Как устроен и работает топливный фильтр дизельного двигателя

Дизельное топливо подвергается загрязнению с самого начала процесса его изготовления на нефтеперерабатывающем производстве. Также определенная часть примесей оказывается в солярке после транспортировки, дополнительная доля загрязнений наблюдается в топливе после заправки на АЗС. Само дизельное горючее также подвержено химическим реакциям в процессе хранения, результатом чего становится окисление, появление взвесей, помутнения и т.д.

Рекомендуем также прочитать статью об устройстве турбины дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете о конструкции и принципах работы турбонагнетателя дизельного ДВС.

Назначение фильтров для очистки дизтоплива

Дизельные фильтры имеют ограниченный срок эксплуатации на отметке от 15 до 40 тыс. км пробега. Данный период зависит от того, какое качество и степень загрязненности имеет заправляемое горючее. Снижение пропускной способности фильтра означает, что фильтрующий элемент в корпусе фильтра забился. На ранней стадии это приводит к падению тяги и рывкам при движении под нагрузкой. Если топливный фильтр дизельного двигателя загрязнен, мотор отзывается с задержкой на нажатие педали газа, может работать неустойчиво в режиме холостого хода и т.п.

Конструктивные особенности дизеля и вид используемого в нем топлива предполагают наличие повышенных требований к чистоте подаваемого из топливного бака горючего. Топливные фильтры в схеме питания дизельного двигателя являются важным элементом, так как фильтрующий элемент служит многоуровневой защитой для предельно чувствительной топливной аппаратуры дизеля.

Такая аппаратура не допускает наличия механических частиц, воды, воздуха и других примесей в горючем. Топливный насос высокого давления (ТНВД), дизельные форсунки и высокая степень сжатия в цилиндрах дизельного мотора подразумевают использование только чистой солярки, обладающей при этом достаточными смазывающими свойствами. Зазоры в устройстве плунжерных пар ТНВД крайне малы, любые механические частицы в топливе приводят к износу насоса высокого давления. Загрязнения и примеси в солярке образуют отложения, забивают дизельные форсунки и т.д.

Получается, общая надежность и ресурс дизельного двигателя напрямую зависят от состояния системы питания агрегата. Эффективная очистка солярки топливными фильтрами становится первостепенной задачей. Еще одной характерной особенностью фильтров для дизельных двигателей является максимальное предотвращение попадания воды в цилиндры двигателя.

Свойство солярки терять текучесть при отрицательных температурах и парафинизироваться представляет дополнительную угрозу для топливной аппаратуры. По этой причине топливные фильтры дизелей могут также оснащаться дополнительными нагревательными элементами для прогрева солярки, что позволяет использовать дизельный ДВС в холодный период.

Конструкция фильтра

Фильтры предназначены для удаления взвесей, отложений, фракций, воды и механических частиц, содержащихся в топливе. Местом установки выступает топливная магистраль, а сам простейший топливный фильтр представляет собой картридж, внутри которого находится специальная бумага для фильтрования солярки.

Фильтры для дизельного мотора можно разделить на:

• разборные (замене подлежит только фильтрующий элемент, заключенный в корпус);
• неразборные (фильтр является одноразовым устройством, которое заменяется на новое по мере загрязнения фильтрующего элемента);

Рекомендуем также прочитать статью о том, когда необходимо менять масло в дизельном двигателе. Из этой статьи вы узнаете об оптимальном интервале замены масла в дизельном моторе.

Фильтрация солярки на дизеле происходит пошагово:

• На начальном этапе осуществляется предварительная очистка дизтоплива в топливном баке;
• Затем солярка пропускается через фильтр грубой очистки;
• Завершающим этапом становится прохождение топлива через фильтр тонкой очистки;

Фильтр грубой очистки крепится в топливном баке, внутри имеет фильтрующий сетчатый элемент. Указанный элемент включает в себя отражатель и латунную сетку. Сетка спроектирована так, чтобы через нее не могли пройти частицы, размер которых превышает 0,1 мм. Данный фильтр грубой очистки задерживает крупные загрязнения и фракции примесей в дизтопливе. Сам фильтрующий элемент находится внутри своеобразного стакана.

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: устройство, типы и критерии качества

Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от посторонних примесей. Любое топливо содержит в себе некоторое количество пыли, воды и других примесей. Тем более что наше топливо, особенно по сравнению с теми же европейскими аналогами, является довольно грязным. Поэтому наличие хорошего топливного фильтра очень важно для долговечной работы мотора.

Ниже мы расскажем об основных видах топливных фильтров, их устройстве, критериях качества, об особенностях топливных фильтров для дизельных и бензиновых двигателей, а также, почему их важно вовремя менять. В конце статьи смотрите видео о том, как правильно выбрать топливный фильтр для автомобиля.

Устройство и принцип работы топливного фильтра

В зависимости от тонкости фильтрации, фильтрующие элементы различают на два типа:

1. Фильтр грубой очистки топлива (предварительный);
2. Фильтр тонкой очистки топлива (финишный).

