Technischer Tipp
Techniker sollten sich darüber im Klaren sein, dass die Filtrationseffizienz der meisten Filter gegen Ende ihrer Lebensdauer ihren Höhepunkt erreicht, also bevor sie vollständig verstopft sind. Daher funktioniert der Filter, der getestet wurde, um die maximale Grenzwertspezifikation zu erreichen, immer noch normal. Obwohl die verbleibende Lebensdauer möglicherweise nicht mehr lange beträgt, sollte es keine Leistungsprobleme verursachen.
Testen und warten Sie den Sekundärfilter
Der Sekundärfilter wird üblicherweise von der Öltransferpumpe mit Öl versorgt. Der Kraftstoffversorgungsdruck (der Druck hinter der Kraftstofftransferpumpe) wird normalerweise mit einem genauen, mit Flüssigkeit gefüllten Manometer (Abbildung 19-11) getestet, das in Reihe zwischen der Kraftstofftransferpumpe und der Kraftstoffeinspritzpumpeneinheit installiert ist. Es wird normalerweise nicht als Methode zur Bestimmung der Wartbarkeit von Sekundärfiltern verwendet. Sekundärfilter werden in der Regel gemäß dem vorbeugenden Wartungsplan und nicht durch Tests ausgetauscht, oder nur, wenn sie im tiefsten Winter aufgrund von Wasser- oder Kraftstoffverwachsungen verstopfen und zum Abschalten des Motors führen.
Zusammenfassung
Der Primärfilter testet die Einlassgrenze, indem er Zoll Quecksilbersäule (Hg) misst.
Der Sekundärfilter wird einer Grenzwertprüfung mit einem Manometer in psi unterzogen.
Der Druck hinter der Kraftstoffförderpumpe wird Kraftstoffversorgungsdruck genannt.
Abbildung 19-11 Mit Flüssigkeit gefülltes Manometer zur Messung des Kraftstoffversorgungsdrucks.
Notiz:
Bei vielen Dieselmotoren, die nach 2007 und 2010 die EPA-Standards erfüllen, kann der Kraftstoffversorgungsdruck viel höher sein als bei ihren Vorgängern. Dies liegt daran, dass die Kraftstoffversorgungsseite des Kraftstoffsubsystems möglicherweise zur Versorgung der Einspritzdüse des Dieselpartikelfilters (DPF) verwendet wird, die normalerweise einen höheren Druck erfordert. Bitte überprüfen Sie die technischen Daten und gehen Sie vorsichtig vor.
Wartungsschritte für Spin--Filterelemente
Durch unsachgemäße Wartungstechniken der Techniker gelangt viel Schmutz in das Dieselkraftstoffsystem. Den meisten Wartungstechnikern für Dieselmotoren ist bewusst, dass die Filterelementgruppe vor-befüllt werden sollte, d. Der Filter sollte mit gefiltertem Kraftstoff vorgefüllt sein. Werkstätten für die routinemäßige Motorwartung sollten mit Lagertanks für sauberen Kraftstoff ausgestattet sein. Jeder Vorgang, bei dem Techniker Kraftstoff aus dem Kraftstofftank eines Fahrzeugs entnehmen müssen, kann, egal wie vorsichtig er ist, zu einer zumindest gewissen Verunreinigung des Kraftstoffs führen. Der Behälter, in dem der Kraftstoff vom Kraftstofftank zum Filter transportiert wird, sollte unmittelbar vor dem Tanken gereinigt werden. Zur Kraftstofffilterung kann ein Farbfilter (Papierkegel) verwendet werden. Die Einlass- und Auslassteile des Filterelements sollten identifiziert werden.
Vorgefüllte Filter sollten nur über die Einlassöffnung (normalerweise am Außenring des Filterelements) und niemals direkt über die Auslassöffnung (normalerweise in der Mitte) geölt werden. Die meisten Hersteller ziehen es vor, bei der Wartung vor dem Einbau nur den Primärfilter vor-zu füllen. Beachten Sie jedoch bitte die Wartungsdokumentation des OEM: Ein OEM schreibt vor, dass sowohl der primäre als auch der sekundäre Kraftstofffilter trocken -eingebaut und dann mithilfe einer integrierten Handkraftstoffpumpe vor-befüllt werden sollten. Nachdem der Primärfilter vor{7}}befüllt und installiert wurde, sollte der Sekundärfilter trocken-installiert und mit einer Handölpumpe oder einer elektrischen Online-Vor{10}}-Vorfüllpumpe (falls vorhanden) vor-befüllt werden. Viele Dieselkraftstoffsysteme von Modellen nach 2007 waren mit elektrischen Voreinspritzpumpen ausgestattet, hauptsächlich um eine fehlerhafte Voreinspritzung an Sekundärfiltern zu verhindern.
