Пятница, 19.01.2018
МИР ФИЛЬТРОВ
Меню сайта
Поиск
Топливный фильтр

Топливный фильтр служит для очистки бензина и дизельного топлива от различных загрязнений, тем самым предохраняя высокоточную топливную аппаратуру современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания от повреждений и преждевременного износа. Посторонние твёрдые механические примеси, вода и живущие в ней микроорганизмы, ржавчина со стенок баков - могут попасть в топливо на разных этапах его производства, при его транспортировке и хранении, после ремонта топливной системы автомобиля, через систему вентиляции топливного бака. Подобные загрязнения могут вызвать быстрый износ форсунок, насосов, клапанов регуляторов давления и пр. Поэтому в системе питания каждого двигателя установлены, оптимально подобранные топливные фильтры, обеспечивающие максимальные характеристики и приспособленные к определённым условиям эксплуатации. Требования, предъявляемые к чистоте топлива, очень высоки, соответствующим должен быть и фильтр. В современных двигателях требуется улавливание загрязнений размером порядка 3-5 микрон с эффективностью свыше 90%. Для этого в большинстве случаев используется многоступенчатая система очистки топлива с несколькими фильтрами. В отличие от системы маслоснабжения двигателя, в топливной системе не предусмотрено байпасного клапана, пропускающего поток топлива, когда фильтры уже полностью забиты грязью. Таким образом, выполняется главное условие - частицы загрязнений ни при каких условиях не должны попасть в топливную аппаратуру и камеру сгорания, вплоть до остановки двигателя из-за отсутствия подачи топлива, вследствие забитых фильтров. Системы очистки топлива и фильтры бензиновых и дизельных двигателей имеют некоторые различия.

1) Топливные фильтры бензинового двигателя
Топливные фильтры для бензиновых двигателей существуют двух типов: для карбюраторных и инжекторных систем.
  Карбюраторные топливные системы в современном автомобилестроении уже не используются, но в России до сих пор эксплуатируется огромный парк автомобилей прошлых поколений с карбюраторными двигателями. В таких системах питания используется простая схема очистки топлива с одним линейным неразборным топливным фильтром. Топливный насос через топливозаборник с приемной сеткой закачивает бензин из бака и подает его в карбюратор. Сетка топливозаборника выполняет роль фильтра грубой очистки, отсекая только крупные частицы. После сетки в магистрали установлен топливный фильтр тонкой очистки. Давление, развиваемое топливным насосом в карбюраторной системе невелико, и не превышает 1 бар, поэтому топливный фильтр представляет собой фильтрующий элемент в нейлоновом корпусе. Топливопроводы на хомутах крепятся к патрубкам. Направление движения топлива через фильтр указано стрелкой на корпусе фильтра, либо подводящий и отводящий патрубки отмечены отдельно. Устанавливается такой фильтр в подкапотном пространстве. Корпус фильтра чаще всего бывает выполнен из прозрачного нейлона, что позволяет визуально контролировать степень загрязнения фильтрующего элемента. Степень очистки карбюраторного топливного фильтра составляет около 20 микрон.
После этого фильтра у всех карбюраторов перед игольчатым клапаном есть последний рубеж обороны против грязи - маленькая сеточка. Часто бывает, что сеточка забивается грязью, неочищенной фильтром тонкой очистки, и ворсинками с фильтроэлемента. Это происходит если в системе установлен дешёвый некачественный фильтр - он плохо очищает топливо, а ворсинки с поверхности фильтрующего элемента постоянно "отлетают" и засоряют сеточку. Для предотвращения засорения жиклеров и каналов карбюратора следует использовать качественный фильтр тонкой очистки и регулярно менять его.

