Принцип работы сепаратора для дизельного топлива

Сепаратор для дизельного топлива позволяет снизить содержание всех наиболее распространенных загрязнителей до безопасной допустимой концентрации. Улучшение эксплуатационных характеристик и продление межремонтного периода работы дизеля, сбережение рабочего ресурса аккумулятора и экономия на депрессорных присадках – это лишь малый перечень основных преимуществ сепараторов для дизельного топлива.

В зависимости от производителя, а также условий транспортировки и хранения дизтопливо может содержать в себе достаточно большое количество примесей, отрицательно влияющих на работу и общее техническое состояние двигателя. Это может быть, как обычная вода, так и всевозможный мусор органического и минерального происхождения.

Сепаратор эффективно удаляет избыточное содержание влаги и механических примесей в дизельном топливе, какая бы ни была причина их появления в нем. На наличие влаги в дизтопливе может повлиять неправильное его хранение, резкие перепады температуры, в результате чего выпадает конденсат или вовсе нарушение технологии перегонки нефтепродуктов на НПЗ.

Назначение, особенности и принцип работы

Сепаратор для дизельного топлива имеет несколько названий, которые четко отображают его функциональное назначение, – топливный фильтр-сепаратор, фильтр-водоотделитель и др. Отделение вредоносной для двигателя влаги и твердых нерастворимых примесей – основная задача этого небольшого, но важного узла.

Нередко сепаратор дополнительно оснащают фильтром тонкой очистки, который дает возможность очистить дизельное топливо даже от микрочастиц. Однако такие устройства стоят достаточно дорого.

Принцип работы сепаратора для дизельного топлива достаточно прост. Весь процесс сепарации состоит из трех основных этапов:

1. Циклон – закручивание в цилиндрической емкости дизтоплива создает центробежную силу, которая действует на жидкости разной плотности и твердые частицы по-разному. Благодаря этому более тяжелые фракции оседают на стенках колбы и стекают на дно.
2. Очистка лопастями – мелкие механические частицы задерживаются на поверхности вращающихся лопастей сепаратора при резкой смене направления своего вращения. При достижении критической массы отфильтрованного мусора, он скатывается в отстойник.
3. Гофрированный картридж – этот фильтр позволяет очистить дизтопливо от наименьших механических примесей.

Такое устройство сепаратора для дизельного топлива является базовым. Подобные сепарирующие топливные фильтры устанавливаются практически на всех видах автомобильной техники, оснащенной дизелем, – от легковых автомобилей, до мощных грузовиков и спецтехники.

Виды сепараторов для дизельного топлива

Все автомобильные сепарирующие фильтры для дизтоплива разделяются на два основных вида: с подогревом и без таковой функции. Главное конструктивное отличие в устройстве этих двух типов сепараторов лишь в наличие или отсутствие электронагревательного элемента, доводящего дизельное топливо до кондиционной температуры в зимнее время года.

Подогрев дизтоплива при отрицательных температурах окружающей среды способствует не только более качественному сгоранию воздушно-топливной смеси в цилиндре с наивысшим КПД, но и более качественной сепарации.

В условиях сильных морозов плотность углеводородов увеличивается, что уменьшает кинетические характеристики дизельного топлива при прохождении его через «циклон» и лопасти сепаратора. Кроме того, при снижении температуры дизтоплива во время зимней эксплуатации автомобиля возможно образование парафиновых сгустков, забивающих всю топливную систему и нарушающих работу дизеля.

Устройство подогреваемого сепаратора включает в себя специальные теплообменные стержни, с помощью которых регулируется подача тепла и исключается перегрев или недостаточный нагрев дизельного топлива. Управление мощностью и включением подогрева может быть, как в ручном, так и в автоматическом режимах.

Критерии выбора

При покупке сепаратора для дизельного топлива большинство специалистов авторемонтного дела и рядовых автовладельцев рекомендуют обратить внимания на следующие параметры:

• расход двигателем дизтоплива;
• климатические условия эксплуатации машины;
• мощность и напряжение электронагревателя (если таковой необходим);
• требуемая степень фильтрации и качество топлива, используемого для заправки;
• тип автомобиля (легковой, грузовой или спецтехника);
• наличие подкачивающего топливного насоса.