Ersatzschritte
1. Entfernen Sie das alte Filterelement mit einem Filterschlüssel der entsprechenden Größe vom Filtersockel.
2. Entleeren Sie den Kraftstoff in den Altölaufbereitungsbehälter.
3. Stellen Sie sicher, dass die Dichtung des alten Filterelements entfernt wurde. Wischen Sie die Dichtfläche des Filtersockels mit einem fusselfreien Tuch sauber.
4. Nehmen Sie das neue Filterelement aus der Transportverpackung. Gießen Sie den sauberen und gefilterten Kraftstoff vorsichtig in den Einlassbereich (füllen Sie das Filterelement). Der Einlassanschluss befindet sich normalerweise am Außenring des Filterelements. Der in die Einlassöffnung des Filterelements eingefüllte Kraftstoff durchdringt das Filtermedium und füllt den mittleren oder Auslassteil des Filterelements. Diese Methode dauert etwas länger, da es einige Zeit dauert, bis der Kraftstoff durch das Filtermaterial sickert.
5. Der Kraftstoff selbst sollte für eine ausreichende Schmierung der Dichtung und/oder des O-rings sowie der Installationsgewinde sorgen. Es ist weder notwendig noch empfehlenswert, Fett oder weißes Schmiermittel auf der Filterdichtung zu verwenden.
6. Schrauben Sie das Filterelement im Uhrzeigersinn (mit einem Rechtsgewinde) auf den Sockel. Nachdem die Dichtung die Oberfläche des Sockels berührt, ist es in der Regel erforderlich, das Filterelement weiter zu drehen. In den meisten Fällen ist das Anziehen von Hand ausreichend, jedoch hat jeder Filterhersteller seine eigenen spezifischen Empfehlungen bezüglich des Anziehverfahrens, die beachtet werden sollten.
Technischer Tipp
Wenn das Kraftstoff-Subsystem mit einer Handölpumpe ausgestattet ist, wird nur der Primärfilter von außen vor-befüllt, um sicherzustellen, dass der gesamte Kraftstoff nur über die Einlassseite eingefüllt wird. Trocknen Sie den Sekundärfilter, installieren Sie ihn und füllen Sie ihn mit einer Handölpumpe vor-. Wenn der Kreislauf mit einer elektrischen Voreinspritzpumpe ausgestattet ist, verwenden Sie diese bitte.
Warnung
Bitte achten Sie bei der Demontage des Filterelements darauf, dass die Dichtung des alten Filters zusammen mit dem Filterelement entfernt wird. Eine häufige Ursache für Luftansaugung im Kraftstoff-Subsystem ist die doppelte Abdichtung des Primärfilters. Doppelte Dichtungen führen in der Regel zu Undichtigkeiten am Sekundärfilter.
Feuchtigkeitsabscheider
Derzeit sind die Kraftstoffsubsysteme der meisten Straßenfahrzeuge mit Dieselmotor-mit recht fortschrittlichen Wasserentfernungsvorrichtungen ausgestattet. Wasser kommt in Diesel in drei Formen vor:
1. Freier Zustand: Er erscheint in Form großer Wassertröpfchen. Aufgrund seines höheren Gewichts als Diesel neigt es dazu, sich am Boden des Kraftstofftanks oder Vorratsbehälters in Pfützen anzusammeln.
2. Emulgierter Zustand: Im Kraftstoff in Form winziger Tröpfchen emulgiert; Da diese Tröpfchen so klein sind, können sie eine Zeit lang im Kraftstoff schweben, bevor sie aufgrund der Schwerkraft auf den Boden des Kraftstofftanks sinken. Wenn sich freies Wasser am Boden des Kraftstofftanks ansammelt, reicht eine Fahrt von fünf Kilometern auf einer unebenen Straße der B--Klasse aus, um es zu emulgieren (um es fein im Kraftstoff zu verteilen), was es zu einem ernsteren Problem macht.
