انواع فیلتر های سوخت
فیلتر سوخت یکی از اجزای بسیار حیاتی در سیستمهای سوخت هستند که در خودروها، ماشین آلات صنعتی، و تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. عملکرد اصلی این فیلترها تصفیه سوخت از ذرات ناخالص و جداسازی آب موجود در سوخت است. فیلتر سوخت به عنوان یک مهمان ناخالصی ممکن است دارای ذرات خشک، گرد و غبار، ذرات فلزی، و مواد جامد دیگر باشد. این ذرات ناخالص، اگر وارد موتور یا سیستمهای سوخت و سوزاندن شوند، میتوانند به آسیب موتور، کاهش عمر مفید تجهیزات، و اختلال در عملکرد منجر شوند.
همچنین، مشکلات مرتبط با آب در سوخت نیز میتوانند ایجاد مشکلات جدی کنند. آب ممکن است به دلیل تراوش سوخت یا شرایط محیطی وارد سوخت شود. فیلتر های سوخت توانایی جداسازی و حذف آب از سوخت را دارا هستند.
از این رو، انتخاب و نگهداری مناسب از فیلترهای سوخت از اهمیت بسیاری برخوردار است. از یک سوی، استفاده از فیلترهای سوخت با کیفیت منجر به افزایش عمر موتور و بهبود عملکرد میشود. از سوی دیگر، تعویض منظم و به موقع فیلتر های سوخت از ورود ذرات ناخالص و آب به سیستم سوخت جلوگیری میکند و در نتیجه، عملکرد بهینه موتور حفظ میشود.
چرا استفاده از فیلتر سوخت ضروری است؟
وجود آب و ناخالصی ها در سوخت باعث نامنظم کار کردن موتور، نشر دود از اگزوز و کاهش توان موتور نیز می شوند. به همین دلیل در سیستم های سوخت رسانی از فیلتر ها یا تصفیه کننده ها برای جدا کردن آلودگی ها از سوخت استفاده می شود. اکثر فیلترهای تصفیه کننده سوخت دیزل از نوع کاغذی هستند.
قسمت تصفیه کننده فیلتر سوخت، از یک نوع کاغذ مخصوص ساخته شده است و برای افزایش سطح موثر فیلتراسیون، آن را به صورت چین دار ساخته و در داخل محفظه فلزی قرار داده اند. اندازه قطر منافذ کاغذ از ۲ تا ۱۵۰ میکرون بسته به نوع کاربری فیلتر متفاوت است. البته فیلتر ها در انواع دیگری مانند پنبه ای نمدی، یا پارچه ای نیز وجود دارند که امروز ساخت و استفاده از آن ها بسیار کم می باشد.
طرز کار فیلتر های کاغذی
در این فیلتر ها، سوخت پس از ورود به داخل و بالای محفظه فیلتر، وارد آن شده و از سوراخ و منافذ ریز روی کاغذ عبور می کند. ناخالصی های سوخت چون بزرگتر از سوراخ های کاغذ هستند روی آن گیر کرده و سوخت که دارای مولکول های ریزتری است از داخل منافذ عبور می کنند. سوخت های عبوری وارد قسمت پایین فیلتر شده و از طریق استوانه مرکزی فیلتر به سمت بالای آن و دریچه خروجی حرکت می کنند.
فیلتر های کاغذی در دو نوع یکپارچه یا یکبار مصرف و با المنت قابل تعویض ساخته می شوند. در فیلتر های با المنت قابل تعویض، جسم یا همان المنت فیلتر قابل جدا شدن بوده و در هنگام سرویس ها فقط المنت تعویض یا تمیز می شود. برخی فیلتر های کاغذی در روی یک محفظه شیشه ای قرارداده شده اند. بدنه این فیلتر شفاف بوده و سوخت داخل آن نمایان است و به راحتی می توان تمیزی و یا گرفتگی آن را مشاهده نمود. همچنین این فیلتر ها از سطح فیلتر اسیون بالایی برخوردار می باشند. فیلتر برخی موتورهای جاندیر از این نوع است (فیلتر های ساخت استاندین).
طراحی و آرایش قرار گیری فیلتر ها در مدار سوخت رسانی
فیلتر ها بسته به نوع و قدرت موتور و میزان سوخت درخواستی آن، مورداستفاده قرار می گیرند، به همین دلیل در موتورهای مختلف از فیلترهای با اندازه های مختلف استفاده می شود. اندازه یا سایز فیلتر ها براساس سطح فیلتر اسیون آنها می باشد مثلاً در موتورهای با تعداد سیلندرهای کم و قدرت پایین از یک فیلتر با اندازه کوچک استفاده می شود زیرا مقدار سوخت مصرفی و یا درخواستی موتور کم بوده و این فیلتر توانایی تصفیه این مقدار سوخت را دارد. در موتورهای بزرگتر ممکن است از یک فیلتر بزرگ و یا دو فیلتر (دو قلو) استفاده شود.
