В продажу поступили новые модели ТФС (ТФС2020/1205,ТФС2020/2405,ТФС2020/1210,ТФС2020/2410)

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТФС – 2020

ООО «АТЛАНТ-ГРУПП» представляет вашему вниманию Фильтры-сепараторы ТФС-2020 - это комбинированный фильтр грубой и тонкой очистки топлива транспортных средств с дизельными двигателями, оборудованы сменным фильтрующим элементом тонкой очистки, центробежным сепаратором, автоматическим нагревателем топлива, датчиком воды. Фильтры предназначены для работы в любых климатических условиях с любой степенью загрязненности топлива. Поставляются в комплекте пригодной для самостоятельной установки.

УСТРОЙСТВО ТФС – 2020А 

Изделия разработаны компанией «Комплекс», предназначенные для эксплуатации на дизельном транспорте. Разработка выполнена на  базе патентов №№ 47372, 4008, 4033 с учётом требований ГОСТ  3940-84,  ГОСТ 14146-88, ГОСТ 305-82 и другой нормативной документации.В конструкции можно выделить несколько знаковых узлов, которые  обеспечивают функциональные возможности фильтра:

Название деталей и узлов
Переходной контакт (М4) подключения электрической цепи датчика воды;Переходной контакт (М5) подключения электрической цепи питания нагревателя; Пробка – краник слива;Входной штуцер (ᴓ10);Основание;Успокоители топлива;Сенсорная игла датчика воды;Сепаратор – нагреватель;Выходной штуцер;Крышка;Кожух;Фильтрующий элемент;

- основание , на котором установлено штуцер , центральная ось, краник, переходные клеммы подключения нагревателя и датчика воды, а также резьбовое отверстие подключения массы;

- узел сепарации и подогрева топлива . Его конструктивное устройство  интересно тем, что в сравнительно не большом габаритном размере удалось реализовать столь значимые функциональные возможности. На Рис. Он представлен в виде цилиндрической шайбы, в нижней плоскости которой проложен горизонтальный спиралеобразный канал протока топлива с переменной угловой скоростью вращения. В верхней плоскости – установлены два нагревательных элемента изготовленных на основе барий-титановой керамики с рабочей температурой +120⁰С, которая поддерживается автоматически регулируя рабочую мощность в зависимости от температуры топлива. Кроме этого на нижней плоскости закреплено электронную плату датчика воды с сенсорной иглой и успокоители топлива;

- фильтрующий элемент тонкой очистки , который должен задерживать прочие примеси, которые по своей массе легче или сравнимы с массой топлива. Этот узел периодически меняется в зависимости от степени загрязнения;

- кожух (поз. 11) в виде цельной цилиндрической трубы;

- крышка (поз. 10), в которую установлен выходной штуцер и пробка, через которую можно заливать топливо и выполнять функцию разгерметизации. В центре крышки имеется отверстие, через которое с помощью болта М10 выполняется сборка узлов в единое целое.

Рабочее положение фильтра вертикальное, основание внизу.

Это почти всё, что касается конструктивных особенностей, за исключением мелочёвки в виде  резиновых уплотнительных колец и прокладок, обеспечивающих герметичность фильтра в целом.

Следует заметить - практически все расходные комплектующие заимствованы и доступны в свободной продаже, что облегчает эксплуатацию изделия в целом.

Очистка топлива. В отличие от обычных фильтров, и в равной степени, в так называемых фильтрах – сепараторах, где топливо сразу при входе попадает в зону фильтрующего элемента – в нашем фильтре это исключено, что соответственно повышает качество очистки.

На Рис. Стрелками показано протекание топлива внутри фильтра. По направлению и конфигурации стрелок видно, что движение топлива не простое – замысловатое, комбинированное, где наряду с прямолинейным имеется участок вращательного движения с последующим торможением. Что бы понять смысл задуманного, рассмотрим более подробно движение топлива внутри фильтра.

Топливо через входной штуцер по каналу центральной оси поступает в центробежный сепаратор, где происходит его раскрутка. В процессе которой, за счёт центробежных сил, происходит отделение более тяжёлых примесей и воды, перемещение их   к внешней стороне канала, где они, продолжая движение, объединяются в более крупные частицы. С выхода канала топливо попадает в зону успокоителя, где происходит жёсткое подавление его вращательного движения и отделение тяжёлых примесей и воды специальной ловушкой.  Отделённые  тяжёлые примеси и вода накапливаются в отстойнике, а топливо с лёгкими примесями становится в очередь, что бы подняться вверх в зону фильтрующего элемента. Работает принцип – первый зашёл, первый вышел.

