Brennstoff-filtrering

Vanlige dieselfilter - Fleetguard FF Brennstoff-filtrering Vanlige brennstoffilter skal fjerne alle faste forurensninger som kan skade eller forårsake slitasje på dieselinsprøytnings pumper, injektorer og dyser. Fleetguard FF filter produseres etter de strengeste kvalitetskrav. Tester som en av Europas største lastebilprodusenter har gjort viser at Fleetguard FF filter er markedets mest effektive. Hvert enkelt element er produsert etter individuelle krav ettersom hvilken motor den skal brukes på. Eksempelvis varierer også filtermediaet ettersom hvilken applikasjon det er: kreppet filtermedia for CAV erstatninger, brettet papir for originale Cummins filter, filtermateriale for Mercedes lastebiler og rustfri duk til bruk som forfilter på Liebherr maskiner. Vannseparerende dieselfilter - Fleetguard FS Superfilter kalles Fleetguard FS serien, og dette er ikke uten grunn. FS filtrene leveres med Fibercote #3 eller Stratapore filtermedia, disse mediaene består av glassfiber og papir. Da filtermedia er impregnert med vannavstøtende kjemikalier fjerner filteret også emulgert vann. Mange nye motorer er utstyrt med dieselfilter med avtapping og en tror derfor at disse filtrene fjerner vann. Sannheten er at de kun fjerner noen få prosent av vannet. Med Superfilter fjerner du nærmere 100% av fritt og emulgert vann. Superfilter leveres i varianter for å erstatte det vanlige dieselfilteret uten noen form for påbygning eller ombygning. Hva er et 10 mikrons dieselfilter? Det er mange filterprodusenter og de bruker forskjellige metoder for å måle filterfinhet. Dette gjør det nærmest umulig for en kunde å sammenligne filterfinhet fra en produsent til en annen produsent. Kun bruk av normerte tester gir grunnlag for riktig sammenligning. Nye målemetoder og standarder har også gitt endrede finheter opp igjennom årene uten at selve filtermediaet har forandret seg. Eks. 1: Samme filtermedia med angitt filterfinhet opp de siste 30 år: 1970: 5 mikron nominell 1980: 18 mikron absolutt 1990: 27 mikron absolutt Eks. 2: To filtermedia som skal være like fra 2 filterprodusenter i 1995: Produsent Oppgitt finhet Effektivitet ved 10 mikron (ISO J1985) A 10 mikron 73% B 27 mikron absolutt 95% 85

Fleetguard LF smøreoljefilter Oljefiltrering LF filter er enten fullstrøms (full-flow) smøreoljeoljefilter konstruert etter motorprodusentenes krav eller sidestrøms (by-pass) smøreoljefilter. Filterfinhet har i mange år ligget på 37-60 mikron absolutt (fullstrømsfilter). Nye papirfilter som f. eks. LF 670 for Cummins motorer har brutt denne barrieren og har nå en finhet på 27 mikron absolutt. For enda bedre filtrering se omtale av Venturi og FG 2000 serien. Viktige kriterier for gode oljefilter er: Fine nok til å fjerne slitasjepartikler som skader motoren. At elementet ikke har intern lekkasje. At elementet tåler fullt oljetrykk uten å kollapse. Har så stor urenhetskapasitet at filteret ikke tetter seg, selv om motoren ikke er i helt bra stand (sikkerhetsmargin). Urenhetsnivået i oljen får ikke overstige motorprodusentens krav. Det fuskes med hvilket filter som passer til en motor! Vi ser ofte at mange filterprodusenter velger filter som har omtrent samme spesifikasjon som motorprodusenten. Viktige detaljer som under harde driftsforhold kan gi store utslag i motorens levetid. Hvorfor oljefilter går tette før tiden, 90% av tilfellene skyldes: Additiv pakken er oppbrukt, årsaken er slitt motor eller for lange oljeskiftintervall. Diesel sot på grunn av dårlig innsprøytning Vann eller frostvæske i oljen, årsaken er intern lekkasje eller mye kjøring med kald motor For høy driftstemperatur slik at oljen oksideres for fort. En ikke så vanlig årsak, er forurensning på grunn av uvanlig høy motorslitasje eller ved havari på viktige motorkomponenter. VENTURI COMBO CONCEPT 86

