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功能说明与康明斯知识 |
柴油滤清器内部结构与位置图 |
摘要：众所周知，任何牌号的柴油本身含有一定量的杂质，如灰分、残炭和胶质等。另外，柴油在运输和储存过程中，还可能混入更多的尘土和水分，储存越久，由于氧化而生成的胶质也越多。每吨柴油的机械杂质含量可能多达100~250g，粒度约为5~50μm。平均粒度为12μm的硬质粒子，对柴油机供油系统精密偶件的危害性最大，有可能引起运动阻滞和各缸供油不均匀，并加速其磨损，以致柴油机功率下降、燃油消耗率增加。柴油中的水分还可引起零件锈蚀，胶质有可能使精密偶件卡死，因此在柴油供给系统中应设置柴油滤清器。柴油机一般为有粗、细两级滤清器，有的在油箱出口还设置沉淀杯以达到多级过滤，确保柴油机使用的燃油清洁。
一、燃油滤清器分类
康明斯发电机柴油滤清器的种类很多，粗滤器用来滤除颗粒较大的杂质，这样可减少精滤器过滤的杂质量，避免精滤器被迅速堵塞而缩短使用寿命。精滤器则应能滤去对供油系统有危害的最小粒子，这种粒子的直径约数微米。
1、纸质滤芯式滤清器
它主要由滤芯、外壳及滤清器座三部分组成。燃油由输油泵送入燃油滤清器，通过纸质滤芯，清除燃油中的杂质，进入滤油筒内腔，再通过滤清器座上的集油腔，通向喷油泵。滤清器座上设有回油接头，内装溢流阀，当燃油滤清器内燃油压力超过0.08MPa时，多余的燃油由回油接头回至燃油箱。连接低压燃油管路应按座上箭头方向，不可接错。滤芯底部的密封垫圈装在弹簧座内，弹簧将密封垫圈紧贴在螺母的底面起密封作用。滤清器座和外壳之间靠拉杆连接，并有橡胶圈密封，滤清器座上端有放气螺钉，在使用中可以松开放气螺钉清除燃油滤清器内的空气。
2、毛毡式滤清器
毛毡式滤清器主要由滤清器、滤芯和滤清器盖等组成。
滤芯装在滤清器体中，它由金属网、绸布套和毛毡过滤片组成，滤片由7片较厚，八片较薄，相互交替地装在滤网上。在滤网上端焊有压板，下端焊有底座，在底座上旋有螺帽，通过下托盘将毛毡过滤片紧压在上端的压板上。
滤清器盖上旋有进、出油管接头，以及放气管的旋塞，在旋塞上装有放气嘴。 滤清器体和滤清器盖之间用中心杆连接，其一端旋入滤清器体底部的螺塞上，另一端旋有螺帽，将两者连接。滤芯被装在螺塞上的弹簧紧压在滤清器盖上。
燃油从进油管进入滤芯与壳体之间的内腔，然后通过毛毡滤片与绸布套流入金属网的内腔并从这里沿着油管流至出油管，安装油管的目的是为了吸取清洁而无空气的燃油，而空气被汇集在滤清器的上部。放气旋塞用来从油腔内放出来滤清燃油中的空气。柴油机起动之前必须将空气排出。
3、高压缝隙式滤清器
燃油在进入柴油发电机的喷油嘴前，在很多柴油机上还装有高压缝隙式滤清器，作很后一次过滤。这种滤清器由经过研磨的钢质滤芯杆，以很小的间隙（约为0.02-0.04mm）插入套筒中，在滤芯杆上铣有8--40条油槽，一半为进油，另一半为出油，两者相互交错，燃油自一端进入，通过间隙，从另一端流出，使一些微小的杂质留在槽中达到过滤的目的。并能延长喷油嘴的使用时间，但燃油质量较好时，这种滤清器可工作400-500小时后再清洗。
二、燃油滤清器结构
燃油滤清器主要由滤芯、外壳及滤清器座三部分组成。柴油燃油滤清器装配各机型大部分均不通用，应根据不同机型选用滤清器。
1、并联双级柴油精滤器
柴油精滤器是针对柴油发动机目前普遍使用两级式过滤所设计的柴油精滤器，它与柴油的油水分离器一起组成了两级式过滤。油水分离器是用来过滤柴油中的水，柴油精滤器是柴油中的细小颗粒。
柴油精滤器做为两级式过滤中的主滤，也是对杂质过滤的最后防线，对过滤效率和使用寿命都有很高的要求。目前针对国三标准的柴油发电机组，要求3－5微米的颗粒过滤效率高达98.6%，5－10微米以上的颗粒过滤效率99.8%，10微米以上颗粒的过滤效率按99.9%来要求。在保证高的过滤效率的同时，还要满足较小的流动阻力，以保证发动机的可靠运行以及充沛的动力；
为了能让发动机喝到清洁的好柴油，避免发动机使用中共轨零部件的非正常磨损，只有对柴油再进行精细过滤，才能有效的保护高压泵，电控喷油器以及共轨油嘴，减少不必要的高额维修成本。
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图1 并联双级柴油滤清器（旋装式） |
图2 粗滤精滤集成式燃油滤清器（可拆式） |
2、离心式油水分离器
由于中国柴油品质比较差，柴油内含有大量的水分、杂质、悬浮颗粒物等，会对发动 机的柴油系统造成极大的损害，普通的初滤器已经达不到很好的滤清效果，因此康明斯公司强烈推荐用户使用专业为柴油品质恶劣地区设计的离心式油水分离器。 油水分离器不仅能过滤杂质，还能有效分离水分，极大的减少了 喷油器及喷油泵的磨损并延长精滤的使用时间。 离心式油水分离器的另一大特点是具有自清洁功能，即打开放水阀将玻 璃集水杯内的水及杂质沉淀放出时，柴油反向冲刷滤纸芯，使附着在纸滤芯上的杂质被反 向冲洗下来，从而延长了滤芯的使用时间，因此应经常进行日常放水保养。
