутри бака размещают перегородки («волнорезы»), препятствующие интенсивным подвижкам топлива при движении автомобиля, а также способствующие увеличению жесткости бака. В баке размещается датчик указателя уровня топлива, корпус которого размещен сверху на баке, здесь же подсоединяется система трубопроводов подачи и слива топлива.

Топливные баки автомобилей, перевозящих опасные грузы (легковоспламеняющиеся жидкости, горючие вещества и т. п.), должны быть защищены от случайных ударов специальными ограждениями, выполняемыми в соответствии с установленными требованиями.

Особенностью топливных баков грузовых автомобилей марки «МАЗ» является то, что в них устанавливаются фильтры грубой очистки топлива.

При необходимости ремонта топливного бака с помощью сварочных работ или применения открытого пламени, из него сливают остатки топлива, тщательно промывают и обрабатывают горячим паром на специализированных участках.

Система очистки топлива

Система питания дизельного двигателя, как, впрочем, любая система питания, использующая впрыск топлива (например, инжекторная), а не карбюрацию, содержит прецизионные узлы и детали, выполненные с высокой степенью точности обработки поверхности. Это необходимо, например, для герметичного закрывания игольчатых клапанов форсунок и для предотвращения утечек в плунжерных парах топливных насосов высокого давления.

Интенсивному износу этих сопрягаемых поверхностей способствует, в первую очередь, наличие в топливе твердых механических примесей, а также примесей, вызывающих закоксовывание отверстий распылителей. Для уменьшения пагубного влияния посторонних примесей в топливе используется его фильтрация перед подачей к приборам, имеющим прецизионные пары и детали.

Как правило, в дизельных двигателях осуществляется многоступенчатая очистка топлива от примесей - сетчатые фильтры на различных участках топливопроводов (в горловине топливного бака, на топливозаборнике, на входе в подкачивающий насос и ТНВД и даже на входе в форсунку), а также грубая и тонкая очистка в специальных фильтрующих элементах.

Состоянию системы очистки топлива в дизелях следует уделять самое пристальное внимание, чтобы не допустить преждевременного отказа деталей и узлов, являющихся дорогостоящими из-за высокой точности изготовления.

Фильтр грубой очистки топлива

Фильтр грубой очистки топлива (рис. 1, а) предназначен для его предварительной очистки. Фильтр состоит из корпуса 2, крышки 4 и фильтрующего элемента 7, представляющего собой металлический каркас 8 с отверстиями, на которые навит хлопчатобумажный шнур. Насосом низкого давления топливо подается к фильтрующему элементу и, пройдя его, поступает в магистраль низкого давления. Фильтр задерживает частицы механических примесей размером более 45 мкм.

Широкое распространение получил фильтр грубой очистки, показанный на рис. 1, в, который задерживает частицы размером более 90 мкм и удаляет воду. Он устанавливается между топливным баком и насосом низкого давления.

Фильтр имеет крышку 4, распределитель 15 потока топлива и фильтрующий элемент 7. Корпус 2 имеет успокоитель 16 и крепится в крышке 4. Большая часть топлива поступает во внутреннюю полость корпуса и проходит через фильтрующий элемент 7 в отводящий канал фильтра.

Другая часть топлива попадает в нижнюю часть корпуса фильтра через зазор между стенкой корпуса и успокоителя, а затем через горловину успокоителя поднимается вверх и вливается в общий поток очищенного топлива.

При резком изменении направления движения топлива частицы воды и включения отделяются (сепарируются) и оседают в отстой. Успокоитель предотвращает интенсивное смешивание отстоя с топливом. Отстой периодически должен удаляться из колпака через сливное отверстие при отворачивании пробки 1.

Фильтр тонкой очистки топлива

Фильтр тонкой очистки топлива выполняет окончательную очистку дизельного топлива перед поступлением его в ТНВД. В системе питания отечественных дизелей, устанавливаемых на грузовые автомобили, распространены два типа фильтров тонкой очистки: одинарный (рис. 1, б) со сменным фильтрующим элементом из прессованной древесной массы и спаренный (рис. 1, г) со сменным бумажным фильтрующим элементом.

Спаренный фильтр состоит из крышки 4, двух колпаков корпуса 2 с фильтрующими элементами 7 для параллельной фильтрации топлива. В дно колпаков приварены стержни 12 со сливными отверстиями, закрываемыми пробками 1. Каждый колпак соединяется с корпусом через прокладку болтами 10. Плотное прилегание фильтрующих элементов к крышке фильтра обеспечивается пружинами 21.

В крышке фильтра имеется клапан-жиклер 18, через который сливается избыточное количество топлива вместе с воздухом, попавшим в систему. Срабатывание клапана происходит при избыточном (0,15…0,20 МПа) давлении в полости крышки.

