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
Фильтр грубой очистки топлива предназначен для его предварительной очистки. Фильтр состоит из корпуса, крышки и фильтрующего элемента 7, представляющего собой металлический каркас 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 в который задерживает частицы размером более 90 мкм и удаляет воду. Он устанавливается между топливным баком и насосом низкого давления.
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.
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 со сменным фильтрующим элементом из прессованной древесной массы и спаренный со сменным бумажным фильтрующим элементом.
Спаренный фильтр состоит из крышки, двух колпаков корпуса с фильтрующими элементами для параллельной фильтрации топлива. В дно колпаков приварены стержни со сливными отверстиями, закрываемыми пробками. Каждый колпак соединяется с корпусом через прокладку болтами. Плотное прилегание фильтрующих элементов к крышке фильтра обеспечивается пружинами.
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 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.
Нормальное функционирование двигателя автомобиля зависит от качества и чистоты топлива. Низкокачественное топливо с большим количеством механических примесей выведет из строя топливную систему. Но как бы ни очищали топливо, в нем всегда будут загрязнения.
Тербования к чистоте двигателя
Наличие фильтров очистки топлива и способность их очищать топливо зависит от используемой на авто топливной системы.
Менее подвержены вредному воздействию загрязнения в топливе бензиновые карбюраторные топливные системы. Смесеобразование топлива у такой системы производится в карбюраторе. В нем хоть и имеются небольшие по размерам пропускные отверстия в жиклерах, но они не настолько мелкие, чтобы могли забиться мелкими загрязняющими частицами. Поэтому для такой системы достаточно иметь сетку в качестве фильтра грубой очистки и элемент тонкой очистки из гофрированной бумаги, который устанавливается перед карбюратором.
Более востребованы к загрязнению в топливе инжекторные автомобили. В таких топливных системах используются форсунки для впрыскивания топлива во впускной патрубок. В конструкцию этих форсунок входят плунжерные пары с высокой точностью обработки поверхности. Если на эти поверхности попадут частицы загрязнения, они их повредят, и форсунка выйдет из строя. К тому же, отверстия в форсунке, через которые подается топливо – мелкие и легко засоряются.
Самые востребованные к чистоте топлива — дизельные моторы и бензиновые инжекторные, в которых применяется непосредственный впрыск бензина в цилиндры. В этих системах топливо подается напрямую в цилиндры форсунками. Но подается оно под давлением, которое обеспечивает топливный насос высокого давления, и используются плунжерные пары.
Контструкции
Конструкций топливных фильтров несколько, но они похожи. Зависят они от применяемой системы питания. Так, на бензиновых карбюраторных авто фильтр тонкой очистки состоит из прозрачного пластикового корпуса, в который помещен фильтрующий элемент – гофрированная бумага, сложенная определенным образом. Сверху к корпусу герметичного присоединена крышка с двумя штуцерами. К одному подсоединяется патрубок, идущий от бака, ко второму – патрубок, который ведет на карбюратор. Чтобы не попутать штуцера при установке, на крышке нанесена метка, указывающая направление движения топлива. Этот фильтр способен улавливать частицы грязи величиной 15-20 мкм, что достаточно для такой системы.
Располагается этот ФТО в подкапотном пространстве за двигателем, со стороны выхода топливного патрубка.
У инжекторных авто, поскольку топливо по патрубкам движется под давлением, созданным топливным насосом, расположенным в баке, элемент тонкой очистки имеет металлический корпус, с торцов у него выходят штуцера для подсоединения его к трубопроводам топливной системы. Внутри располагается фильтрующий элемент, тоже из гофрированной бумаги. Но этот фильтрующий элемент способен улавливать частицы размером 5-10 мкм.
Располагается этот фильтр недалеко от бака. Возможна установка сразу на выходе топливопровода из бака, и доступ нему производится из салона авто. Возможна и установка фильтра чуть дальше, на днище авто. Доступ к такому ФТО производится снизу авто.
У дизелей фильтр тонкой очистки может иметь две конструкции – разборную и неразборную.
Разборной фильтр включает в себя металлический или алюминиевый корпус, сверху на который прикручена крышка с штуцерами. Внутри корпуса размещен сменный фильтрующий элемент.
Неразборной тоже состоит из корпуса и крышки, но соединение между ними – неразъемное.
Устанавливаются эти элементы у дизельных двигателей в подкапотном пространстве, недалеко от топливного насоса высокого давления.
Периодичность замены
Замена топливного элемента тонкой очистки выполняется через 30 тыс. км. Однако на периодичность замены влияет и само топливо. Если в нем большое количество сторонних примесей, то замена производится чаще.
Проверка степени загрязнения фильтра для определения, требуется ли замена его, выполняется на авто с разными системами по-разному. Если у карбюраторного авто этот фильтр прозрачный и можно визуально оценить его состояние, то у инжекторного так степень загрязнения не оценишь. На СТО фильтр проверяют путем замера давления, которое создает насос. Если давление ниже нормы, ФТО заменяется.
У дизелей и вовсе степень не проверишь. Остается только смотреть на пробег авто и на поведение самого авто. Если при движении имеются рывки, сначала на высоких оборотах, а после уже и на низких зачастую указывают на загрязнение фильтра тонкой очистки.
Фильтры тонкой очистки, кроме дизельного разборного, никаким промывкам не подвергаются, данные элементы относятся к расходным материалам и при сильном засорении они попросту заменяются. У разборного же ФТО производится замена фильтрующего элемента.