Назначение, разновидность и конструкция топливных фильтров

Откуда берётся грязь в горючем?

В очередной раз посещая АЗС, прочитайте «сертификаты качества», выставленные у окошка кассы.

Бензин АИ-95 «Экто плюс» считается качественным, если содержит не более 50 мг/л смолы, и после его выпаривания сухой остаток (загрязнения?) не превышает 2%.

С дизельным топливом тоже не всё гладко. В нём разрешены вода, до 200 мг/кг, общие загрязнения 24 мг/кг и осадок 25 г/м³.

Прежде, чем попасть в бак вашего автомобиля, топливо неоднократно перекачивалось, переливалось в разные емкости, транспортировалось на нефтебазу, снова перекачивалось и перевозилось. Сколько пыли, влаги и «общих загрязнений» попало в него при этих процедурах, знают только топливные фильтры.

Конструкция и виды

Топливная магистраль любого мотора начинается топливозаборником с сетчатым фильтром грубой очистки (далее ФГО), установленным у самого дна топливного бака.

Далее, в зависимости от типа двигателя — карбюраторный, впрысковый бензиновый или дизельный, на пути от бака до топливного насоса, горючее проходит ещё несколько ступеней очистки.

Топливозаборники и топливные модули с ФГО размещаются у самого дна бака.

ФГО дизельных моторов монтируются на раме или днище кузова машины. Фильтры тонкой очистки (ФТО) всех типов двигателей — в моторном отсеке.

Качество очистки

• Сетчатые топливозаборники задерживают частицы размером более 100 микрон (0,1 мм).
• Фильтры грубой очистки — размером более 50-60 мкм.
• ФТО карбюраторных двигателей — 20-30 мкм.
• ФТО инжекторных моторов — 10-15 мкм.
• ФТО дизельных двигателей, самых требовательных к чистоте топлива, могут отсеивать частицы более 2-3 мкм.

Существуют дизельные ФТО с чистотой отсева 1-1,5 мкм.

Фильтрующие шторы устройств тонкой очистки изготавливаются, в основном, из целлюлозных волокон. Такие элементы иногда называют «бумажными», они дёшевы и просты в производстве.

Неравномерная структура волокон целлюлозы — причина разброса проницаемости «бумажной» шторы. Сечение волокон больше промежутков между ними, это снижает «грязеёмкость» и повышает гидравлическое сопротивление фильтра.

Самые качественные фильтрующие шторы выпускаются из полиамидного волокнистого материала.

Фильтрующая штора укладывается в корпусе «гармошкой» («звездой»), что обеспечивает большую площадь фильтрации при малых габаритах.

Некоторые современные ФТО имеют многослойную штору переменной проницаемости, уменьшающейся по направлению потока среды. Обозначаются маркировкой «3D» на корпусе.

Распространены ФТО со спиральной укладкой фильтрующей шторы. Между витками спирали установлены разделители. Спиральные ФТО отличаются большой производительностью и качеством очистки. Основной их недостаток — высокая стоимость.

Особенности систем фильтрации для различных видов двигателей

Системы очистки топлива бензиновых двигателей

В системе питания карбюраторного мотора, после сетки в бензобаке, в магистрали дополнительно установлен фильтр-отстойник. После него горючее проходит сетку в топливном насосе, фильтр тонкой очистки (ФТО) и сетку в карбюраторе.

В бензиновых впрысковых моторах топливозаборник, фильтр грубой и средней очистки объединены с насосом в топливном модуле. Подающая магистраль заканчивается под капотом главным ФТО.

Фильтры грубой очистки

ФГО топливозаборников разборные, изготавливаются из латунной сетки на жестком каркасе.

Фильтры погружных топливных модулей формируются из двух-трёх слоёв полиамидной сетки, обеспечивая грубую и среднюю очистку топлива. Сетчатый элемент промывке или очистке не подлежит и при загрязнении заменяется новым.

ФГО-отстойники разборные. Установленный в металлическом корпусе цилиндрический фильтрующий элемент изготовлен из латунной сетки или набора перфорированных пластин, иногда из пористой керамики. В нижней части корпуса резьбовая пробка для слива осадка.

Фильтры-отстойники карбюраторных двигателей монтируются на раме или днище кузова машины.

Фильтры тонкой очистки

В легковых автомобилях фильтры этого типа устанавливаются под капотом. ФТО карбюраторного мотора — неразборный, в прозрачном пластмассовом корпусе, выдерживающем давление до 2 бар. Для подсоединения к шлангам на корпусе отлиты два патрубка. Направление потока указано стрелкой.

Степень загрязнения — и необходимость замены — легко определить по цвету видимого фильтрующего элемента.