3. Halb-absorbierter Zustand: Normalerweise handelt es sich um in Alkohol gelöstes Wasser, was eine direkte Folge der Zugabe von Methylhydrat (einem Alkohol, der dem Kraftstofftank als Frostschutzmittel oder Kraftstoffregler zugesetzt wird) zum Kraftstofftank ist. Das im Diesel teilweise absorbierte Wasser befindet sich im gefährlichsten Zustand, da es im Kraftstoffeinspritzsystem emulgieren und dadurch Komponenten ernsthaft beschädigen kann.
Warum beschädigt Wasser das Kraftstoffsystem?
Es gibt hauptsächlich drei Gründe, warum Wasser das Kraftstoffsystem schädigt: Die Schmierfähigkeit von Wasser ist geringer als die von Diesel, es neigt dazu, Korrosion zu fördern, und seine unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften wirken sich auf die Pumpdynamik aus. Das Verdichtungsverhältnis von Diesel beträgt etwa 0,5 % pro 1.000 psi. Die Kompressionsrate von Wasser ist relativ gering und beträgt etwa 0,35 % pro 1.000 psi. Moderne Kraftstoffeinspritzpumpenaggregate sind darauf ausgelegt, Diesel mit sehr hohen Drücken zu pumpen. Wenn Wasser mit geringer Schmierfähigkeit und Kompressibilität durch das System gepumpt wird, kann der resultierende Druckanstieg zu strukturellen Schäden führen, insbesondere im Kraftstofftank-/Düsenbereich des Injektors. Wenn die Spitze eines modernen Einspritzventils abgerissen ist, kann die Ursache oft auf Wasser im Kraftstoff zurückgeführt werden.
Das Funktionsprinzip eines Wasserabscheiders
Wasserabscheider werden seit vielen Jahren in Dieselkraftstoffsystemen eingesetzt. Dabei handelte es sich in der Regel um einfache Geräte, die die Schwerkraft nutzten, um schwereres Wasser vom Kraftstoff zu trennen. Allerdings haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten mit dem stetigen Anstieg des Einspritzpumpendrucks und den deutlich gestiegenen Erwartungen der Verbraucher an die Motorlebensdauer auch die Wasserabscheider entsprechend weiterentwickelt. Typischerweise kombiniert ein Wasserabscheider einen Primärfilter und einen Wasserabscheidemechanismus in einem einzigen Tank. Viele dieser kombinierten Primärfilter/Wasserabscheider werden von Aftermarket-Anbietern wie Racor, CR, Davco, Dahl usw. hergestellt. Sie verwenden verschiedene Methoden, um freies und emulgiertes Wasser abzutrennen und zu entfernen. Sie können kein Wasser entfernen, das sich in einem halb-absorbierten Zustand befindet.
Der Wasserabscheider vereint mehrere Prinzipien zur Abtrennung und Entfernung von Wasser aus Kraftstoff:
Schwerkraft: Wasser in freiem Zustand oder emulgiertes Wasser, das aufgrund seines höheren Gewichts zu größeren Tröpfchen zusammengewachsen ist (kleine Tröpfchen verschmelzen zu großen Tröpfchen), wird durch die Schwerkraft zum Boden des Reservoirs oder der Wasserauffangrinne gezogen.
2. Zentrifugalkraft: Einige Wasserabscheider verwenden Zentrifugen, um größere Wassertröpfchen und emulgiertes Wasser vom Kraftstoff zu trennen. Die Zentrifuge übt eine Zentrifugalkraft auf den vorbeiströmenden Kraftstoff aus und schleudert das schwerere Wasser an die Wand der Wassersammelwanne. Die Schwerkraft kann es dann in den Abfluss ziehen. Zentrifugen trennen auf die gleiche Weise Partikel vom Kraftstoff.
3. Filterung des Mediums: Wenn Kraftstoff durch das mit feinem Harz-beschichtete, plissierte Papiermedium strömt, kann er leichter passieren als Wasser. Das vom Filtermedium zurückgehaltene Wasser kann sich ansammeln und zu Tröpfchen verschmelzen, die groß genug sind, dass die Schwerkraft sie in den Ablaufauslass der Wassersammelwanne ziehen kann.
