Виды и принцип работы топливных фильтров

Топливные фильтры для инжекторов

Несколько иные требования предъявляются к системам фильтрации топлива, используемым в автомобилях с инжекторными двигателями. В частности, инжектор выдвигает к фильтру такое требование, как устойчивость к повышенным нагрузкам в плане давления в системе питания. Исходя из этого, для производства корпусов таких очищающих конструкций все чаще используются материалы, обладающие повышенной прочностью: сталь, различные сплавы и т.д. Еще одна характерная особенность фильтров для топлива на инжектор – большой объем. Следует иметь в виду, что инжекторные фильтры не предназначены для использования в системах с карбюратором.

Разновидности ТФ

В топливную очистную систему входит фильтр-отстойник, фильтры тонкой и грубой очистки, топливозаборник. Очищение солярки от примесей осуществляется в несколько этапов по мере её прохождения через фильтрующие элементы.

Для дизельных силовых агрегатов производятся фильтры двух типов:

• сборные (их конструкция предусматривает замену отдельных деталей);
• неразборные.

Фильтрующие элементы разборных ТФ изготавливаются из керамики и латуни. Такие модели могут использоваться многократно — их можно промывать и чистить от накопившейся грязи. Единственным минусом таких фильтров является их высокая стоимость.

Одноразовыми являются неразборные фильтры, внутри которых расположен фильтрующий элемент. После засорения они требуют смены на новые и чистые.

Фильтры грубой очистки

Фильтрующий элемент, эффективно очищающий дизельное топливо от сторонних примесей, размер частиц которых превышает 0,05 мм. Состоит из латунных отформованных пластинок, между которыми остаются калиброванные щели, не пропускающие крупные частицы грязи, но при этом легко проводящие топливо.

Зазор между витками проволоки составляет 0,07 мм. Топливо под давлением топливного насоса пропускается через все щели между проволокой, при этом стакан задерживает все примеси, которые крупнее зазора между витками. Скапливающаяся на стакане грязь легко смывается во время технического обслуживания автомобиля.

ТФ грубой очистки позволяет не только очистить горючее от сторонних примесей, но и предотвратить попадание влаги в топливную систему автомобиля. Он удерживает воду, содержащуюся в дизельном топливе в большом количестве, которая впоследствии оседает на дно, поскольку тяжелее, чем солярка. В конструкцию устройства входит специальный фильтр, который замеряет общую долю воды в топливе и оповещает водителя.

Это интересно: О выборе автокресла

Фильтр грубой очистки предохраняет топливную систему автомобиля от попадания в неё парафина, содержащегося в дизельном топливе. При низких температурах парафин кристаллизуется и может забить двигатель, что выводит его из строя. Дизельное топливо очищается от парафинов посредством его нагревания специальным элементом подогрева и пропусканием через бумажную штору, проводящую ток.

Топливный фильтр, очищающий горючее от примесей, размер частиц которых превышает 0,05 мм

Фильтры тонкой очистки

Мелкие механические примеси размером не более 60 мкм могут нанести дизельному двигателю не меньший вред, чем крупные. Очистить топливо от подобных включений могут только фильтры тонкой очистки. Конструкция таких ТФ создана таким образом, что они могут выдерживать высокое давление в топливной системе. Для их создания используется в основном сталь и высокопрочная пластмасса.

В корпусе ТФ находятся четыре секции, закрытые колпаками. По центру каждой из них размещается стержень, на который надет элемент, по форме напоминающий стакан. Внутри такого элемента располагается фильтровальная бумага. Площадь контакта фильтра и топлива увеличивается в несколько раз за счёт гофрированной поверхности бумаги. Картонный каркас защищает бумагу от повреждений. В каркасе имеются небольшие отверстия, через которые топливо проходит через бумагу. Такие устройства задерживают частицы размером до 4 мкм. Гофрированная бумага в фильтре нуждается в регулярной замене.