Клапан регулируется с помощью регулировочной шайбы, устанавливаемой с пружиной 19 внутри пробки 20 клапана. Фильтрующие элементы изготовлены из бумаги (фильтровального картона). Фильтр задерживает 90…94% механических включений и частицы размером 3…5 мкм.

Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 1, б) с фильтрующим элементом из прессованной древесины выполнен в виде стального каркаса, имеющего большое число отверстий. Каркас обмотан слоем ткани, поверх которого располагается слой фильтрующей массы, пропитанной специальным связующим веществом.

К крышке 4 фильтрующий элемент поджимается пружиной 14. При работе насоса низкого давления топливо через жиклер 11 подается к фильтрующему элементу, проходит через него и попадает в полость между каркасом 13 и стержнем 12, откуда оно, поднимаясь вверх через канал в крышке 4, по топливопроводу поступает к насосу высокого давления.

Для выпуска воздуха, попавшего в топливо при заполнении и прокачивании системы питания, служит отверстие в крышке, закрываемое пробкой 5. Отстой из фильтра выпускается через нижнее отверстие с резьбовой пробкой 1.

Тонкость очистки данного фильтра – 2…3 мкм.

Главная страница

Устройство автомобилей

Экзаменационные билеты

для группы Т-21 (IV семестр)

для группы Т-31 (V семестр)

для группы Т-31 (VI семестр)

КГБПОУ «Каменский агротехнический техникум»

Материалы: http://k-a-t.ru/dvs_pitanie/63-dizel_filtry/index.shtml

3 ≫

Топливная аппаратура дизельного двигателя очень чувствительна к загрязнениям. Всю работу по очистке берут на себя топливные фильтры для дизельных двигателей. До попадания непосредственно в камеры сгорания дизтопливо проходит 3 этапа очистки: предварительную фильтрацию в топливном баке, этапы «грубой» и «тонкой» очистки.

Основной задачей таких фильтров является предотвращение проникновения абразивных примесей и смол, образующихся из-за химических реакций, в топливную магистраль и камеры сгорания. Из-за большого содержания влаги в дизтопливе, в отличие от бензина, дизельные топливные фильтры должны конденсировать воду и в большом объёме удалять её из аппаратуры подачи горючего.

Вместе с тем в дизельном топливе отмечается высокое содержание парафинов, которые кристаллизуются при отрицательных температурах. Попадание таких частиц в двигатель зачастую становится опасным для него. Лучшим способом борьбы с данной проблемой является использование фильтров с подогревом.

В случае если топливный фильтр для дизельного двигателя уже забит парафином, необходимо его заменить.

Первым препятствием на пути взвесей в горючем служит фильтрующий элемент в топливном баке автомобиля. Как правило, он представляет собой каркас, запаянный в сетку, которая и является преградой для твёрдых частиц. Такой тип очистки не может предотвратить попадание в топливную аппаратуру мелких частиц, воды, парафинов и смол.

Но благодаря ему отсеивается большая часть крупных элементов — продуктов коррозии и мусора. Они присутствуют в любом топливном баке. Это препятствует засорению магистралей низкого давления, а также значительно увеличивает срок эксплуатации фильтра грубой очистки.

В большинстве случаев замена данного элемента не регламентируется производителем, но делать это рекомендуется. Срок его службы напрямую зависит от новизны автомобиля, его технического состояния и качества топлива. Сетчатый элемент в баке автомобиля является самым дешёвым звеном во всей цепи подачи топлива в двигатель, но не менее важным, поэтому не стоит пренебрегать его проверкой и при необходимости заменой.

За второй этап отвечают фильтры «грубой» очистки топлива (фильтры-отстойники). Их название обуславливается наличием стакана-отстойника. В нижней части он оборудован успокоителем, благодаря которому удаётся удалить воду.

А в его верхней части находится сетчатый или пластинчатый фильтрующий элемент, позволяющий избавиться от частиц размером до 0,05 мм, оставшихся после первого этапа. Далее топливо поступает в топливный насос низкого давления (ТННД).

У данного типа фильтров предусмотрена сливная пробка для очистки стакана от конденсата и отстоя. Большинство фильтров-отстойников имеет разборную конструкцию. Такое устройство топливного фильтра дизельного двигателя обеспечивает возможность промыть и, если необходимо, заменить фильтрующий элемент и тем самым восстановить эффективность очистки.

Особым видом фильтров на этом этапе являются подогреваемые сепараторы для дизтоплива. Их цена значительно выше, чем у обычных фильтров-отстойников, но качество очистки горючего более эффективно, а подогрев решает проблему парафинов. Они способны удалить до 95% воды и примесей из дизельного топлива.