В условиях умеренного климата использование подогреваемого сепаратора для дизельного топлива нецелесообразно. Наличие той или иной дополнительной опции, а также более высокая степень очистки удорожает изделие, поэтому крайне важно рационально оценить перечисленные выше параметры и выбрать оптимальный для конкретного случая вариант без лишних переплат.

Подогреваемый сепаратор для дизельного топлива и установка своими руками

Затрудненный запуск двигателя, перебои в работе и падение мощности в зимнее время – все эти факторы уже давно известны владельцам дизелей не только северных регионов России, но и ее центральных областей. В большинстве случаев причиной является качество и сезонность горючего.

Эффективным выходом из сложившейся ситуации принято считать организацию обогрева топливной системы. В этом плане хорошо себя показали фильтры-сепараторы с нагревательными элементами. Тем более что установить сепаратор для дизельного топлива своими руками опытному автомобилисту вполне по плечу.

Источники проблемы затрудненного запуска дизеля зимой

Несмотря на то, что в России перешли на европейскую систему классификации, среди потребителей тяжелое топливо делится по советским стандартам на следующие марки:

1. Летнее – для применения при температурах окружающего воздуха не ниже 0°С.
2. Зимнее – используется при температурах не ниже -20°С.
3. Арктическое – применяется при температурах до -50°С.

Ситуация с энергонагруженным топливом на наших заправках постепенно приходит в норму. Однако же на некоторых заправочных станциях все еще могут реализовать вместо зимней солярки летнюю. Объясняется это просто – дизтопливо для зимы дороже, потому как при перегонке нефти используются более сложные технологические процессы. Консистенция после перегонки состоит из углеводородов:

Именно концентрация последнего компонента определяет границу начала кристаллизации, которая для летнего горючего стартует уже при 0°С. С понижением температуры горючее мутнеет, что свидетельствует о переходе парафинов в твердое состояние с последующим выпадением в осадок. Но этот этап еще не представляет опасности, пока не начнется процесс агломерации, когда молекулы парафина соединяются в крупные сгустки.

Способы решения

Как только агломераты будут соразмерны микропорам фильтровального элемента тонкой очистки, фильтр окажется заблокирован, после чего подача горючего станет невозможна. Рациональным выходом из подобной ситуации будет установка дополнительного оборудования. Это, конечно, ведет к финансовым затратам, но сепаратор для дизельного топлива с подогревом и цена ремонта силового агрегата – это несоизмеримые вещи.

Есть еще методика использования депрессорных присадок, которые не позволяют кристаллам парафина образовывать крупные агломераты. Но модернизация топливной системы при помощи фильтра-сепаратора выглядит экономичнее:

• увеличение моторесурса двигателя;
• экономия на покупке присадок;
• сбережение энергоресурса АКБ.

Фильтр-сепаратор с нагревательной системой позволяет не только оставлять авто на открытой стоянке зимой, но и избавляет от проблем холодного пуска. Для коммерческих машин это еще и своевременная доставка груза, а стало быть – отсутствие материальных потерь.

Задачи фильтра-сепаратора и принцип его действия

Некоторые автомобилисты путают устройство для механической сепарации с фильтрующим отстойникам или фильтром грубой очистки. Механическая очистка позволяет выделить в тяжелом топливе посторонние примеси и не допустить их попадания в топливную систему автомобиля. Еще один важный факт: установка сепаратора для фильтрации дизельного топлива вполне возможна и своими руками, без затрат на работу специалистов.

Основные функции прибора для сепарации заключаются в следующем:

1. Дефектация посторонних частиц.
2. Выделение воды из эмульсии.