Fleetguard FG2000 smøreoljefilter med syntetiske filtermedia for dieselmotorer. FG 2000 kan doble motorlevetiden. Godt vedlikehold, bruk av gode oljefilter, smøreolje og luftfilter av høy kvalitet, gir dieselmotorer en lang levetid. Dagens krav betinger et godt vedlikehold for å kunne drive økonomisk. Ved å ta i bruk nye filter som Fleetguard FG 2000 og nye oljeanalysemetoder for smøreolje kan en doble levetiden på dieselmotorer. Forsøk foretatt hos motor-produsenten Cummins viser at stempelringslitasje påvirkes mer av partikkel-forurensningen i oljen enn av oljekvaliteten.*fg 2000 erstatter det vanlige oljefilteret uten noen ombygning. FG 2000 har identiske dimensjoner, samme overstrømnings-ventil og gjenger som det filter det erstatter. Det gjør det enkelt og gå over til FG 2000 uten ekstra ombyggnings-kostnader. I listen på side 5 finner De filtrene som er tilgjengelig i dag. Mange små partikler i oljen gir motorslitasje. Nyere forskning viser at partikler i størrelsen mellom 5 og 20 mikron gir mest slitasje i motoren. (1 mikron = 1/1000 mm.) Grafen viser slitasje på motor-komponenter på en 14 liters lastebilmotor. Slitasje er angitt i milligram / time. Originalfilter med papirmedia fjerner ikke partiklene. For å få minimal motorslitasje må en fjerne mest mulig av disse små partiklene. Vanlige motoroljefilter har en finhet på 60 mikron absolutt, det vil si at filteret fjerner 98% av partikler på 60 mikron, men kun 10% av 10 mikrons partiklene. Til de større dieselmotorene er ofte filterfinheten rundt 40 mikron absolutt. Disse fjerner heller ikke mer enn 20% av 10 mikrons partiklene. Fleetguard FG 2000 filter har et filtermateriale av glassfiber eller Meltblown materiale. Disse filtrene fjerner 98,65 % av alle partikler på 20 mikron og hele 80% av alle 10 mikrons partikler. Dette betyr at oljen forblir mye renere og holder høyere kvalitet enn ved bruk av vanlige filter. Kontrolleres partikkelmengden i oljen begrenses slitasjen. Vanlig forurensningsmengde i motorolje er ca. 2 mill partikler > 5/1000 mm. pr. 100 ml. olje. FG 2000 fjerner 3/4 av disse forurensningene (d.v.s. forurensningsmengden går ned med 2 ISO klasser), en slik nedgang i partikkelmengden dobler levetiden på motoren ifølge amerikanske kilder. Forsøk med Perkins og Deutz dieselmotorer i norske aluminiumsverk underbygger de amerikanske resultatene og viser at en kan oppnå motorlevetider som tidligere ikke har vært økonomisk mulig. Venturi og FG 2000 har mange forbedrede egenskaper. Urenhetskapasitet. Høy effektivitet helt til siste time. En viktig egenskap ved FG2000 er at filtereffektiviteten holder seg konstant (98,65% effektivitet ved 20 mikron). Papirfilter har ikke samme motstandskraft mot høye temperaturer og trykkbelastninger, dette gjør at filtreringsevnen svekkes gradvis. Et tilsmusset papirfilter har 40% lavere effektivitet ved utskiftning enn når elementet var nytt. Trykkfall over filteret.trykkfall ved kaldstart er 40% lavere ved bruk av FG 2000. Dette betyr at mengden ufiltrert olje som sirkulerer i motoren ved kaldstart er minimal. Holdbarhet mot trykkpulseringer. Gode filtermedia for dieselmotorer tåler 250.000 trykkpulseringer (0-18 bar), FG 2000 elementene tåler 400.000 trykkpulseringer før filtreringen svekkes. 87