Пришедшие на смену карбюраторам, инжекторные топливные системы требуют более тщательной очистки топлива, особенно системы с непосредственным впрыском. Необходимое качество фильтрации составляет 5-7 микрон. Рабочее давление 3-5 бар. Система питания таких автомобилей имеет многоступенчатую систему очистки. В баке на топливозаборнике установлена специальная сетка, которая является фильтром грубой очистки. Сетка изготовлена из синтетических волокон с ситцевым переплетением, и имеет очень мелкие ячейки. По этой причине очистить ее сжатым воздухом или еще каким-либо способом практически не возможно. После определенного пробега (обычно около 100 тыс.км) топлизаборная сетка меняется. По конструкции и форме существует большое разнообразие сеток. Каждый производитель, в зависимости от конструкции топливозаборника, бака или топливного насоса, применяет свою сетку.
Некоторые виды сеток топливозаборника.
Полностью забитая грязью сетка топливозаборника.

Следующей ступенью очистки после сетки является фильтр тонкой очистки топлива. Он обеспечивает очистку на уровне 5-7 микрон, а также не пропускает воду.
Существует два способа размещения фильтра: внутри топливного бака и в разрыв топливопровода.
Фильтр тонкой очистки, сменный блок.
Устанавливаемый внутри бака фильтр тонкой очистки, представляет собой сменный блок топливного насоса. Конструктивно выполнен, как вставка в модуль топливного насоса. Для его замены, если не предусмотрено технологическое отверстие в днище автомобиля, требуется демонтировать топливный бак. В зависимости от условий эксплуатации замена этого фильтра производится при пробеге 40-100 тыс.км

  Фильтр, устанавливаемый в разрыв топливопровода, по устройству похож на карбюраторный фильтр:
Инжекторный Фильтр тонкой очистки.
Изменения коснулись корпуса (2) и фильтрующего элемента (1). Из-за большего рабочего давления корпус фильтра теперь металлический, либо изготавливается из специальной особопрочной пластмассы. Фильтрующий элемент для улучшения пропускной способности увеличен в размерах. В некоторых конструкциях применена спиральная укладка фильтрующего элемента, это позволяет разместить в 1,6-1,8 раз больше материала и увеличить ресурс фильтра. Внешний фильтр устанавливается в разрыв топливопровода под днищем автомобиля в районе бензобака или в подкапотном пространстве.
  Фильтры отличаются по способу подсоединения: штуцеры под хомуты, штуцеры под специальные защёлки (клипсы), резьбовое соединение. Также существуют сложные конструкции фильтров, которые включают в себя регулятор давления топлива. Такие фильтры имеют отдельный штуцер для отвода излишек топлива в бак (так называемая "обратка"). На изображении ниже такой фильтр изображен справа:
Различные виды фильтров.

В моторах, оборудованных системой непосредственного впрыска топлива, например GDI у Mitsubishi(так называемый "джедай"), используются дополнительные меры для очистки топлива. Дело в том, что используемый в этих двигателях топливный насос высокого давления (ТНВД) имеет в своём составе прецизионные детали, например: плунжеры, клапана и др. Поверхности этих деталей обработаны с чистотой не менее 14 класса и воздействие на них грязного топлива вызывает быстрый абразивный износ. В результате насос не развивает необходимое высокое давление (около 40-50кг/см2). Для дополнительной очистки на входе в ТНВД используется сеточка, наподобие сетки игольчатого клапана карбюратора. Размер сетки меньше, чем карбюраторной: около 9мм в высоту, 4мм в диаметре. Эффективность же фильтрации намного выше. Дополнительно топливо очищается на выходе обратки из рампы (топливной рейки), там установлена такая же сеточка, как и на входе в насос. Эти меры очистки дают приемлемый результат. Учитывая качество российского бензина, топливным фильтрам и сеточкам таких автомобилей следует уделять повышенное внимание.
Сеточки ТНВД (б/у) GDI Mitsubishi.
Если в инжекторной системе не обеспечить достаточную степень фильтрации, то со временем могут забиться сопла форсунок, что приведет к некачественному распылению топлива, а следственно неровной работе двигателя, повышенному расходу топлива, неуверенному запуску, и иным последствиям от эксплуатации неисправных форсунок.