Процесс очистки начинается с этапа прогрева топлива, предотвращающего кристаллизацию парафинов и воды. Далее под действием центробежных сил, возникающих при закручивании эмульсии, проходящей через специальные каналы, вода и примеси отделяются и оседают в стакане-отстойнике.

Для отделения более мелких частиц используется принцип изменения направления потока, который реализуется при помощи лопастей сепаратора. Заключительным этапом служит гофрированный картридж, удаляющий мельчайшие твёрдые частицы.

Часто встречаются фильтры «грубой» очистки, соединённые с подкачивающим насосом или фильтром «тонкой» очистки.

В большинстве случаев загрязнение фильтров «грубой» очистки не будет ощущаться при эксплуатации автотранспорта, т.к. производительность ТННД всегда выше, чем необходимо для стабильной работы двигателя. Поэтому, чтобы предотвратить дорогостоящий ремонт, необходимо своевременно удалять скопившуюся воду и мусор из отстойника и не игнорировать необходимость замены фильтрующего элемента.

Наличие отстоя и конденсата рекомендуется проверять ежедневно. В холодное время года такую проверку лучше делать после каждой поездки. Срок службы фильтрующего элемента не превышает 15-30 тыс. км.

Заключительным препятствием для топлива до его поступления в дизельный двигатель служит фильтр «тонкой» очистки. Он позволяет избавиться от оставшихся на предыдущих этапах твёрдых частиц, которые не видны глазу, а также от образовавшихся смол. Ещё одной его функцией является защита двигателя от воздуха, попавшего в топливо на ранних этапах очистки.

Через клапан-жиклер воздух с излишками горючего отводится обратно в бак. Разность температур отводящейся смеси и топлива в баке способствует образованию конденсата и увеличению содержания воды. Функцию «тонкой» очистки на этом этапе выполняет сменный элемент, состоящий из специальной пористой бумаги.

Зачастую замена только этого элемента регламентирована производителем. Из-за этого частой ошибкой становится игнорирование необходимости обслуживания остальных фильтрующих элементов.

Перед выбором любого топливного фильтра для дизельных двигателей следует учесть конструктивные особенности вашего автомобиля. Ни в коем случае нельзя использовать бензиновый топливный фильтр! Он не сможет предотвратить попадание воды и парафинов в двигатель.

Большинство современных дизельных легковых автомобилей зарубежного производства оборудованы только фильтром «тонкой» очистки. В таком случае нельзя ограничиваться только соблюдением регламента. Необходимо оборудовать автомобиль дополнительным звеном очистки топлива. Идеальным вариантом станет установка фильтра-сепаратора с подогревом.

Вот основные характеристики, на которые следует обратить внимание при его выборе: пропускная способность, мощность нагревательного элемента, качество фильтрации, допустимое давление и габариты изделия. Для нормальной эксплуатации транспортного средства все эти параметры должны соответствовать особенностям системы питания двигателя.

Так, пропускная способность для двигателей с топливными насосами высокого давления (ТНВД) находится в пределах от 20 до 50 л/ч (в редких случаях до 60 л/ч). А с системами Common Rail и насос-форсунками — от 40 до 80 л/ч.

То же относится и к качеству фильтрации для двигателей с ТНВД, достаточным значением, будет 10-30 мкм, а для Common Rail данный параметр не должен быть хуже 2-5 мкм. Для создания центробежного эффекта и качественной фильтрации для автомобилей с малым расходом топлива следует выбирать фильтры небольшого объёма, а при большом расходе — наоборот.

Определившись с типом фильтров, стоит обратить внимание на их качество. В настоящее время рынок переполнен всевозможными предложениями. При заявленных схожих характеристиках цена может отличаться в 10 раз. Но не стоит поддаваться соблазну этой дешевизны.

Самым лучшим вариантом будет использовать оригинальные компоненты, но если такой возможности нет, стоит обратить внимание на зарекомендовавшие себя бренды: Mann, Knecht, OE, Bosch и пр. Часто такие крупные компании являются поставщиками оригинальных комплектующих. Чем выше стоимость фильтра, тем лучше степень его фильтрации.

Замена топливного фильтра

Данная процедура требует определённых навыков и опыта. Технология замены элементов отличается у разных моделей автомобилей. Важно ознакомиться с ней до проведения каких-либо работ. Строгое соблюдение технологии замены гарантирует вам исправную работу двигателя в дальнейшем.

При должной сноровке такую процедуру можно выполнить и самостоятельно. Для этого необходимо извлечь фильтрующий элемент, удалить мусор и воду из корпуса и избавиться от воздуха в системе питания. Если вы не знаете, как выполнить данные действия, обратитесь в сервис.