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图3 离心式油水分离器结构图 |
图4 燃油滤清器总成（含支座） |
三、工作原理
在柴油发电机中一般都安装两个滤清器。其中粗滤器的作用是分离柴油中的大颗粒杂质和水，它安装在输送泵之前；精滤器（也叫细滤器）的作用是分离柴油中的小颗粒杂质，它安装在喷油泵之前。这两个滤清器一并工作分离处理柴油中的大小颗粒物和水，保证柴油的清洁度。
1、工作原理（分级过滤与除水）
燃油滤清器主要采用物理过滤的方式去除柴油中的杂质和水分（原理如图5所示），通常分为两级：
（1）燃油粗滤器：位于输油泵之前，用于过滤直径较大的杂质（0.06～0.07mm以上），并具备初步的油水分离功能。
（2）燃油细滤器：位于输油泵与喷油泵之间，用于滤除非常细微的杂质，保证进入喷油泵的燃油高度清洁。
特别提示：柴油中的水对燃油系统危害极大。现代柴油滤清器大多集成油水分离功能，利用水的密度比油大的原理使水沉淀在底部，通过放水阀定期排出。
2、位置所在
燃油滤清器的安装位置遵循燃油的流动路径，从油箱到发动机，通常串联在油路中，如图6所示。
（1）燃油粗滤器：安装在燃油输油泵之前，位于油箱与发动机之间的管路上。
（2）燃油细滤器：安装在输油泵和喷油泵之间。在发电机组上，它通常是一个或多个圆柱形金属罐体，直接安装在柴油发动机的机体侧面，非常显眼。
（3）高压缝隙式滤清器：部分机型在喷油器（喷油嘴）之前还会安装一道精密滤清器，作为最后一道过滤保障。
识别技巧：顺着柴油管路从油箱向发动机方向查找，您看到的第一个较大的滤清装置通常是粗滤器，而在发动机机体上、靠近高压油泵的那个则是细滤器。
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图5 柴油滤清器工作流程图 |
图6 柴油机燃油滤清器位置图 |
四、燃油滤清器的维护与拆装
柴油发电机组的燃油滤清器拆装与清洗，关键在于操作规范和避免二次污染。下面是具体的步骤和注意事项。
1、燃油滤清器的拆卸
（1）准备工作：关闭发电机组，等待发动机冷却。在滤清器下方放置容器，防止燃油泄漏污染环境。
（2）拆卸旧滤芯（如图7所示）：
① 可换滤芯式：使用专用滤清器扳手逆时针拧下滤罐，取出并丢弃旧滤芯。
② 带放水阀式：若底部有放水阀或放油螺塞，先打开将积水和沉淀物排入容器。
注意：拆卸过程中不要让杂质进入燃油管路接口。
2、滤清器清洗
（1）清洗周期与方式：
纸质滤芯通常是一次性使用、不建议清洗，对于部分金属网式滤芯，可按以下步骤清洗：
① 将滤芯浸泡在清洁的柴油或煤油中。
② 用软毛刷轻轻刷掉表面污物，切勿使用硬刷或金属刷以防损坏滤网，如图8所示。
③ 清洗后用干净柴油冲洗干净。
④ 有条件的，用压缩空气从滤芯内腔向外吹，彻底清除杂质。
（2）清洗壳体：用干净抹布和柴油彻底清洁滤清器壳体内壁及各油孔。
3、燃油滤清器安装
（1）预注燃油：向新滤芯或清洁后的滤清器壳体内加注干净的柴油，这能大大缩短启动前排空气的时间。
（2）润滑密封圈：在新密封圈（O型圈）表面涂抹一层薄薄的柴油或机油，起润滑和密封作用。
（3）正确安装：将滤芯装入壳体，安装密封圈和外壳。用手将滤清器旋紧，直至密封垫接触底座。之后按规定角度拧紧：可换式滤罐通常为1/2至3/4圈，整体式滤清器底座螺栓为3/4至1圈。严禁使用扳手过度拧紧，否则可能导致壳体变形或开裂漏油。
4、系统排空气
更换滤清器后，燃油管路内会进入空气，必须排空才能启动。
（1）找到放气螺钉：松开柴油滤清器或喷油泵上的放气螺钉。
（2）泵油排气：按压手动输油泵，直到放气孔处流出的燃油连续、无气泡。
（3）锁紧放气螺钉：拧紧放气螺钉，并擦干溢出的燃油。
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图7 柴油滤清器拆装 |
图8 柴油滤芯清洗 |
总结：
燃油滤清器对柴油发电机组起着至关重要的保护作用，其核心功能可以概括为净化燃油、保护喷油系统、保障可靠运行。没有燃油滤清器，或者滤清器失效，柴油发电机组的心脏——燃油系统就很容易被“砂子”（杂质）和“毒药”（水分）毁坏，它是保障发电机组可靠启动、稳定运行、长寿命服役的第一道重要防线。如果由于燃油系统故障导致的非计划停机，对数据中心、医院、工厂等关键场所造成的损失更是难以估量。因此，定期更换滤清器是预防性维护中最经济、最有效的手段之一。
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