Luftfiltrering Testing av luftfilter Effektivitet Luftfilterkvaliteten testes etter SAE J726c. Ved å tilføre luftfilterelementet en bestemt mengde AC GROVT TEST STØV (ACCTD) eller ISO MEDIUM, pr. m3 luft. Dette gjøres til luftfilteret er tett. Etter filteret er det et absolutt filter, dette veies før og etter testen og en kan da regne ut effektiviteten. Levetid Gir en direkte sammenligning mellom forskjellige elementer med samme effektivitet når det gjelder økonomi. Begynnelses effektivitet i % (effektivitet med 20 gram støv).alle luftfilter har en litt lavere effektivitet de første 1-3 driftstimer, før det danner seg en støvpute på filtermedia som gir maksimal effektivtet. Det er viktig at denne start-effektiviteten er så høy som mulig. Ved å skifte element / blåse elementer for ofte vil en få mange slike perioder og det vil påvirke motorens levetid i negativ retning. Det foregår en kontinuerlig utvikling av luftfilterelementer hos våre leverandører og ønskes det opplysninger om luftfiltereffektivitet vil vi mer enn gjerne sende opplysninger om dette på aktuelle filter. Beskytt motoren med korrekt luftfilter - Sjekk luftforbruk i tabellen for den motor som er aktuell - med eller uten turbo - for å være sikker på at du velger stort nok luftfilterhus. I alt smusset som kommer inn luftfilteret, vil du finne en del silikat. Hvis disse silikatene kommer inn i motoren, vil de krystallisere seg å omdanne mineralene til diamantlignende substanser. Partiklene vil slite ut stempelringer, sylindervegger, stempler og lagre i motoren. Urenheter som kommer inn i luftinnsuget på motoren vil resultere i : - Tidlig motorslitasje (slitasje på stempelringer og sylinderoverflaten og dermed bidra til å senke tetnings- mulighetene til stempelringene) - Økt oljeforbruk (på grunn av slitte ringer og sylindervegger som gjør at smøreoljen slipper forbi og inn i forbrenningskamrene) - Luftfiltrene hindrer urenheter og fremmede partikler i å komme inn i motoren og er derfor en viktig komponent for å oppnå lang motorlevetid og høy ytelse. 88

Måling av luftfiltermotstand Trenger du en enkel metode for å fastslå når du skal gjøre service på ditt luftfilter og oppnå lang motorlevetid? Her er litt informasjon som kan hjelpe deg: Motstand i et luftfiltersystem er viktig. Denne måles i millimeter vannsøyle og gir utrykk for det vakuum som oppstår inne i innsugsmanifolden. En motor uten inn- sugssystem har ingen motstand. Når en har påmontert manifold, innsugslanger og luftfilter med forsyklon har en påført systemet komponenter med luftmotstand. Påbygning av slike komponenter fordrer derfor at disse beregnes nøye med hensyn til både motstand og støv- kapasitet. Type av komponenter som brukes gir forskjellig resultat og det er viktig å oppnå en så lav motstand som mulig. Etter påbygning bør systemet måles for å kontrollere at motstanden ikke er blitt høyere enn det motorprodusenten tillater. Måling av luftfilter motstand - Opprinnelig ble dette målt med et vannmanometer, det vil si en glassøyle fylt med vann og avmerket i millimeter. I dag er det vanlig å bruke manometer eller filterindikatorer med gradert skala. Tidligere typer indikatorer med bare et rødt felt som viste når luftfilteret var tett var ofte unøyaktige og er på vei ut. Riktig vedlikehold av luftfilteret er viktig - Det er en generell regel som sier at luftfilteret kun skal vedlikeholdes når indikatoren viser at luftfilteret har oppnådd den maksimale motstand som er oppgitt av motorprodusenten. Normalt er motstanden målt ved: - Høy tomgang, ingen last på vanlige dieselmotorer. - Maksimum turtall og full last på turbodrevne dieselmotorer og bensinmotorer. Unngå for ofte vedlikehold - Motstanden vil bygge seg opp etterhvert som filter-elementet blir møkkete. Dette vil fortsette inntil elementet selv fungerer som et filter. Dette er grunnen til at man skal stole på filterindikatorer og ikke på visuell kontroll av filteret. For hyppig skifte av filterelement eller det å ta ut elementet en gang pr. dag eller uke vil resultere i at motoren blir langt raskere utslitt enn nødvendig. 89