Очистка «загрязнителей» топлива, масса которых сравнима или меньше массы топлива, возможна только фильтрующим элементом. В этом случае качество очистки полностью зависит от тонкости отсева материала, из которого сделан фильтрующий элемент. Тонкость отсева в 30 – 40 мкн. не даёт основания надеяться на качественную очистку. Такие фильтры относятся к классу грубой очистки и могут использоваться в качестве дополнительного оборудования.   Далее, через фильтрующий элемент, топливо поступает в выходной штуцер крышки. Изделия относятся к классу дополнительного оборудования, улучшают технические и эксплуатационные характеристики дизельного транспорта, обеспечивают их эксплуатацию при любых климатических условия независимо от качества топлива.

Фото 1

На ( Фото 1)  показаны базовые модели для грузового транспорта (ТФС-2020/10) и легкового -(ТФС-2020/5).

- изделия серии ПН-8 (Фото 2)предназначены для обеспечения забора дизельного топлива в баках транспортных средств, при отрицательных температурах;

Фото 2 - системы управления (СУ - 5М, СУ - 6М) обеспечивающие работу изделий серии ТФС-2020 и серии ПН-8.

Ниже мы приводим структурные диаграммы состава поставляемых изделий, такое представление, на наш взгляд, будет более наглядное. Чтобы последующая информация была понятна всем, расшифруем сокращённое обозначение 

Рис. 1  Структурная диаграмма состава изделия АС ТФС – 2020.

Сразу хотим обратить ваше внимание – все фильтры ТФС-2020 поставляются в комплекте с системой управления. Предупреждая возможные вопросы, сообщаем, что система управления (СУ – 5М) это не комплект, состоящий из кнопки, лампочки, реле и куска провода, а законченное изделие, имеющее оригинальные  функциональные возможности.

Рис. 2  Структурная диаграмма модельного ряда изделий АС ТФС – 2020.

Из диаграммы видно, что модельный ряд состоит из четырёх изделий, с разными габаритными и технико-эксплуатационными характеристиками, полностью удовлетворяя потребности легкового и грузового транспорта.

Для регионов с суровыми климатическими условиями мы предлагаем изделия, укомплектованные дополнительным подогревателем топлива в баке, что дало возможность понизить температуру эксплуатации до минус  40?С. Такие изделия получили приставку «Арктика».

Рис. 3  Структура изделия АС ТФС-2020 «Арктика».

Как видно из рис. 3 в комплект поставки входит система управления (СУ – 6М), которая отличается от (СУ – 5М) тем, что имеет два автономных канала для обеспечения работы двух нагревательных устройств. Следует отметить, что серия ПН-8 имеет несколько моделей нагревателей.

Рис. 4     Структурная диаграмма изделий серии «Арктика».

Изделия серии «Арктика» поставляются только после согласования модели нагревателя в бак. Это связано с тем, что конструктивное исполнение заборных устройств топлива с бака существенно отличаются в зависимости от модели транспортного средства.

Такие фильтры могут быть изготовлены как для легкового, так и для грузового транспорта.

Рис. 5  Структурная диаграмма модельного ряда  изделий серии ФС-2020.

Подводя итог просмотра обзорных диаграмм, можно сказать, что  модельный ряд состоит из 10 выпускаемых изделий, 8 из которых оборудованы автоматическими подогревателями топлива.

Нельзя не отметить ещё один, и по нашему мнению, существенный момент в разработке фильтра. Это заимствование расходных комплектующих (уплотнительные резиновые кольца, прокладки и ФЭ) с других изделий, тем самим обеспечив эксплуатацию фильтров-сепараторов АС ТФС-2020 независимо от нашего сопровождения.

Фильтры-сепараторы ТФС-2020 - это комбинированный фильтр грубой и тонкой очистки топлива транспортных средств с дизельными двигателями, оборудованы сменным фильтрующим элементом тонкой очистки, центробежным сепаратором, автоматическим нагревателем топлива, датчиком воды. Фильтры предназначены для работы в любых климатических условиях с любой степенью загрязненности топлива. Поставляются в комплекте пригодной для самостоятельной установки.

Применение фильтров

Зачем нужна сепарация и подогрев топлива?

Срок службы топливной аппаратуры зависит, прежде всего, от качества дизельного топлива и в немалой степени от его чистоты.

Что касается основных загрязнителей топливной системы дизельных автомобилей, они хорошо известны – это органические и неорганические вещества, а также вода. Какое бы чистое топливо не заливали в бак, там обязательно будет некоторое количество грязи и воды. В некачественном топливе могут присутствовать также асфальтены – тяжелые углеводороды, оставляющие на фильтре черные отложения. Из-за этого топливный фильтр может забиться довольно быстро. Однако для этого его и установили, чтобы отлавливать в топливе все постороннее примеси, при этом фильтрующий элемент вырабатывает свой ресурс тем быстрее, чем больше грязи в топливе.

Вода в дизельном топливе никогда не считалась безвредной, она вызывает коррозию топливной системы и образование ржавчины. Зимой вода имеет свойство замерзать с образованием кристаллов льда, которые находятся в топливе во взвешенном состоянии, проходят через топливный фильтр, попадая в топливный насос работают как абразив.