Топливный фильтр тонкой очистки дизельного топлива задерживает частицы размером до 4 мкм

Топливные фильтры для карбюраторов

Считается, что норма отсеиваемых загрязнений и нежелательных примесей для топливного фильтра, используемого в моделях с карбюраторным двигателем, составляет не менее 60%. Подавляющее большинство современных топливных очистителей для карбюратора имеет способность задерживать и отсеивать посторонние частицы, имеющие размеры 15 мкм и менее. Существует две разновидности подобных фильтрующих систем. Первый тип фильтров – разборный, имеющий в своей конструкции элемент из латуни или керамики, который может использоваться многократно. Однако наибольшее распространение сегодня получил второй тип — так называемые неразборные фильтры с бумажным или полимерным элементом для очистки топлива, обеспечивающие наиболее тщательную фильтрацию.

Фильтр грубой очистки масла

Масляный ФГО также называется полнопоточным, так как он очищает весь объем смазочного материала, нагнетаемого насосом.

ФГОМ обеспечивает очистку смазки от механических частиц диаметром 40-90 мкм. Фильтры грубой очистки чаще всего изготавливаются из элементов щелевого типа. Благодаря низкому сопротивлению потоку жидкости через очиститель проходит полностью весь объем смазочного материала, который накачивается нагнетателем в главный маслопровод. Для производства масляных фильтров грубой очистки используется сталь или латунь.

Устройство детали

Щелевой ленточный фильтр представляет собой обмотанный латунной лентой гофрированный цилиндр. За счет имеющихся на детали выступов образуются щели, легко пропускающие масло и мелкие примеси. Крупные частицы, которые не могут пройти в отверстие, остаются на внешней поверхности ФГОМ.

В состав фильтроэлемента входят расположенные на стержне пластины для очистки жидкости и распорные звездочки. Внутреннее пространство корпуса разделено на 2 изолированных камеры, одна из которых предназначена для очищенной смазки, а другая – для неочищенной.

Важной особенностью полнопоточного автомобильного фильтра является наличие перепускного клапана. При критическом засорении элемента очистки последний не может качественно фильтровать поступающую жидкость и препятствует ее подаче в ДВС

Тогда клапан открывается, и весь поток смазочного материала поступает в двигатель, не проходя фильтрацию. Это крайняя мера, но она позволяет избежать заклинивания оставшегося без смазки силового агрегата. Такой очиститель необходимо как можно быстрее заменить.

К чему приведет езда со старым фильтром

При засорении фильтр потеряет способность выполнять свою главную функцию – очищать топливо, поэтому форсунки впрыска топливной смеси, и вся система питания будут забиваться, а в сам мотор не будет поступать требуемое количество нормального топлива.

Топливо, которое не прошло нормально очистки, будет выгорать не равномерно, а фрагментарно, начнет оседать на поршнях, цилиндрических перегородках, свечах. Топливная смесь с содержанием тяжелых металлов и прочих частиц в результате попадания в систему выпуска продуктов горения посредством ускорителей и лямбда-зонда, начнет постепенно сокращать срок службы всех этих элементов.

Нельзя утверждать, что забитый фильтр напрямую влияет на расход топлива. Однако увеличение потребления горючего, которое наблюдается в таком случае, приведет к снижению мощности. В результате этого для нормального использования транспортного средства придется сильнее нажимать на газ, в результате чего, собственно, и нужно больше бензина или дизеля. Поэтому забитый фильтр для топливной смеси, не влияя напрямую на расход бензина, приводит к увеличению данного параметра.

Таким образом, необходимо постоянно следить за состояние топливного фильтра и в случае появления признаков его засорения сразу же осуществлять замену запчасти, поскольку ее дальнейшее использование гарантированно приведет к серьезным проблемами с работой двигателя, решение которых требует значительных материальных затрат.

Следует также отметить, что сам процесс замены очистного элемента – совсем несложный, при наличии соответствующих навыков все можно сделать самостоятельно. Также всегда можно обратиться за помощью профессионалам, которые сделают все быстро и качественно.

Меняем сеточку своими руками

Итак, сеточка расположенная в бензонасосе, вынуждена постоянно контатировать с пылью и грязью, ведь сам насос находится между креслами, и на его корпус постоянно оседает пыль.

Вот почему опытные автомобилисты не ленятся время от времени протирать влажной тряпочкой корпус насоса, чтобы избежать несвоевременного засорения системы.