In vielen Fällen sind Kraftstofffilter/Wasserabscheider im Ersatzteilmarkt so konzipiert, dass sie die Primärfilter von Kraftstoffsystem-OEMs ersetzen. In anderen Fällen kann das Gerät in Verbindung mit einem Primärfilter arbeiten. Abbildung 19-12 zeigt den Kraftstoff- und Wasserabscheider, der für den Cummins X15-Liter-Motor verwendet wird.
Abbildung 19-12: Kombinierter Kraftstofffilter und Wasserabscheider für Cummins X15.
Aftermarket-Filter
Bei der Installation des Aftermarket-Filter-/Wasserabscheidergeräts auf der Saugseite des Kraftstoff-Subsystems empfiehlt es sich, die Höchstgrenzwertspezifikation des Herstellers zu ermitteln und zu testen, ob diese Spezifikation nicht überschritten wurde. Als Prüfmittel eignen sich Quecksilbermanometer oder Unterdruckmessgeräte. Wenn das gesamte Kraftstoffteilsystem angesaugt wird, sind die Folgen einer Überschreitung der Grenzwerte in der Regel schwerwiegender und führen zu einer unzureichenden Kraftstoffversorgung des Motors.
Die Wartung des Wasserabscheiders ist ein einfacher Vorgang, der jedoch mit besonderer Sorgfalt durchgeführt werden sollte, da der Kraftstoff im Abscheidertank sehr leicht verunreinigt werden kann, sei es durch das Vorfüllen mit ungefiltertem Kraftstoff oder durch das Eindringen von Schmutz beim Öffnen des Tankdeckels. Die meisten Wasserabscheider im Aftermarket verfügen über eine transparente Wasserauffangwanne, wodurch leicht beobachtet werden kann, ob Wasser vorhanden ist.
Ablassventil und Wartung
Alle Wasserabscheider sind mit Ablassventilen ausgestattet. Dieses Ventil kann manuell oder elektrisch betätigt werden. Der Zweck besteht darin, Wasser aus der Wasserauffangwanne zu saugen. Das Wasser in der Wasserauffangwanne sollte regelmäßig über das Ablassventil abgelassen werden. Die Filterelemente im kombinierten Vorfilter-Wasserabscheider-Gerät sollten in den meisten Fällen zusammen mit anderen Motor- und Kraftstofffiltern bei jeder umfassenden Wartung ausgetauscht werden. Einige Hersteller behaupten jedoch, dass die Lebensdauer ihrer Filterelemente das Doppelte oder mehr des Ölwechselintervalls überschreiten kann. Wenn der Wasserabscheider vollständig entleert ist, sollte eine Voreinspritzung durchgeführt werden, bevor versucht wird, den Motor zu starten.
Technischer Tipp
Um die Quelle der in das Kraftstoffsubsystem eindringenden Luft zu untersuchen, kann ein Diagnoseschauglas verwendet werden. Es besteht aus einem transparenten Rohr und hydraulischen Schlauchkupplungen an beiden Enden, die in Reihe im Kraftstoffflussweg installiert sind. Durch das Abtrennen des Kraftstoffschlauchs gelangt jedoch immer etwas Luft in das Kraftstoff-Subsystem. Daher sollte der Motor eine Weile laufen, bevor das Schauglas abgelesen wird.
Kraftstoffheizung
In den letzten Jahren sind Lkw immer häufiger mit Kraftstoffheizungen ausgestattet. In dem Kraftstoffsystem, in dem der Kraftstoff mit einer viel höheren Geschwindigkeit durch den Einspritzsystemkreislauf fließt, als für die Kraftstoffversorgung des Motors erforderlich ist, wird durch die kontinuierliche Kraftstofffiltration ein Teil des Paraffins entfernt, wodurch ein Teil seiner Schmierfähigkeit verringert wird, selbst wenn geeignete saisonale Stockpunkterniedriger zugesetzt wurden.
Stockpunkterniedriger haben oft nur geringe Auswirkungen auf den Trübungspunkt des Kraftstoffs (die erste Stufe, in der sich Wachs zu bilden beginnt). Im Vergleich zu 1D-Diesel ist ASTM 2D-Diesel anfälliger für diese Situation. Allerdings gibt es einige Kontroversen bezüglich der Verwendung von Kraftstoffheizgeräten. Bei der Installation solcher Geräte ist es immer ratsam, den Hersteller des Kraftstoffsystems/Motors zu konsultieren. Ein Motorenhersteller hat gewarnt, dass bei Verwendung einer Kraftstoffheizung mit elektrischem Heizelement in seinem System keine Garantieleistungen erbracht werden.