Воду, которая находится в дизтопливе, можно разделить на два вида – свободную и эмульгированную.

Свободная вода, как правило, всегда присутствует в топливном баке. Обычно она попадает туда двумя путями: с топливом во время заправки и в виде конденсата, образующегося при перепаде температур. При росте перепада температур снаружи и внутри топливного бака влага из находящегося там воздуха конденсируется, при этом образующиеся мелкие ее капли частично стекают на дно, а частично, перемешиваясь с соляркой, образуют так называемую эмульгированную воду, которая может находиться в топливе достаточно длительное время.

Считается, что капли размером более 260 мкм сразу опускаются на дно, капли размером 180…260 мкм оседают через достаточно непродолжительный промежуток времени, а капли диаметром 5…180 мкм, собственно, и представляют собой эмульгированную воду, которая может находиться в топливе во взвешенном состоянии очень долго. Таким образом, в любом топливном баке рано или поздно появится вода.

Однако не все знают, что при высоком давлении впрыска вода, находящаяся в топливе, вызывает кавитационные процессы, приводящие к активной эрозии металла. Следствием этого является ускоренный износ калиброванных распылителей форсунок, а это в свою очередь приводит к росту расхода топлива и соответственно ухудшению экономических и экологических характеристик двигателя.

Подробнее о преимуществах использования

наших фильтров-сепараторов

Особенно негативно наличие воды в топливе стало проявляться при переходе  на более высокие экологические стандарты.

Чем более совершенна топливная аппаратура, тем больше ущерб, причиняемый водой. Зависимость прямо пропорциональная, ведь для лучшего распыления топлива на современных автомобилях пришлось повысить точность и давление впрыска, а износ сопел распылителей, вызываемый находящейся в топливе водой, находится в квадратичной зависимости от давления впрыска. Так, если давление топлива в районе плунжерной пары в двигателях стандарта Euro 2 в среднем составляло 1200 атм, то в двигателях стандарта Euro 3 оно возросло до 1500 атм, а стандарта Euro 4 – уже до 1800…2000 атм.

Поэтому при использовании топлива с одинаковым содержанием воды форсунки на двигателе Euro 3 прослужат в полтора раза меньше, чем на двигателе Euro 2, а на двигателе Euro 4 почти втрое меньше. Особенно  тяжело бороться с водой в топливных системах оборудованных подкачивающими насосами винтового типа, которые преобразуют свободную воду в эмульгированную. В частности это относится и к топливным системам с технологией Common Rail.

Виды сепарации:

•  инерционная сепарация, это отделение частиц большего веса за счет воздействия гравитационных сил земного притяжения. Используется при длительном отстое топлива;
•  центробежная сепарация, за счет сил - возникающих при вращательном движении;
•  тепловая сепарация, это тепловое расслоение за счет разной теплоемкости топлива и воды.

Наиболее подходит для очистки топлива – центробежная сепарация
Она позволяет отделить более мелкие примеси, чем при инерционной сепарации.

Эффективность применения центробежной сепарации зависит от скорости протока топлива и от его вязкости. Чем выше вязкость, тем больше должна быть центробежная сила, которая, в свою очередь, зависит от линейной скорости движения топлива и радиуса вращения.
Увеличение линейной скорости и уменьшение радиуса вращения увеличивает центробежные силы - возникающие в сепараторе.

Подогрев топлива

Зачем нужен подогрев топлива? В основном для обеспечения эксплуатации дизельного транспорта в зимний период и улучшения фильтрующих свойств топлива.

С подогревом топлива:

• повышаются низкотемпературные свойства;
• уменьшается вязкость и плотность;
• происходит экономия топлива. 

В качестве нагревательных устройств, для подогрева дизельного топлива, в основном используются теновые нагреватели, где в качестве нагревательного элемента применяется нихромовая нить накала.
Другой вид нагревателей – это позисторные, где в качестве нагревателных элементов используется позисторная керамика.

 Однако большого распространения они не получили из-за сложности изготовления позисторной керамики. 

Каким должен быть нагреватель?>

Вопрос не праздный, если учесть, что относительная теплопроводность дизельного топлива равна 0.2 и соизмерима с теплопроводностью бумаги или дерева.  

Для подогрева дизельного топлива нагреватель должен иметь достаточную тепловую мощность, большую нагревательную поверхность и устанавливаться в нижней части емкости фильтра.

Как показал опыт эксплуатации (начиная с 2003 г.) схема очистки топлива в нашем фильтре-сепараторе подтвердила свою эффективность. В отстойнике фильтра можно обнаружить не только грязь и воду, но и киселеобразную массу тяжелых фракций топлива. В свою очередь, используемая система подогрева значительно облегчает эксплуатацию дизельного двигателя при отрицательных температурах окружающей среды и повышает эффективность сепарации.