Устройство, виды и назначение топливных фильтров

Несмотря на постоянное повышение стандартов качества, в дизельном топливе или бензине практически всегда присутствуют механические примеси и загрязнения (частицы коррозийных образований, грязь), наличие которых негативно отражается на работе двигателя автомобиля. Для их устранения, а также для защиты системы от попадания воды (конденсата) в камеру сгорания используются топливные фильтры. Отсутствие последних провоцирует преждевременный износ топливного насоса, а также форсунок системы впрыска.

Конструкция и виды

В общей конструкции автомобиля топливный фильтр может располагаться:

• в топливном баке;
• под днищем автомобиля;
• в подкапотном пространстве.

Конструкция топливных фильтров грубой и тонкой очистки

Современные системы очистки топлива имеют от 2 до 4 ступеней. Сначала топливо проходит фильтр грубой очистки топлива, который удаляет крупные фракции, видимые невооруженным глазом. Далее оно попадает в фильтр тонкой очистки топлива, где удаляются микрочастицы, представляющие наибольшую опасность из-за своих абразивных свойств.

Конструкция топливных фильтров следующая:

• Сетчатые элементы.
• Герметичный и термостойкий корпус. Он может быть прозрачным, что позволяет понять, когда менять топливный фильтр. Корпус может изготавливаться из стали или полимеров, что определяется уровнем давления в системе.
• Входной и выходной штуцеры. В некоторых конструкциях может быть предусмотрен дополнительный штуцер (редукционный клапан) для сброса топлива в случае повышенного давления в системе.

По количеству раз использования топливные фильтры делятся на следующие типы:

• Разборные (многоразовые) – фильтрующие элементы изготавливаются из латуни или керамики. Такие конструкции при загрязнении просто промываются.
• Неразборные (одноразовые) – фильтрующие элементы изготавливаются из ткани или крепированной бумаги. Этот тип применяется для тонкой очистки.

Особенности системы фильтрации для различных видов двигателей

Фильтры могут иметь целый ряд отличий в зависимости от используемого топлива. Так для бензиновых двигателей требуется отфильтровывать частицы размером не более 10-15 мкм. Для очистки дизельного топлива важно не только улавливание мелких частиц, но и защита от попадания воды.

Системы очистки для бензиновых двигателей

Фильтры грубой очистки бензиновых двигателей как правило разборные и представляют собой корпус с сеткой внутри, которая может иметь ячейки различного диаметра. Они устанавливаются в следующих местах:

• на горловине – самые крупные ячейки;
• в корпусе погружного топливного насоса (топливозаборника) – ячейки среднего размера.

Принцип работы топливного фильтра грубой очистки состоит в следующем:

1. Топливо из бака проходит через сетку.
2. Сетка улавливает крупные частицы, пропуская на выход только очищенный бензин.

Фильтры тонкой очистки в инжекторной системе устанавливаются в топливном баке или рядом с ним. Фильтрующий элемент располагается в корпусе и может быть уложен «звездой» или «спиралью». Спиральная укладка позволяет увеличить срок эксплуатации и обеспечивает более высокую степень очистки. Отличие от работы системы грубой очистки заключается в том, что используемые шторки удерживают более мелкие частицы.

Системы очистки для дизельных двигателей

Система фильтрации дизельного топлива, как правило, состоит из нескольких этапов:

1. Начальная очистка непосредственно в баке. Выполняется установкой сетки на выходе.
2. Отстойник (сепаратор).
3. Фильтры грубой очистки дизельного топлива.
4. Тонкая очистка.

Фильтр-отстойник

Топливный фильтр-отстойник позволяет отделить воду. Конструктивно такие системы имеют специальный клапан в нижней части корпуса, предназначенный для сброса воды. Они работают по следующему принципу:

1. Топливо подается в корпус через распределитель.
2. Дизтопливо стекает вниз в успокоитель для осаживания воды (она тяжелее) в топливном фильтре и крупных фракции примесей.
3. Топливо подается вверх, проходя через сетку, в которой также происходит очистка.
4. Топливо отводится и подается дальше в систему.

Для улучшения работы в устройство топливного фильтра дизельного двигателя может быть установлен специальный датчик воды.

Особенностью дизтоплива также является чувствительность к температурным перепадам. При пониженной температуре происходит кристаллизация парафина, который забивает всю систему. Для устранения этого явления топливный фильтр для дизельного двигателя может иметь в своей конструкции подогреватель. Он может быть установлен на топливной системе. Помимо этого подогреватель может быть заменен использованием в качестве фильтрующего элемента токопроводящей бумаги.

Чтобы определить, где находится фильтр тонкой очистки в дизельной системе, необходимо найти топливный насос и установить местоположение по выходящему от него трубопроводу. Конструктивно он не отличается от бензиновых фильтров тонкой очистки.

Когда поменять и как установить

Периодичность замены топливного фильтра указана в инструкции производителя. Этот параметр может колебаться от 10 000 км до 70 000 км пробега. Если использована укладка «звездой», фильтр заменяют не реже, чем каждые 24 000 км пробега. При «спиральной» укладке – от 40 000 км.