На автомобилях с дизельным двигателем, помимо применяемых фильтрующих элементов, в связи с повышенным содержанием в дизтопливе воды, для её отделения и очистки топлива от механических примесей дополнительно устанавливают комбинированное модульное устройство – сепаратор, состоящий из топливного фильтра и водоотделителя. Об особенностях топливных фильтров для дизелей будет подробно написано немного ниже.

На автомобилях с бензиновым двигателем применение таких сепараторов неактуально, и функцию фильтра грубой очистки топлива может выполнять как топливозаборник, так и фильтрующий элемент погружного насоса. Как правило, это металлические или синтетические сетки.

Фильтр тонкой очистки служит для финальной очистки топлива. Он может быть как элементом насоса, так и устанавливается в топливную магистраль. Для бензиновых двигателей внутреннего сгорания топливные фильтры, как правило, изготавливают неразборными. Состоят они из корпуса (так называемого «стакана») и находящегося в нем фильтрующего элемента (смотрите на рисунке выше). Топливо в фильтр и из него подается через штуцеры: впускной и выпускной. На штуцеры производители иногда дополнительно устанавливают пластиковые трубки с быстросъемными фитингами.

Принцип работы топливного фильтра состоит в следующем:

• Проходя через фильтр грубой очистки, топливо от бака по трубке поступает через впускной штуцер в корпус фильтра.
• Далее, проходя сквозь «штору» фильтрующего бумажного элемента, оно очищается от грубых механических примесей и через выпускной штуцер подается в топливную магистраль к двигателю.

Стоит отметить, что фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки топлива изготавливается из той же бумаги, которая применяется и в масляном фильтре.

Но бывают топливные фильтры и более сложных конструкций. Например, некоторые фильтры имеют три штуцера, два из которых относятся к основной топливной магистрали, а третий – дополнительный. Он служит для сброса топлива обратно в бак, в случаях повышения давления в топливной системе. Фильтры подобной конструкции иногда встречаются на автомобилях иностранного производства.

Свойства и критерии качества топливных фильтров

Двигатели современных автомобилей отличаются высочайшей эффективностью, но чтобы получить от них полную отдачу и избежать повреждений инжекторных систем, необходимо исключительно чистое топливо. Его могут обеспечить только высококачественные фильтры очистки топлива.

Пыль, вода и различные частицы могут попасть в топливо при его производстве, транспортировке и хранении. Эти частицы приводят к износу и коррозии чувствительных инжекторных систем и клапанов, а также всех деталей двигателя, омываемых топливом. Поэтому оно должно быть максимально чистым. Этого можно добиться, только установив качественный топливный фильтр.

Все частицы грязи оседают на фильтрующем элементе, и в двигатель поступает чистое топливо. Топливный фильтр необходимо регулярно заменять, тогда очистка топлива будет оптимальной.

Топливные фильтры низкого качества отличаются целым рядом недостатков:

• Грубый фильтрующий материал пропускает мелкие частицы.
• Такие фильтры имеют низкую поглощающую способность, быстро забиваются и их приходится заменять чаще.
• Забитый фильтр препятствует прохождению топлива, так что машина может просто не завестись.
• Фильтрующий материал в некачественном фильтре может порваться, и топливо попадет в систему впрыска практически неочищенным.

При разрыве фильтрующего материала грязное топливо может повредить форсунки и вызвать серьезный износ инжекторной системы. Это приведет к нарушению процесса впрыска и снижению мощности двигателя.

Но при использовании качественных топливных фильтров такое не случится. Обеспечивая высочайший уровень очистки топлива, качественные фильтры обеспечивают оптимальную мощность двигателя и защищают системы впрыска от повреждений и коррозии.

Особенности топливных фильтров для дизельных двигателей

Вода в дизельном топливе – это давно известная проблема, и она имеет несколько причин возникновения. Свободная вода отделяется от топлива, как правило, при помощи фильтров-сепараторов.

Топливные фильтры низкого качества часто плохо задерживают воду и она просто проходит сквозь них. Затем вода вместе с топливом поступает в систему впрыска. В результате, нарушается процесс горения смеси и возникает коррозия, поскольку даже небольшое количество воды быстро приводит к повреждению чувствительной инжекторной системы.

Еще одно важное требование к фильтру для дизельного топлива – он должен сохранять работоспособность и при очень низких температурах. Холод вызывает в дизельном топливе кристаллизацию парафина, который может забить обычный фильтр.

Качественные топливные фильтры предотвращают это, возвращая в фильтр подогретое топливо. Специальный элемент, встроенный во многие фильтры, контролирует температуру топлива и обеспечивает оптимальную смесь подогретого топлива и топлива из бака.

А вот что может произойти с фильтрами без элемента, контролирующего температуру: поскольку без циркуляции топливо не нагревается, то оно становится вязким, и к тому же в нем появляются кристаллы парафина. Они попадают в фильтр и забивают его. Постепенно топливо перестает поступать в систему впрыска, в результате чего двигатель теряет мощность и глохнет.

Видео: как выбрать топливный фильтр