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.

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/м 3 .

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.