Установка топливного фильтра по стрелке

Существует также несколько признаков того, что фильтр забился:

• затрудняется подъем на возвышенность;
• наблюдаются спады мощности двигателя;
• увеличивается расход топлива;
• работа мотора становится неровной;
• двигатель глохнет.

Если топливный фильтр предполагает многоразовое использование, его разбирают и промывают керосином или средством для чистки заслонок карбюраторов. Предварительно его можно также продуть сжатым воздухом. Одноразовые же модели просто меняют на новые. Устанавливается фильтр по стрелке на корпусе, которая показывает направление движения топлива в системе. Оно должно идти от топливного насоса к моторному отсеку (двигателю). Если стрелка отсутствует, выход можно определить по завальцовке.

Топливные фильтры. Назначение и устройство

Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от твердых частиц. Они также предохраняют топливо от компо­нентов, вызывающих износ агрегатов си­стемы впрыска, поэтому должны быть достаточно емкими, чтобы собирать большое количество отсеиваемых частиц и обеспечивать длительные интервалы между техническими обслуживаниями. Если фильтр забивается, подача топлива снижается, и мощность двигателя падает.

Прецизионные детали системы впрыска очень чувствительны к мельчайшему загрязнению топлива. К их защите от износа предъявляются высокие требова­ния, чтобы обеспечить надежность работы, минимальный расход топлива и пред­писанный уровень эмиссии ОГ.

При особо высоких требованиях к защите от износа и/или при увеличенном интервале обслуживания системы подачи топлива снабжаются фильтрами грубой и тонкой очистки.

Фильтр грубой очистки топлива предназначается, главным образом, для фильтрации крупных частиц и чаще всего представляет собой сетку с шагом в 300 мкм.

Фильтр тонкой очистки топлива расположен на топливной магистрали перед топливоподкачивающим насосом или ТНВД. Фильтрация происходит за счет протекания топлива через сменные фильтрующие элементы 3, вы­полненные из прессованных материалов или многослойных синтетических мик­роволокон. Возможны также конструк­ции, состоящие из двух фильтров, соеди­ненных либо параллельно для увеличе­ния емкости, либо последовательно, что позволяет проводить ступенчатую очистку топлива или соединять в единый агре­гат фильтры грубой и тонкой очистки. Все больше используются конструкции фильтров, в которых меняется только фильтрующий элемент.

Рис. Фильтр тонкой очистки топлива:
1 – подвод топлива; 2 – отвод очищенного топлива; 3 – фильтрующий элемент; 4 – сливная пробка; 5 – крышка; 6 – корпус; 7 – распорная трубка; 8 – водосборник

Топливо может содержать влагу в виде ка­пель воды или в виде эмульсии воды с то­пливом (например, конденсат, возникаю­щий при перепадах температуры в топ­ливном баке). Естественно, вода не долж­на попадать в систему впрыска топлива.

Из-за различного поверхностного натяжения воды и топлива на фильтрующих элементах образуются капельки воды. Они накапливаются в водосборни­ке 8. Для удаления свободной влаги может применяться отдельный влагоотделитель-сепаратор, в котором капли воды отделяются от топлива под действи­ем центробежной силы. Контролируют наличие воды специальные датчики.

Для предотвращения закупоривание пор фильтрующих элементов кристаллами парафина, образующимися в топливе при зимней эксплуатации, в топливных фильтрах применяется предварительный подогрев топлива. В большинст­ве случаев предварительный подогрев то­плива осуществляется с помощью элект­ронагревательных элементов, охлаждаю­щей жидкости или топлива, поступаю­щего из системы обратного слива.

Фильтры для дизелей: топливные, воздушные, масляные

Любые двигатели внутреннего сгорания комплектуются фильтрами для очистки рабочих сред (воздух, масло, топливо) от посторонних примесей, способных нарушить работу силового агрегата. К дизельным фильтрам предъявляются более высокие требования, чем к бензиновым, особенно это касается топливных очистителей. Причина — очень высокая чувствительность дизелей к качеству горючего материала.

Топливные фильтры дизельного двигателя

Загрязнение дизтоплива неизбежно происходит еще на производстве, даже при точном соблюдении технологий изготовления. В дальнейшем грязь и вода попадают в ДТ при его хранении и транспортировке, а также при заправке автомобиля. Кроме того, при длительном нахождении горючего в резервуаре, происходит окисление, появляются помутнения и образуется осадок. Без качественной фильтрации использовать такое топливо нельзя, иначе двигатель быстро засорится и выйдет из строя.

Виды топливных фильтров для дизелей

Система очистки ДТ включает следующие фильтры:

• грубой очистки (ФГО);
• тонкой очистки (ФТО);
• сепаратор для отделения воды (отстойник).

На многих автомобилях функцию сепаратора и ФГО выполняет одно устройство.