Dieselmotorer Beregning av luftfforbruk Hvis en ikke har fått oppgitt luftforbruk fra motorleverandøren kan dette beregnes ved hjelp av følgende formel: Motorens luftfforbruk (Q) = VH x N x VE x F KF x 1000 Q VH VE N KF F Motorens luftforbruk i m3/min. Motorens slagvolum i liter Motorens volumetriske effektivitet Generell Deutz - vanlig dieselmotor 0,85 0,9 - dieselmotor med blåse 1,4 - dieselmotor med turbo 1,6 1,4 - dieselmotor med turbo intercooler >2 Motorens turtall Korreksjonsfaktor for 2 og 4 takt. - 2 takt = 1-4 takt = 2 Pulseringsfaktor - 1 syl. = 3,0-2 = 2,0-3 = 1,4-4 = 1,2-5 = 1,0 For gunstig montering bør ikke total motstand i innsuget være over 150 mmvs, dette vil gunstige betingelser for motor og luftfilter. Blir det ved V-motor montert filter på hver motorside, så blir pulseringsfaktor tilsv. antall sylindre for hver side å legge til grunn for beregningen. Luftfilterprodusentene fraskriver seg ofte garantien hvis motoren er påmontert ekshaustbremser. I slike tilfeller skal hver enkelt installasjon godkjennes av fabrikanten. Hvis en er usikker på om dimensjonering er riktig, sett inn et nytt sett elementer, kjør maskinen under full belastning og mål samtidig motstand over luftfilteret. Er det under 200 mmvs er alt OK, da kan det også monteres roterende forsykloner hvis ønskelig. Er motstanden f.eks. 400 mmvs vil elementene ha kort levetid og det er ikke rom for å montere forsykloner, da også disse vil gi økt motstand. Motorbeskyttelse For at motoren ikke skal slites ned på kort tid er en avhengig av at luftfilteret har en høy effektivitet. Selv små mengde støv kan gi store slitasjeskader. Applikasjon: Støvkonsentrasjon (mg/m3) Lokomotiv 0,7 Lastebil 1,4 Dumper 2,0 Landbrukstraktor 7,0 Steinknuser 28,0 Dozer 35,0 Maskiner i smelteverk 35,0 Ved å multiplisere konsentrasjonen med luftforbruket og antall driftstimer pr. år, ser en hvor mye støv som kommer inn i luftfilteret på et år. Eksempel: Dozer med 14 liters motor og 1800 driftstimer pr. år. 35,3 mg/m3 * 60 min * 1800 timer * 23,5m3/min = 89 kg/år Tester viser at en 14 liters dieselmotor er utslitt etter å ha fått 227 gram støv inn i motoren. En effektivitet på nær 100% er helt nødvendig for å oppnå en god levetid. For eksemplet ovenfor vil en lekkasje på 5% i et gummibend bety en reduksjon av motorlevetid med 60-70%. 90

Luftkompressorer Stempelkompressorer Ved beregning av luftbehov for en stempelkompressor må det tas spesielt hensyn til de store pulseringene i luftinnsuget. I en ensylindret kompressor, vil luftstrømmen gå fra 0 til maksimum verdi kun etter 90 grader rotasjon av veivakselen. Ved ytterligere 90 grader dreining er den nede i 0 igjen. Som vi skjønner drar kompressoren luft kun i 50% av takten. På denne basis kan vi si at gjennomsnittlig luftstrøm i induksjonsperioden er det dobbelte av kompressorens nominelle kapasitet. Hvis en i tillegg tar hensyn til stemplets hastighetsforskjell under induksjonslaget, viser det seg at luftstrømmen er tre ganger kompressorens nominelle kapasitet. Et luftfilter som derfor er dimensjonert på basis av nominell kapasitet kan bli utsatt for luftstrømninger som er tre ganger større enn beregnet, eller bli utsatt for trykkpulser på 9 ganger gjennomsnittlig verdi. Dette må unngås for å hindre at luftfilterelementet ikke blir ødelagt under drift. For å oppnå en korrekt beregning av luftfilterstørrelsen på en kompressor, må derfor beregning skje på basis av antall sylindre. Luftfilterstørrelsen beregnes på basis av korreksjonsfaktoren K i tabellen nedenfor. Justert luftstrøm = Q x K Beregningsformel : Q Luftkompressorens nominelle kapasitet (m3/min.) K Korreksjonsfaktor - 1 syl. pr. Luftfilter 1,8-2 1,5 ( V type kompressorer) - 3 1,3 ( Ln-linje kompressorer) - Flere sylindre 1,0 Lavt trykk kun på induksjonssylinderen. Hvis den er dobbeltvirkende, multipliser antall sylindere med 2. Skruekompressorer Beregning av luftfilterstørrelse er lik maksimal nominell kapasitet. 91

92 652 21 Karlstad Telefon: +46 (0)54-690900 Fax: +46 (0)54-690909 1550 Hølen, Norge Telefon: +47 6498 2000 Faks: +47 6498 2002 www.lekang.com 2690 Karlslunde Telefon: +45 5613 1072 Fax: +45 5613 1073 18/11/2005