Аппарат способен удалить из дизтоплива до 99% воды и до 95% механических примесей, даже при условии, что концентрация этих компонентов довольно высока. Подогрев дополнительно предотвращает кристаллизацию воды и парафинизацию солярки при низких температурах. Процесс очистки горючего происходит по схеме:

• Центробежная очистка эмульсии при помощи депрессюризатора или неподвижной центрифуги, в зависимости от модели. На этом этапе вода и твердые частицы оседают в колбе отстойника.
• Промежуточный процесс коалесцирования при изменении направления потока.Его суть заключается в отделении более мелкой фракции, чем на первой стадии очистки.
• Окончательная фильтрация горючего от микрочастиц через гофрированный картридж с последующей подачей к топливному насосу.

Наличие подогревающего элемента способствует качественной очистке – парафины не кристаллизуются, а растворяются в эмульсии. Благодаря этому компоненты топливной системы могут функционировать в комфортных условиях, что продлевает срок их службы.

Что нужно учесть при выборе фильтра-сепаратора?

Чтобы обеспечить оптимальную работу водоотделителя, нужно учитывать технические параметры отдельно взятого мотора. В первую очередь обращают внимание на следующие факторы:

• Средний расход горючего у автомобиля.
• Напряжение питания и мощность нагревательного элемента.
• Наличие контроля включения обогрева и датчика воды.
• Наличие дополнительного насоса подкачки топлива.
• Тонкость фильтрации (5-30 микрон).
• Габариты изделия.

Наличие дополнительных опций, безусловно, влияет на цену сепаратора для дизельного топлива с локальным подогревом, но они и облегчают облуживание узла. В магазине недобросовестные или некомпетентные продавцы могут «впарить» дорогой аппарат, мотивируя это высоким качеством очистки. При этом абсолютно не рассматривается тот фактор, что модель приспособлена под расход горючего у грузовика, но никак у легкового авто. А ведь при большом рабочем сечении и малом расходе не будет центробежного эффекта, то есть, фильтр-сепаратор превратится в обычный отстойник.

Еще один важный момент – размер пор фильтрующего элемента. Некоторые производители рекомендуют для летнего периода использовать компоненты с тонкостью фильтрации 2 микрона, а для зимы – 10. Казалось бы, чем меньше поры, тем лучше очищается топливо, но они и быстрее загрязняются, увеличивая тем самым гидравлическое сопротивление системы. В любом случае перед покупкой следует самостоятельно досконально изучить рекомендации производителя, таблицы соответствия фильтрующих устройств определенным двигателям.

Какие сепараторы для дизельного топлива с подогревом можно найти в России и цена некоторых моделей

За последние десятилетие ассортимент моделей для активной очистки тяжелого топлива значительно расширился. Сегодня на рынке присутствуют изделия известных производителей:

• Baldwin Filters (США);
• Stanadine (США);
• Griffin Group (Сингапур);
• Cummins Filtration (США);
• Willibrord Lösing Produktion GmbH (Германия);
• Parker-Racor (США);
• Mann+Hummel (Германия).

Стоит отметить тенденцию, которую взял на вооружение отечественный автопром – более широкое внедрение аппаратов сепараторной очистки горючего со встроенным обогревом. Например, фильтры Separ 2000 и Mann-Filter нашли свое место в топливной системе автомобилей КАМАЗ нового семейства. Автомобилисты с опытом могут без проблем установить сепаратор для фильтрации дизельного топлива своими руками, тем самым создав благоприятные условия для работы силовой установки. Рассмотрим несколько популярных моделей, которые доказали свою эффективность в процессе эксплуатации на легковых авто, внедорожниках и микроавтобусах.

Dahl 65

Продукция от компании Baldwin Filters занимает лидирующие позиции по числу использования на технике с дизельным агрегатом. Прибор активно устанавливается на автомобили, где:

• ограниченное подкапотное пространство;
• низкорасходный экономичный двигатель.

Принцип работы этого фильтра-сепаратора практически не зависит от интенсивности расхода горючего. Разделение фракций происходит на поверхности конуса – депрессюризатора. Степень очистки можно регулировать методом подбора сменного фильтра – 2, 10, 30 и 60 микрон.

Питание нагревательного элемента производится от бортовой сети 12 или 24 Вольт. Управление процессом подогрева осуществляется специальным реле:

• включение элемента происходит при температуре топлива ниже +5°C;
• отключение прибора происходит при температуре +10°C.

