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.

Топливный фильтр для дизельного двигателя: устройство, замена, принцип работы

Система питания двигателя включает массу важных элементов, в том числе и фильтрующих. Они присутствуют как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. Что касается последних, такие моторы более требовательны к качеству топлива. Поэтому устройство топливного фильтра дизельного двигателя немного отличается от бензиновых аналогов. Итак, давайте рассмотрим конструкцию и назначение данных элементов.

Для чего служит?

Даже при самом качественном изготовлении дизельное топливо подвергается различным загрязнениям. Причем происходит это еще на нефтеперерабатывающем производстве. Дальше загрязнения происходят во время его транспортировки и заправки. Также стоит отметить, что такое топливо при длительном хранении подвергается окислению, в нем образовываются примеси и помутнения.

Разновидности

Топливный фильтр для дизельного двигателя может быть двух типов очистки:

На некоторых моделях устанавливают дополнительный сепаратор. Это модульное устройство включает в себя топливный фильтр для дизельного двигателя и влагоотделитель. Он способствует качественной очистке горючего не только от примесей, грязи и смол, но и от воды, которая может возникнуть вследствие конденсата.

Грубая очистка

Данный элемент включает в себя корпус, внутри которого имеется сеточка-отражатель. Все это герметично уплотняется при помощи паронитовой прокладки. На дне элемента есть клапан сброса отстоя. Его необходимо периодически открывать, дабы предотвратить преждевременный засор фильтра.

Тонкая очистка

Данный элемент служит для окончательной фильтрации горючего, перед тем как оно попадет в насос и форсунку-распылитель. Иногда деталь устанавливается в сам насос, но чаще всего расположена в районе топливной магистрали. Элемент этот – неразборный. Поэтому замена топливного фильтра на дизельном двигателе выполняется целиком, без ремонта и прочих восстановлений. По своей конструкции он представляет собой корпус-стакан, внутри которого есть очистительный элемент. Последний выполняется из пористой бумаги. Толщина пор составляет не более 10 мкм. Именно это значение является максимальным для форсунок и насоса. При попадании более крупных частиц образовывается засор системы.

Принцип работы

Как устроен топливный фильтр дизельного двигателя? Принцип его работы заключается в следующем. Топливо из бака проходит по трубопроводам в фильтр грубой очистки, где оно очищается от грязи размером до 25 мкм. Далее оно поступает во впускной шланг элемента тонкой очистки. В корпусе фильтра горючее проходит через пористую бумагу, где, очищаясь от мелких примесей, проходит дальше по магистрали. Кстати, бумага эта имеет ту же структуру, что и на масляном фильтре.

Трехштуцерные

Некоторые автомобили оснащаются более сложными элементами. Например, устройство топливного фильтра дизельного двигателя «Опель Астра» предполагает наличие трех штуцеров. Два из них – основные, которые служат для входа и выхода горючего. А дополнительный третий выполняет функцию сброса топлива в бак, если давление в системе превышает допустимые значения. На автомобилях отечественного производства такой топливный фильтр для дизельного двигателя не устанавливается.

Ресурс

Срок службы бензиновых очистительных элементов достаточно высок. Пробег авто с ними составляет порядка 90 тысяч километров. Некоторые производители говорят, что их срок действия равен сроку эксплуатации всего двигателя. Разумеется, достичь этого можно только при идеальном качестве горючего. Что касается нашей истории, топливные фильтры «Бош» для дизельных двигателей служат на протяжении пробега от 15 до 30 тысяч километров.

Замена

Перед тем как поменять топливный фильтр на дизельном двигателе, необходимо найти место его расположения. Зачастую он находится в подкапотном пространстве – перед топливной рампой. Иногда, чтобы добраться до него, нужно снять пластмассовую накладку двигателя. Увидеть его можно сразу по характерным размерам и форме (на фото ниже).

Требования

Качественный элемент обеспечивает не только надежную защиту от грязи, но и от влаги. Она может скопиться на стенках полупустого бака, когда автомобиль поставили на ночь на стоянку. Фильтра низкого качества не защищают систему от попадания конденсата, из-за чего влага попадает с горючим на рампу, а далее – в камеру сгорания. В результате внутренняя часть магистрали ржавеет, а компрессия мотора падает из-за неправильно приготовленной смеси.

Замена при разборе корпуса

Если для установки элемента вам необходимо разобрать корпус старого фильтра (патрон), обязательно произведите его очистку. При эксплуатации на его стенках образуется отстой, сбросить который можно через нижний сливной клапан. Но если таковой отсутствует, вам понадобится руной вакуумный насос. Звучит как нечто сложное и технологичное, но таковым может послужить обычный медицинский шприц. Отводя его ручку вверх, вы вберете весь скопившийся внутри отстой. Это не только грязь, но и вода. Далее, если стенки тоже имеют загрязнения, протрите их сухой ворсистой ветошью. Перед установкой нового фильтра, патрон должен быть идеально чистым. Проверьте состояние уплотнительного кольца. Если оно растянуто или имеет следы износа, замените его на новое. Далее закройте крышку, соедините все шланги и включите на несколько секунд зажигание. Топливный насос начнет закачивать дизель в патрон. Далее можно смело запускать двигатель.