فیلتر های دوقلو سوخت از دو طریق وارد فیلتر ها شده و تصفیه می شود:
۱- به طریقه موازی: در این روش سوخت وارد شده به دو مسیر مستقیم تقسیم شده که هر کدام به یکی از فیلتر ها وارد شده و از آن خارج می شوند. سوخت تصفیه شده هر دو فیلتر در کانال خروجی به هم متصل می شوند.
۲- به طریقه سری: در این روش همه سوخت مورد نیاز موتور، ابتدا وارد فیلتر اول شده و پس از عبور و تصفیه از این فیلتر وارد فیلتر دومی می شوند. سوخت پس از عبور و تصفیه از فیلتر دومی وارد مدار تغذیه پمپ انژکتور می شوند.
در فیلتر های دو مرحله ای سری ممکن است هر دو فیلتر از یک جنس و اندازه و دارای قطر منافذ یکسان باشند، اما در برخی طرح ها فیلتر اولیه دارای اندازه بزرگتر و قطر منافذ بزرگ است (حدود ۳۰ تا ۱۵۰ میکرون). این فیلتر برای گرفتن و عاری کردن سوخت از ذرات بزرگ است.
فیلتر دومی یا ثانویه دارای اندازه کوچکتر و قطر منافذ ریزتر (حدود ۲ تا ۵ میکرون) می باشد. این فیلتر ذرات و ناخالصی های بسیار ریزی که از فیلتر اولیه عبور کرده اند را گرفته و عمل تصفیه نهایی سوخت را انجام می دهد.
در برخی از طرح های سوخت رسانی، فیلتر اولیه سوخت قبل از پمپ اولیه و در مسیر مکشی آن قرار دارد و فیلتر ثانویه بعد از پمپ اولیه قرار می گیرد.
آشنایی با ۸ نوع فیلتر سوخت و کاربردهای آنها
۱- فیلتر آب گیر
فیلتر آب گیر دارای یک پیاله یا کاسه شیشه ای در قسمت پایین خود است. از آنجایی که ذرات و مولکول های آب درشت تر و سنگین تر از مولکول های سوخت می باشند، لذا هنگام ورود به فیلتر از منافذ ریز آن عبور نکرده و وارد قسمت پایین فیلتر می شوند.
آب های وارد شده به این قسمت به دلیل سنگین تر بودن از سوخت در قسمت پایین پیاله نشست می کنند. هنگام سرویس های روزانه و هنگام کار موتور، آب در داخل پیاله شیشه ای به صورت گلوله های قهوه ای رنگ به راحتی قابل رویت بوده و با باز کردن پیچ تخلیه می توان آن ها را خارج نمود.
۲- فیلتر جمع آوری رسوبات
طرز کار و عملکرد این فیلتر نیز همانند فیلتر آب گیر است. فیلتر دارای یک کاسه رسوب عمیق می باشد. رسوبات و آب های موجود در سوخت، پس از گرفته شدن توسط فیلترها به علت سنگین بودن وارد قسمت پایین پیاله می شوند. رسوبات و آب های جمع آوری شده را می توان با بازکردن پیچ تخلیه خالی نمود.
۳- فیلتر با سنسور هشدار آب
در برخی فیلترها که فاقد پیاله شیشه ای هستند و یا بازدید پیاله آب گیر فیلتر به آسانی ممکن نیست، از یک سنسور الکتریکی هشدار دهنده وجود آب در پیاله فیلتر و سیستم سوخت رسانی استفاده می شود. سنسور یا حسگر وجود آب، از طریق جریان الکتریکی باتری کار می کند و در پایین پیاله جمع آوری آب فیلتر نصب می شود.
درصورت وجود آب در پیاله فیلتر، المنت سنسور تحریک شده از طریق جریان الکتریک لامپ یا بوق هشدار دهنده وجود آب را روشن کرده و راننده یا اپراتور را از وجود آب در پیاله فیلتر آگاه می کند. در این صورت باید آب موجود در پیاله را تخلیه نمود.
۴- فیلتر های مجهز به هشدار دهنده گرفتگی
در این فیلتر ها یک کلید الکتریکی در قسمت بالای فیلتر و ورود سوخت قرار دارد. این کلید هنگام معمول بودن فشار سوخت ورودی در این قسمت از فیلتر، تحت فشار فنر خود بسته بوده و جریان الکتریکی هشدار قطع می باشد. حال اگر منافذ فیلتر گرفته شوند، جریان عبور سوخت از آن ها به سختی صورت می گیرد.
این عمل باعث افزایش فشار (از جانب پمپ اولیه) در قسمت خروجی سوخت می شود. در اثر افزایش فشار بیش از حد معمول، سوپاپ به فشار فنر کلید الکتریکی غلبه کرده و جریان الکتریکی را برقرار می سازد. این برقراری جریان الکتریکی لامپ هشدار گرفتگی فیلتر را در پشت داشبورد راننده روشن می سازد که در این هنگام باید نسبت به تعویض فیلتر ها اقدام کرد.