Фильтр грубой очистки

Внутри корпуса детали расположена сеточка-отражатель. В качестве уплотнения используется паронитовая прокладка, обеспечивающая хорошую герметичность. На дне корпусной части имеется клапан, через который нужно периодически удалять скопившуюся грязь.

Дизельный топливный фильтр грубой очистки задерживает имеющиеся в горючем крупные примеси (30–60 мкм), не пропуская их в систему питания. Некоторые модификации ФГО дополнены клапаном редукции впуска, контролирующим уровень давления в механизме топливоподачи.

Фильтр тонкой очистки

ФТО предназначен для окончательной очистки горючего и задержки мелких частиц. Обычно его встраивают в магистраль подачи горючего, значительно реже — в насос.

Деталь состоит из корпуса-стакана с фильтроэлементом из фильтровальной бумаги внутри. Диаметр отверстий в материале не должен превышать 10 мкм — это максимально допустимый размер частиц, которые способны пройти через форсунку и насос. Более крупные включения приведут к засорению механизма.

В составе элемента имеются два штуцера: впускной и выпускной. По первому горючее попадает внутрь очистителя, через второй — очищенный материал выходит наружу и по топливопроводу направляется в нагнетатель и форсунку.

На некоторых зарубежных автомобилях устанавливаются трёхштуцерные ФТО. Третий штуцер предназначен для сброса жидкости обратно в бак. Это бывает, когда рабочее давление в механизме питания превышает максимально допустимое значение. Автомобили российского производства такими фильтрами не комплектуются.

Очиститель является неразборным, обслуживанию и ремонту не подлежит. Его замена производится в соответствии со сроками, установленными руководством по эксплуатации автомобиля.

Срок службы топливных фильтров для дизелей

В сравнении с бензиновыми очистителями, ресурс которых при использовании качественного горючего может достигать 90 тыс. км пробега, фильтры горючего для дизельных силовых агрегатов приходят в негодность гораздо быстрее. Интервал их замены, в зависимости от марки элемента и модели автомобиля, составляет обычно 15–30 тыс. км. Если для заправки приходится использовать ДТ низкого качества, эксплуатационный ресурс еще меньше.

Определить, что очиститель топлива на дизельном силовом агрегате не справляется со своей функцией, можно по ряду признаков:

• снижение тяги ДВС;
• ухудшение приемистости;
• увеличенный расход горючего;
• появление рывков при движении;
• плавающие обороты при работе мотора на холостом ходу;
• замедленная реакция двигателя на нажатие педали газа.

Все эти симптомы с большой вероятностью свидетельствуют о засоре ТФ и указывают на необходимость проверки его состояния.

Воздушный фильтр дизельного двигателя

Состоит из корпуса, внутри которого расположен фильтрующий элемент. Очиститель может иметь кольцевую или цилиндрическую форму. В первом случае крышка корпусной части закручена сверху винтами, во втором — с двух сторон установлены резиновые уплотнения в форме колец.

Воздух во время работы силового агрегата поступает через приемный патрубок внутрь корпуса. При прохождении потока через фильтроэлемент происходит отделение посторонних примесей, после чего очищенный воздух направляется во впускной коллектор мотора.

Если воздушный фильтр дизеля сильно забит, он перестает справляться со своей функцией, и двигатель засоряется, что со временем приводит к серьезным неисправностям. Поэтому фильтрующий элемент необходимо периодически доставать из корпуса и осматривать его поверхность.

Возможность обслуживания зависит от модели. Если фильтроэлемент можно очищать, а его ресурс еще не выработан, запчасть извлекают из корпуса и продувают сжатым воздухом. Корпусную часть промывают горячей водой или дизтопливом и тщательно просушивают. После этого элемент ставят обратно и закрывают деталь крышкой.

Если обслуживание не предусмотрено, загрязненный фильтр нужно заменить. Сроки замены указаны в технической документации автомобиля. При работе в условиях сильной запыленности их следует сократить в 1,5–2 раза.

Масляный фильтр дизельного двигателя

Предназначен для отделения содержащихся в масле загрязнений, таких как пыль, металлическая стружка, продукты коксования. Масляные фильтры различаются по конструкции и объему проходящего масла.

Конструктивно масляный фильтр дизеля может быть разборным и неразборным. Основное отличие первых — возможность обслуживания при засорении. Вторые приходится менять, даже если ресурс еще не выработан. Существуют также модульные очистители, которые можно разбирать частично, но они имеют высокую стоимость.

По объему проходящей смазки маслофильтры бывают полно- и частичнопоточными. Полнопоточный включается последовательно в магистраль и пропускает через себя весь объем циркулирующей смазки, быстро очищая ее. Минус таких деталей — они засоряются быстрее частичнопоточных. Последние подключаются параллельно и очищают одновременно лишь часть потока. Основное преимущество частичнопоточных деталей — высокое качество очистки и длительный срок службы. Их недостатком является довольно низкая скорость фильтрации.

Масляный фильтр меняется одновременно с моторной смазкой, сроки замены указаны в руководстве по эксплуатации автомобиля.