Предисловие: три стадии очистки, или зачем так тщательно фильтровать топливо?
В бытность моей работы тепловозы вывозного движения заходили на ТО-2 согласно приказу начальника дороги раз в двое суток. Бывало, что приезжали практически на нуле, бывало, брали приказ у диспетчера на заход для экипировки вне графика, всё зависело от напряженности грузового потока на нашем участке работы.
Два бака объемом по 7 тонн на двое суток, только в вывозном парке числилось 30 локомотивов. Это я к тому, какими объемами топлива приходится оперировать для экипировки локомотивного парка одного депо. Добиться идеального состояния топлива при транспортировке и хранении таких объемов довольно проблематично.
По оценкам технических лабораторий, засоренность дизельного топлива составляет в среднем 100–150 г на тонну. Но это только цветочки, ягодки заключаются в том, что в топливе постоянно находятся частицы глинозема, кварца и кремнезема, прочность которых на порядок превышает прочность металла, из которого изготавливается топливная аппаратура. Если попадание глинозема можно объяснить человеческой небрежностью, то кремнезем — результат каталитического крекинга, образуется в топливе при его изготовлении, да и кварц попадает в топливо на этапе переработки.
Кристаллы обоих ингредиентов имеют остроконечную форму и размер от 10 до 20 мкм (1 микрометр равен 0,01 мм). Толщина человеческого волоса, для сравнения, составляет 50–80 мкм. Представьте, сколько бед могут наделать эти, так сказать, нежданные добавки топливной аппаратуре, проникая между прецизионными* поверхностями гильзы* и плунжера* топливных насосов высокого давления*, или нагнетательного клапана* и его седла*?
К очистке топлива российские инженеры отнеслись с большим вниманием. На тепловозах установлены три вида фильтров: предварительные, фильтры грубой очистки и фильтры тонкой очистки топлива.
Первая ступень очистки.
Тут всё просто, к фильтрам предварительной очистки относится стакан, выполненный из металлической сетки, устанавливаемый в горловине топливного бака. Размер ячейки сетки стакана позволяет задерживать только крупные частицы.
Вторая ступень очистки.
Ко второй стадии относится фильтр грубой очистки топлива (ФГО). Его корпус выполнен из стали, закрывается крышкой с резиновой прокладкой, которая крепится четырьмя шпильками и гайками к корпусу.
Крышка снаружи имеет удобный прилив для захвата рукой при разборке. Распускаем гайки, беремся за прилив и аккуратно поднимаем крышку с ввинченным в неё стальным трехгранным стержнем, на котором одет фильтровальный пакет, набранный из отдельных элементов.
На конце трехгранного стержня резьба для поджимающей фильтровальный пакет гайки. Фильтровальный элемент представляет собой диск из двух слоев сетки, завальцованных в обод из латуни.
В литературе пишут... из чечевицеобразных сетчатых дисков. Действительно, форма диска напоминает чечевицу, если её кто-нибудь из вас видел)). Размер ячеек позволяет отсеивать посторонние частицы размером более 0,45 мм.
Как это работает?
Топливо из бака поднимает топливоподкачивающий агрегат и сразу подает его в нижний фланец корпуса ФГО. Топливо заполняет свободное пространство корпуса и начинает просачиваться сквозь ячейки фильтрующих сеток к центру пакета, где уже очищенное поднимается вдоль граней стержня к выходному фланцу.
Третья ступень очистки.
От фильтра грубой очистки топливо поступает в топливоподкачивающий агрегат и уже из него устремляется к фильтрам тонкой очистки (ФТО). Фильтрующие элементы ФТО не позволят проникнуть в топливо посторонним частицам размером более 0,004 - 0,005 мм.
Это прекрасно, но нельзя в погоне за качеством очистки бесконечно уменьшать размер ячейки фильтрующего элемента, потому что есть такое понятие, как гидросопротивление. Задача фильтра не только очищать, но и пропускать очищенное масло в необходимом объеме для нуждающихся в нем узлах и агрегатах.
Учитывая этот фактор, инженеры установили два фильтра тонкой очистки топлива в параллельную работу.
Один фильтр состоит из общей крышки, объединяющей два стальных корпуса, в которых устанавливаются два фильтрующих элемента. Фильтрующий элемент устанавливаются на перфорированную стальную трубу, верхний конец которой вкручивается в крышку ФТО.
Нижний конец трубы заканчивается резьбой, на которую накручивается ниппель с накидной гайкой и шариковым клапаном внутри. Отпустив гаечным ключом на 24 поджимную гайку, мы добьемся того, что шариковый клапан отойдет от седла и собравшийся в нижней части корпуса отстой устремится сквозь ниппель.
На перфорированную трубу одевается фильтрующий элемент, поджимаемый пружиной, сверху и снизу уплотненный резиновыми кольцами. Фильтрующий элемент может быть миткалевый или бумажный.
Бумажный фильтрующий элемент состоит из наружного и внутреннего корпусов (обечайки), выполненных из перфорированного картона, между которыми помещена фильтрующая штора из двухслойной фильтровальной бумаги, называемой картоном БФДТ (бумага фильтровальная для тонкой очистки).
Фильтровальная бумага сложена гармошкой (гофрированная), благодаря чему в небольшом объеме фильтровального элемента заключена довольно значительная площадь фильтрующей поверхности. Наружная, внутренняя обечайки и фильтровальная бумага между ними сверху и снизу закрываются жестяными крышками.
Два режима работы ФТО.
Режим фильтрации.
Топливо от топливоподкачивающего агрегата поступает в топливные фильтры тонкой очистки топлива через входные штуцера, заполняет внутреннюю полость корпусов и просачивается сквозь фильтрующие элементы к центральной трубе, проходит через её отверстия внутрь и устремляется к выходному штуцеру.
Режим промывки.
В крышке ФТО установлен трехходовой кран с нанесенной риской на торце пробки крана. В рабочем положении ФТО короткая риска направлена вверх.
При постановке рукоятки крана в положение промывки риска будет указывать на тот фильтр, который продолжает работать. Другой готов к промывке, остается на ниппель надеть гибкий шланг и открыть гаечным ключом прижимную гайку ниппеля на пол-оборота.
Загрязненность фильтрующих элементов контролируется по показаниям манометров давления топлива до и после фильтра тонкой очистки. При превышении разницы давлений более 1,5 кг/см2, фильтры ставятся на промывку, но это касается только миткалевых элементов, бумажные не промываются, рассчитаны на 50 тыс. км пробега, после чего производится замена. Отработанные бумажные фильтрующие элементы утилизируются.
В заключение обращу внимание читателей на наличие терминов, отмеченных снежинкой*, описание назначения которых можно будет встретить в следующих статьях, или информацию о них можно почерпнуть в наших коротких развивающих фильмах на нашем телеграм-канале https://t.me/mihailsilko24 или в набирающем в последнее время популярность «Рутубе» https://rutube.ru/channel/22129608/.
Приглашаем посмотреть более 50-ти коротких обучающих фильмов, посвященных назначению, устройству и принципу работы различных узлов и агрегатов тепловозов и электровозов. Отписаться никогда не поздно, так что заходите на наш канал))). До скорых встреч!