۵- فیلتر های مجهز به گرمکن سوخت
در برخی موتورها پیشرفته و جدید از یک گرمکن سوخت ورودی به فیلتر استفاده شده است. این گرمکن ها توسط برق باتری (۱۲ یا ۲۴ ولت، ۱۰۰ الی ۱۵۰ وات) کار می کنند. وظیفه گرمکن ها، گرم کردن سوخت ورودی به فیلتر هنگام پایین بودن درجه حرارت آن است.
طرز کار این گرمکن ها بدین ترتیب است که وقتی درجه حرارت سوخت بیش از حد استاندارد عبور از فیلتر و مدارسوخت رسانی پایین باشد (در هوای سرد و زیر صفر و هنگامی که سوخت در آستانه یخ زدن و یا یخ زده است)، سنسور گرمکن جریان الکتریکی را به المنت گرمکن برقرار می کند.
المنت گرمکن در این هنگام داغ شده (در حد معقول) و با عبور سوخت از اطراف آن باعث بالا بردن درجه حرارت و روان شدن آن می گردد. بدین ترتیب از تشکیل کریستال های یخی و یا یخ زدن کامل سوخت جلوگیری شده و سوخت به راحتی از فیلتر و لوله های سوخت رسانی عبور می کند مقدار گرم شدن و طول کار گرمکن، بستگی به درجه حرارت سوخت و تشخیص آن از سوی سنسور دارد.
با رسیدن درجه حرارت سوخت به حالت عادی، سنسور تحریک شده و دستور قطع و پایان کار المنت را می دهد. این گرمکن ها ممکن است در قسمت بالای فیلتر یا کنار قرار گیرند.
۶- فیلتر دارای صفحه پیش صافی
در برخی فیلترها، در قسمت ورود سوخت به فیلتر اصلی و در قسمت بالای آن، یک صفحه فیلتر کننده با قطر منافذ حدود ۱۵۰ میکرون تعبیه شده است. این پیش فیلتر ذرات و ناخالصی های بزرگ سوخت را قبل از ورود آن به فیلتر اصلی جدا می کند. این فیلتر را هنگام سرویس ها ودر صورت گرفتگی می توان به راحتی از روی فیلتر باز کرده (محفظه آن به صورت پیچی روی فیلتر بسته می شود) و تمیز یا تعویض نمود.
۷- فیلتر مجهز به پمپ کمکی دستی
در برخی موتورهای جدید، از فیلتر های سوخت مجهز به پمپ مقدماتی دستی در روی آنها استفاده شده است. از این فیلتر برای هوا گیری سریع و راه انداختن جریان سوخت در فیلتر و سیستم سوخت رسانی هنگام سرویس و تعویض فیلتر استفاده می شود. یا به کار انداختن این پمپ، جریان سوخت از طرف مکشی یا ورودی فیلتر کشیده شده و به داخل فیلتر و مدارسوخت رسانی پمپ می شود که باعث خالی کردن هوا یا هواگیری سریع فیلتر سایر قسمت ها می گردد.
۸- فیلترهای دارای پمپ کمکی
این پمپ به عنوان یک پمپ مکمل و کمکی پمپ اولیه بروی فیلتر قرار می گیرد. پمپ هنگام پایین بودن فشار مدار سوخت رسانی (قبل از پمپ انژکتور و مابین پمپ اولیه و پمپ انژکتور)، به صورت الکتریکی به کار افتاده و مقدار افت جریان و فشار سوخت راجبران می کند. یکی از حالت های کم بودن فشار سوخت، هنگام استارت و ابتدای روشن شدن موتور است.
در این هنگام پمپ به کار افتاده و تا رسیدن فشار مدار به حد عادی کمبود فشار را تامین می کند. این عمل پمپ کمکی به سریع روشن شدن موتور و کاهش آلاینده های خروجی کمک می کند.
نتیجه گیری
انواع مختلف فیلترهای سوخت با امکانات و ویژگی های متنوع، هر کدام وظایف خاصی را در حفظ عملکرد بهینه و ایمنی سیستم سوخت خودرو ها دارند. از جمله انواع فیلتر های سوخت می توان به فیلتر آب گیر، فیلتر جمع آوری رسوبات، فیلتر با سنسور هشدار آب، فیلتر های مجهز به هشدار دهنده گرفتگی، فیلتر های مجهز به گرمکن سوخت، فیلترهای دارای صفحه پیش صافی، و فیلترهای مجهز به پمپ کمکی دستی و پمپ کمکی اشاره کرد.
هر یک از این انواع فیلتر ها با ویژگی ها و عملکردهای منحصر به فرد خود، به بهبود کیفیت سوخت، جلوگیری از ورود ذرات مضر و آلودگی ها، و حفظ سلامت و کارایی سیستم سوخت خودرو کمک می کنند. انتخاب نوع مناسب فیلتر سوخت بستگی به نیاز ها و شرایط خاص هر خودرو دارد، اما در هر صورت، استفاده منظم و مراقبت از فیلتر های سوخت باعث افزایش عمر مفید و عملکرد بهینه سیستم سوخت خودرو می شود.