Пропускная способность устройства для очистки горючего Dahl 65 составляет 76 л/ час, поэтому производитель рекомендует комплектовать им автомобили мощностью до 120 л.с. Средняя стоимость модели – 21 000 рублей.

Separ -2000/5/50H

Немецкий концерн Willibrord Lösing Produktion GmbH уже давно известен среди профессиональных водителей своими аппаратами для сепарации под маркой Separ -2000. Модель 2000/5/50H предназначена для топливной системы моторов мощностью до 250 л.с. и имеет пропускную способность 5л в минуту. Индекс H указывает на наличие обогрева.

Базовая цена сепаратора для очистки дизельного топлива с подогревом находится в пределах 28 500 – 30 000 рублей. Помимо изделия, в комплекте:

• фильтрующий элемент на 30 микрон;
• сигнальная лампа;
• предохранители;
• провода;
• реле.

Патентованный режим разделения фракций реализован за счет центробежного эффекта, который зависит от интенсивности потока топлива. Полностью избавиться от этой зависимости невозможно хотя бы по той причине, что расход горючего меняется в зависимости от режимов работы двигателя.

Возможен режим предстартового обогрева горючего в течение 3-5 минут после включения зажигания. Из-за крупных габаритов этот фильтр-сепаратор редко используется в легковых автомобилях.

PreLine 150

Один из самых компактных сепараторов от немецкого производителя Mann+Hummel, предназначен для моторов с мощностью до 250 кВт. Поток топлива для сепарации не превышает 2,5 литра в минуту. Несмотря на небольшие размеры образец по функционалу не отстает от более мощных собратьев под индексами 270 и 420:

• насос подкачки для выпуска воздуха при замене фильтрующего элемента;
• камера для отстоя воды и грязи;
• сливная пробка;
• возможность подключения датчика индикатора воды.

Нагревательный элемент DH32 работает от штатного напряжения 9-32 В и обеспечивает мощность 190 Вт. Автоматика включает систему обогрева при -4°C и отключает при +20°C. Стоимость PreLine 150 в российских автомагазинах находится в пределах 13-15 тысяч рублей.

При желании можно заменить стоковый элемент в пластмассовом корпусе на термопару 350 Вт большей площади в алюминиевой оболочке. Такие изделия под маркой ПС-100 и ПС-200 делает белорусский завод Номакон.

Как установить своими руками сепаратор для фильтрации дизельного топлива?

Устройство для фильтрации дизтоплива монтируется на подающей магистрали между баком и топливным насосом. При этом производители рекомендуют удалить штатный фильтр грубой очистки, если это не нарушает гарантийных условий.

Устанавливать своими руками сепаратор для фильтрации дизельного топлива желательно на одном уровне с топливной помпой. Также предпочтительнее, когда впускное отверстие фильтра будет находиться на уровне с верхней линией бака. Однако не всегда удается выполнять эти требования, поэтому возможны варианты, в которых фильтр-сепаратор находится выше или ниже топливного бака. В каждом из данных случаев необходима установка запорного крана в линию между баком и устройством для сепарации.

Схематически процесс монтажа состоит из нескольких переходов:

• Выбор места и сверление установочных отверстий.
• Фиксация устройства в выбранном месте при помощи болтов.
• Подсоединение фитингов и патрубков.
• Устранение резких изгибов топливных линий.
• Укладка проводки сечением 2,5 мм² и подключение предохранителя, органов управления и сигнализации в салоне, а также подсоединение питания к обогревательному элементу.
• Заполнить фильтр топливом и произвести пробный запуск силового агрегата.

Важные рекомендации

• Для фиксации топливных шлангов следует пользоваться только металлическими хомутами.
• Для предотвращения повреждений проводку стоит прокладывать в гофрированной трубе.
• Наличие отстоя рекомендуется проверять ежедневно, а в холодное время сливать конденсат после каждой поездки.
• Замена фильтрующего элемента выполняется через 15-20 тыс. км, но при необходимости сроки могут быть сокращены.