Итак, мы выяснили устройство и принцип работы топливного фильтра для дизельного двигателя, а также научились его самостоятельно менять.

Зачем дизелю топливный фильтр?

Современные дизельные двигатели — сложные и точные механические системы, нарушить работу которых способны мельчайшие посторонние частицы. На страже благополучия мотора стоят фильтры очистки дизельного топлива. Внешне похожие, они кардинально отличаются от бензиновых «братьев».

Устройство и принцип работы фильтров очистки дизельного топлива

Прежде чем дизельное топливо будет использовано по назначению, его очищают от загрязнений и воды. Это необходимо, так как в форсунки и цилиндры топливо поступает под большим давлением. Посторонняя пыль в этом случае превращается в абразив, быстро выводя из строя детали. Грязное топливо — основная причина преждевременных отказов дизельных моторов. В их системах питания обычно установлены два топливных элемента: грубой и тонкой очистки. Решения с одной или тремя ступенями фильтрации встречаются реже. Разделение функций между фильтрами тонкой и грубой очистки не догма. Например, удаление воды из топлива может быть возложено как на первый, так и на второй или на оба сразу. Все зависит от конструкторского решения.

Грязное топливо — основная причина преждевременных отказов насоса, форсунок, поршней и цилиндров дизельных моторов

Фильтр грубой очистки топлива (ФГОТ) удерживает крупные посторонние частицы диаметром примерно 100–300 мкм. Более мелкие фракции останавливает фильтр тонкой очистки (ФТОТ). Размер улавливаемой пыли зависит от требований, предъявляемых к топливу мотором. Так, двигателям самой прогрессивной системы Common Rail, форсунки которых работают под давлением до 2,5 тыс. атмосфер, необходимо самое чистое топливо. Допустимый размер посторонних частиц для них не крупнее 3–5 мкм. Обычные дизельные моторы с плунжерными топливными насосами высокого давления (ТНВД) менее «капризны», так как рабочее давление топлива в них значительно ниже. Место ФГОТ в системе питания — до предварительного насоса, подающего топливо в нагнетатель (топливный насос высокого давления). ФТОТ размещают перед ТНВД.

Фильтр грубой очистки дизельного топлива устанавливают до предварительного насоса, тонкой — перед топливной аппаратурой

Устройство фильтров грубой очистки дизельного топлива

Распространённая конструкция ФГОТ представляет собой разборный стакан со сменным фильтрующим элементом.

Распространённая конструкция ФГОТ— разборный стакан со сменным фильтрующим элементом

В фильтре-отстойнике чистящий элемент выполнен в виде сетки. Внутри стакана могут размещаться дополнительные элементы, улучшающие функционирование: отражатель, успокоитель и пр.

В фильтре-отстойнике фильтрующий элемент выполнен в виде сетки

В некоторых автомобилях используются неразборные универсальные прямоточные ФГОТ в прозрачном пластиковом корпусе, внешне похожие на бензиновые. Например, в Mercedes-Benz W124 установлен фильтр WK 31/5.

Прямоточный фильтр грубой очистки дизельного топлива похож на бензиновый

Эксперименты по установке дизельного двигателя на серийный легковой автомобиль в Европе начались в тридцатые годы ХХ века. К примеру, в 1936 году существовала 45-сильная версия Mercedes 260D с детищем Рудольфа Дизеля под капотом.

Олег Полажинец

Устройство фильтров тонкой очистки дизельного топлива

Принципиально они отличаются свойствами фильтрующих элементов и размером удерживаемой пыли. Фильтрующий элемент — главная деталь ФТОТ. Кроме него, фильтр может быть оборудован сепаратором для отделения влаги от топлива, краном для слива накопившейся воды и датчиком её наличия.

Кроме фильтрующего элемента ФТОТ может быть оборудован сепаратором для отделения влаги от топлива, краном для слива накопившейся воды и датчиком её наличия

Конструктивно элементы эти выполняются как неразборными, так и разборными. Во втором случае в качестве сменного элемента используется либо картридж, либо патрон. Картридж — бескорпусной сменный элемент из фильтровальной бумаги или другого мелкопористого материала — устанавливают в корпус из пластика, алюминия или стали. Патрон ФТОТ — тот же картридж, но размещённый внутри собственного корпуса. Некоторые топливные патроны можно использовать и для очистки масла. Топливный фильтр образуют два элемента: патрон и крышка.

Фотогалерея: конструкции фильтров

Видео: устройство фильтра

Выбор

Правильная стратегия выбора топливного фильтра — выполнение рекомендаций производителей автомобиля. Они разработаны с учётом потребностей двигателя. Не стоит экспериментировать, устанавливая неподходящий фильтр лишь по той причине, что он дешёвый.