ФТО впрыскового бензинового двигателя работает под давлением до 10 бар, имеет цилиндрический стальной или алюминиевый корпус. Крышка корпуса литая или из прочной пластмассы. Патрубки стальные, направление потока обозначено на крышке. Третий патрубок, установленный в крышке, соединяет фильтр с редукционным (переливным) клапаном, сбрасывающим излишки топлива в «обратку».

Изделие не разбирается и не ремонтируется.

Системы очистки для дизельных двигателей

Топливо, питающее дизельный двигатель, после сетки в баке, проходит через ФГО-отстойник, сепаратор-водоотделитель, ФТО, сетку насоса низкого давления и ТНВД.

В легковых автомобилях топливозаборник установлен на дне бака, ФГО, сепаратор и ФТО — под капотом. В дизельных грузовиках и тягачах все три устройства монтируются на раме в общем блоке.

Плунжерные пары подкачивающего насоса низкого давления и ТНВД, а также распылители форсунок дизельных моторов очень чувствительны к любым загрязнениям топлива и наличию в нём воды.

Попадание твёрдых абразивных частиц в прецезионные зазоры плунжерных пар вызывает их повышенный износ, вода смывает плёнку смазки и может вызвать задиры поверхностей трения.

Виды фильтров дизельного топлива

Сетка заборника топлива латунная или пластиковая, задерживает частицы грязи величиной более 100 мкм. Сетка может заменяться при вскрытии бака.

Фильтр грубой очистки дизтоплива

Все современные устройства разборные. Отсеивают загрязняющие фракции 50 и более микрон. Сменный элемент (стакан) с «бумажной» шторой или из нескольких слоёв пластиковой сетки.

Сепаратор-водоотделитель

Замедляет и успокаивает поток топлива, отделяя содержащуюся в нём воду. Частично отсеивает загрязнения размером частиц более 30 мкм (взвешенную в воде ржавчину). Конструкция разборная, позволяет извлечь лабиринтно-дисковый водоотделитель для очистки.

Фильтр тонкой очистки

Очень высокая степень фильтрации, задерживает мелкодисперсные частицы величиной от 2 до 5 мкм.

Устройство разборное, со съёмным корпусом. Съёмный стакан современных устройств имеет штору из полиамидного волокна.

Съёмные корпуса изготавливаются из стали. Иногда в качестве материала корпуса применяется прочный прозрачный пластик. Под сменным элементом (стаканом) предусмотрена камера для накопления отстоя, в которой установлена сливная пробка или клапан. Крышка корпуса легкосплавная, литая.

В «навороченных» авто предусмотрена схема контроля за состоянием фильтра. Датчик, срабатывающий при переполнении камеры, включает на приборной панели красную контрольную лампочку.

При низких температурах растворённые в дизтопливе парафиновые углеводороды загустевают и, как кисель, забивают шторы фильтрующих элементов, препятствуя потоку топлива и останавливая двигатель.

В современных дизельных автомашинах фильтрующие устройства и водоотделитель устанавливаются в моторном отсеке или в едином блоке на раме, с обогревом антифризом от системы охлаждения.

С целью предупреждения «замерзания» солярки, на топливном баке могут устанавливаться электрические термоэлементы, работающие от бортовой сети.

Как установить и ресурс фильтра

Сетки топливозаборников и ФГО-отстойник рекомендуется осматривать и промывать при любом вскрытии топливного бака. Для промывки можно использовать керосин или сольвент. После промывки детали обдуть сжатым воздухом.

Одноразовые фильтры карбюраторных агрегатов заменяются через каждые 10 тыс. км пробега.

Все прочие фильтрующие устройства или их сменные элементы меняются «по пробегу» в соответствии с инструкцией по эксплуатации автомобиля.

Долговечность устройста зависит от качества применяемого горючего.

Прозрачный корпус облегчает диагностику. Если традиционно жёлтый цвет шторы изменился на чёрный, не стоит ждать рекомендованного срока, необходимо менять съёмный элемент.

При замене любых топливных фильтров отсоединяемые трубки или шланги следует закрывать временными пробками, для предупреждения попадания воздуха в систему. По окончанию работ, магистраль прокачать ручным устройством.

При замене элемента разборного фильтра, снятый корпус изнутри следует промыть и продуть. Так же нужно поступить и с корпусом сепаратора. Вынутый из него водоотделитель промывается отдельно.

Способ укладки фильтрующей шторы, «звездой» или «спиралью», определяет качество очистки, отнюдь не срок службы устройства.

Внешние признаки забитых фильтров сходны с другими неисправностями узлов топливной системы:

• Двигатель не развивает полной мощности, лениво реагирует на резкое нажатие педали акселератора.
• Холостые обороты неустойчивые, «движок» норовит заглохнуть.
• У дизельного агрегата при больших нагрузках из выхлопной трубы валит чёрный дым.