Derzeit sind zwei Arten von Brennstoffvorwärmern im Einsatz:
1. Typ des elektrischen Heizelements: Das elektrische Heizelement nutzt Batteriestrom, um den Kraftstoff im Subsystem zu erwärmen. Der Vorteil dieses Typs besteht darin, dass er vor dem Start eingeschaltet werden kann und so den Startkraftstoff vorwärmt. Die Heizölheizung mit elektrischem Heizelement kann eine konstante Temperaturregelung durchführen und so sicherstellen, dass der Kraftstoff nur im erforderlichen Maße erhitzt wird, ohne dass einige seiner Schmiereigenschaften beeinträchtigt werden.
2. Motorkühlmittel-Wärmetauschertyp: Dieser Typ von Kraftstoffheizgeräten besteht aus einem Gehäuse, in dem das Kühlmittel im Inneren des Rohrbündels (Wärmetauscherkern) zirkuliert und der Kraftstoff außerhalb davon fließt. Der Nachteil dieses Typs besteht darin, dass das Motorkühlsystem die Betriebstemperatur erreichen muss, bevor der Kraftstoff erhitzt wird.
Es gibt auch Kraftstoffheizgeräte, die gleichzeitig elektrische Heizelemente und Kühlmittelwärmetauscher nutzen und die Kraftstofftemperatur weiter regeln. Idealerweise sollte die Kraftstofftemperatur auf nicht mehr als 90 Grad F (32 Grad) geregelt werden. Sobald der Kraftstoff diese Temperatur überschreitet, beginnt seine Schmierleistung nachzulassen, was zu einer verkürzten Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzkomponenten führt. Abbildung 19-13 zeigt eine Detroit Diesel Fuel Pro-Baugruppe: Sie integriert einen Filter, einen Feuchtigkeitsabscheider und ein Heizelement mit konstanter Temperaturregelung. Abbildung 19-14 zeigt das Filtermodul der DD13-Engine.
Abbildung 19-13 Detroit Diesel Fuel Pro-Baugruppe mit integriertem Filter, Feuchtigkeitsabscheider und Heizelement zur Konstanttemperaturregelung.
Abbildung 19-14 Das Filtermodul auf der DD13-Engine.
Kraftstoffwassersensor
Die meisten aktuellen Systeme verwenden Kraftstoff-Wasser-Sensoren, um den Datenbus darauf aufmerksam zu machen, dass der Kraftstoff mit Wasser verunreinigt ist. Der WIF-Sensor kann in ein austauschbares Filterelement eingebaut oder in eine kombinierte Filter-/Wasserabscheiderbaugruppe integriert werden. Der Sensor verwendet ein Sondenpaar und eine 12-Volt-Stromversorgung. Da sich der spezifische Widerstand von Wasser (als dielektrische Eigenschaft bezeichnet) von dem von Kraftstoff unterscheidet, gibt der Sensor ein Rückgabesignal aus, wenn der elektrische Pfad zwischen den Sonden durch Wasser und nicht durch Kraftstoff verläuft. Zu diesem Zeitpunkt gibt WIF eine Wartungswarnung aus. Es ist zu beachten, dass das WIF manchmal nach dem Entleeren des Wasserauffangbehälters sofort eine Wartungswarnung ausgibt: Der Grund dafür ist, dass nach dem Entleeren im Wasser verbleibende Bakterien die Sonde bedecken und ein Fehlersignal auslösen können. Abbildung 19-15 zeigt einen typischen WIF-Sensor und seinen Schaltkreis, der im Kraftstoff-Subsystem von Volvo verwendet wird.
Abbildung 19-15 Schematische Darstellung des WIF-Sensors und seiner Schaltung.
Kombinierter Filter/Abscheider
Kombinierte Kraftstofffilter und Wasserabscheider sind in der Erstausrüstung weit verbreitet und werden aufgrund ihrer Wirksamkeit auch als Aftermarket-Zubehör verwendet. Diese Geräte fungieren normalerweise sowohl als Primär- und Sekundärfilter als auch als Wasserabscheider. Darüber hinaus können sie auch Kraftstoffheizungen, Wasserabscheider und Drucksensoren umfassen. Abhängig vom Motor können sie in die Modulbaugruppe des Kraftstoffsubsystems integriert sein.