Некоторые автомобилисты пытаются компенсировать низкое качество очистки частой заменой топливного элемента. Это неправильный подход. Главная задача фильтра — не допустить попадания в топливную аппаратуру и цилиндры посторонних частиц крупнее определённого размера. Тонкость фильтрации — одна из характеристик, которая не изменяется во время эксплуатации. Ни старый, ни новый элемент, который не способен удержать мелкие частицы, не убережёт двигатель от поломки.

Тонкость фильтрации — одна из характеристик фильтра, которая не изменяется во время эксплуатации

Сходные по параметрам фильтры выпускают разные компании. Известные бренды Mann, Knecht (Mahle), Bosch, UFI, Delphi и другие занимают лидирующее положение на рынке, так как производят высококачественную продукцию, которую производители автомобилей устанавливают на новые машины. Для подбора подходящего фильтра используйте онлайн-каталоги. Выбирайте только те модели, в описании которых есть прямая рекомендация для вашего автомобиля.

Фотогалерея: фильтры очистки топлива известных брендов

Видео: обзор топливных фильтров

Регламент замены

Признаки необходимости замены фильтров очистки топлива следующие:

• трудности с остановкой двигателя,
• самопроизвольная остановка мотора,
• заниженная мощность,
• шумная работа двигателя,
• обильный чёрный дым из выхлопной трубы.

Ждать, пока проявятся перечисленные симптомы опасно. Дизельный двигатель не терпит невнимательного отношения. Промедление с заменой топливных фильтров уменьшает ресурс мотора и провоцирует преждевременный выход из строя. Чтобы избежать неприятностей, меняйте фильтры не реже, чем рекомендует руководство по эксплуатации автомобиля.

Бельгийский импортёр Волг уже в 1960 году начал устанавливать на «двадцать первые» несколько разновидностей атмосферных дизелей, разумеется, иностранного производства. Правда, машина при этом «переставала ехать», но в Западной Европе уже 50 лет назад экономия была куда важнее динамики.

Олег Полажинец

Производители постоянно совершенствуют топливные фильтры дизельных двигателей. Расчётный ресурс современных сменных фильтрующих элементов достигает 90 тыс. км пробега. Практические рекомендации изготовителей автомобилей значительно скромнее, что объясняется, вероятно, двумя факторами. Во-первых, на срок эксплуатации очень сильно влияет низкое качество топлива. В фильтрах нет индикаторов засорённости, поэтому проверить состояние фильтрующих элементов без разборки невозможно, и лучше перестраховаться, чем нанести двигателю значительный урон. Во-вторых, фирменный сервис приносит значительную прибыль, от которой правообладатели брендов не спешат отказываться.

Единых рекомендаций по замене фильтров для всех дизельных автомобилей не существует. Обычно они составляют 25–40 тыс. км пробега. Очиститель грубый, если он есть, и в руководстве автомобиля нет особой рекомендации, меняют вместе с основным элементом тонкой очистки.

Приведённые цифры лишь обобщённые данные, не предназначенные для практического использования. Загляните в «букварь» своей машины. Не исключено, что её производитель считает целесообразным менять фильтры чаще. Например, для дизельных автомобилей Renault Duster в 2015 году установлен ресурс фильтра 20 тыс. км пробега, до этой даты он составлял всего 10 тыс. км.

Низкокачественное топливо значительно уменьшает срок службы фильтра. Чтобы нанести вред двигателю, иногда бывает достаточно одной заправки. Заметив что-то неладное после посещения АЗС, слейте подозрительное топливо и заполните бак заведомо качественным. Как можно быстрее замените топливный фильтр, даже если признаки нестабильной работы исчезли.

Подогрев фильтра очистки двигателя на дизельном топливе

Особенность зимней эксплуатации дизельного топлива — кристаллизация находящихся в нём парафинов. Из-за низкой температуры парафины выпадают в осадок, забивая топливный фильтр и топливопроводы. Зимнее топливо устойчиво в большей степени, чем летнее, но и оно может застыть.

Из-за низкой температуры парафины выпадают в осадок, забивая топливный фильтр и топливопроводы

Некоторые автомобилисты, стремясь сохранить текучесть, добавляют в солярку присадки, керосин и даже бензин. Недостаток этого метода в снижении смазывающих свойств топлива, что негативно влияет на ТНВД и форсунки.

Правильный метод борьбы с кристаллизацией парафинов — подогрев топливного элемента. В некоторых автомобилях он реализован конструктивно, например, в Renault Duster.

В некоторых автомобилях подогрев реализован конструктивно, например в Renault Duster

Оборудовать подогревом любой автомобиль можно, установив фильтр с обогревом взамен штатного или в дополнение ему.

Оборудовать подогревом любой автомобиль можно, установив фильтр с обогревом взамен штатного или в дополнение ему

Самостоятельно и с минимальными затратами проблему решают установкой на имеющийся фильтр электрического бандажного подогревателя.

С минимальными затратами проблему подогрева решают установкой на имеющийся фильтр электрического бандажного подогревателя

Видео: обогреватель топливного фильтра своими руками

Надёжный топливный фильтр — обязательное условие длительной эксплуатации дизельного двигателя. Сэкономить на фильтре невозможно. Ремонт мотора обойдётся дороже.