2) Топливные фильтры дизельного двигателя
Конструкция современных дизельных двигателей отличается повышенной сложностью и точностью топливной аппаратуры, особенно моторы оборудованные системой подачи топлива Common Rail. В отличие от традиционных систем, давление подачи топлива в несколько раз больше и, в зависимости от системы, может достигать 2000 бар. Это позволяет добиться тончайшего распыла топлива, а следовательно, обеспечить более точное дозирование. Хорошый распыл и применение нескольких фаз впрыска (в некоторых современных системах до 9 фаз) ведёт к более полному и эффективному сгоранию топливовоздушной смеси. При этом возрастает мощность двигателя при меньших расходе топлива, уровне шума и наименьшим выбросом вредных веществ.
Компоненты топливной системы Common Rail выполнены с прецизионной точностью. Применяются управляемые электроникой форсунки с электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами. Требования, предъявляемые к качеству топлива для таких систем, очень высокие. Особенно важно обеспечить удаление влаги, так как под её воздействием происходит интенсивная эрозия распылителей форсунок и других металлических деталей топливной аппаратуры.
Система фильтрации топлива дизельных двигателей в большинстве случаев многоступенчатая. Обычно она состоит из следующих элементов: сетка топливозаборника в баке, фильтр-отстойник или сепаратор, фильтр грубой очистки и фильтр тонкой очистки. Также могут применяться комбинированные виды фильтров, например, сепаратор с фильтрущим элементом в общем неразборном корпусе и др.

Неразборные топливные фильтры
Неразборные накручиваемые топливные фильтры как правило используются в качестве фильтров тонкой очистки, а также предочистителей в системах многоступенчатой фильтрации. Часто такие фильтры снабжены сепаратором воды с отстойником в нижней части корпуса. Для слива воды предусмотрены сливной клапан или резьбовая пробка. Вместо резьбовой пробки может быть установлен датчик воды.
Фильтр прикручивается к головке, имеющей фланцевое крепление. Подача и отвод топлива, осуществляются через эту головку. Также, в зависимости от конструкции, в головке могут быть установлены ручной топливоподкачивающий насос (помпа) и нагревательный элемент для подогрева топлива в зимний период. Существуют конструкции фильтров у которых отстойник в нижней части корпуса выполнен в виде прикручиваемой прозрачной колбы, позволяющей визуально контролировать состояние фильтра и наличие воды.

Неразборный прямопоточный (in-line) фильтр в пластиковом корпусе используется в многоступенчатых системах фильтрации топлива больших двигателей в качестве предочистителя. Он устанавливается в разрыв линии топливопровода при помощи хомутов. Фильтрующий элемент такого фильтра изготавливается из сетки. Прозрачный корпус позволяет контролировать степень загрязнения фильтра.

Неразборный прямопоточный (in-line) топливный фильтр с водоотделителем - одна из распространённых конструкций, применяемых в системах питания дизельных двигателей. В отличие от резьбового фильтра, имеет патрубки на верхней крышке корпуса для установки в разрыв линии топливопровода на хомуты. В конструкции фильтра, помимо фильтрующего элемента, используется водоотделитель с отстойником. Для надёжной работы водоотделителя необходимо периодически сливать воду из отстойника, для этого в нижней части корпуса фильтра есть резьбовое отверстие, закрытое сливной пробкой. Излишек воды в фильтре может создать серьёзные проблемы с запуском и эксплуатацией двигателя, особенно в зимнее время. Удаление влаги из топлива является важным условием долгой и надежной работы современного дизеля.

В настоящее время подобные конструкции неразборных топливных фильтров находят всё меньшее применение, потому что их утилизация, так же как и в случае с масляными фильтрами "spin-on", является дорогостоящей. В современных двигателях всё большее распространение получают разборные топливные фильтры со сменными фильтрующими элементами.

Разборные топливные фильтры
Устройство сменных фильтрующих элементов разборных топливных фильтров автомобилей прошлых поколений имело общие черты с масляными фильтрами того времени: прочная надёжная конструкция, металлические днища и внутренний стержень, защитная сетка снаружи. Высокая стоимость утилизации таких элементов привела к появлению новых конструкций, не содержащих металлических частей. И днища и стержень изготавливают из современных пластмасс, устойчивых к воздействию топлива. В настоящее время всё больше легковых автомобилей и грузовиков оснащаются топливными фильтрами нового типа.
МИР ФИЛЬТРОВ © 2018