Для замены сеточки нужно пройти несколько этапов:

1. Самое первое, что мы делаем – это покупаем новый фильтр.

2. Приподнимаем задние кресла для того, чтобы обеспечить доступ к насосу.

3. Откручиваем четыре крепежа на крышке лючка к насосу и убираем ее в сторону.

4. Аккуратно снимаем шланги. Они демонтируются следующим путем: надавливаем на фиксатор (можно воспользоваться отверткой) и поддеваем (другой отверткой) по стрелке сам шланг. Разумно соразмеряем свои силы, чтобы не сломать хрупкие детали и снимаем шланг. Отстегиваем разъём.

5. Тщательным образом протираем насос от пыли и продолжаем разбирать конструкцию. Демонтируем стопорное кольцо. Сразу предупредим, кольцо снимается тяжело, здесь придется потрудиться или даже воспользоваться молотком, но опять же, не перестарайтесь.

6. Извлекаем насос (чтобы не залить салон бензином, подстелите какую-нибудь ненужную тряпочку).

Рекомендуем: Замена прокладки выпускного коллектора на ВАЗ-2114 своими руками

Первая часть работы завершена. Приступаем к самой основной ее части, разборке насоса:

1. К насосу присоединены датчик и провода, надо отсоединить их.

2. Следом скидываем трубку забора и отгибаем фиксаторы (их 4 штуки), для того, чтобы суметь снять стакан.

3. Проверяем стакан на наличие грязи, если таковая имеется, чистим.

4. А теперь делаем то, ради чего мы и провели такую масштабную работу – снимаем сеточку. Обычно она выглядит жутко. Но не стоит пугаться, просто меняем ее на новую и собираем систему в обратном порядке.

Почему так важно соблюдать периодичность замены?

Исчерпав свой ресурс, изношенный фильтр уже не в состоянии обеспечить нормальную фильтрацию топлива. В итоге горючее с массой грязи и смол попадает прямиком в камеру сгорания, где по окончании такта работы ДВС преобразовывается в стойкий налет – нагар. Если это вовремя не предотвратить, закоксовывание двигателя будет неизбежно. А ведь когда в моторе много нагара, он становится менее производительным, да и потребляет при этом большее количество топлива, чем ранее. В зимнее время года из-за конденсатов возможно замерзание топливных магистралей, из-за чего завести двигатель просто невозможно. Таким образом, фильтр принимает на себя все низкокачественные примеси и отложения, которые были в топливе, и тем самым обеспечивает слаженную работу двигателя.

Фильтры тонкой очистки

Основное назначение ФТО — очистка топлива от мелких посторонних частиц, которые не задержал фильтр грубой очистки.

Его конструкция практически ничем не отличается от ФГО, а сетка состоит из более мелких ячеек.

Виды фильтров тонкой очистки

Выделяют неразборные (одноразовые) и разборные (многоразовые) фильтры тонкой очистки.

Первые изготовлены из ткани или бумаги, которая складывается в форме спирали или звезды, образуя фильтрующую штору.

Спиралевидная форма обеспечивает лучшую очистку из-за увеличенной в 1,8 раза поверхности фильтрующего материала — контакт горючего с фильтром становится более продолжительным.

Неразборные фильтры служат довольно долго

Неразборные фильтры обычно установлены на участке топливопровода перед бензонасосом.

В этом месте отсутствует давление, и снижается вероятность протечки.

Основу устройства разборных ФТО составляет латунный или керамический сетчатый фильтрующий элемент.

Такие фильтры можно снимать, промывать и чистить.

Наиболее удобными являются фильтры с прозрачным корпусом, так как позволяют визуально оценить степень загрязнения фильтрующего материала.

Прозрачный корпус позволяет визуально оценить степень загрязнённости фильтра

Устройство масляного фильтра тонкой очистки

Задача МФ тонкой очистки заключается в том, чтобы улавливать мелкодисперсные примеси, снижающие эффективность моторного масла, свободно проходящие через элементы фильтра грубой очистки.

Конструктивно корпус устройства состоит из двух сваренных частей, имеет цилиндрическую форму со сферическим дном. Ко дну корпуса приварена трубка, на противоположном конце которой расположен тройник для слива масла через масляный радиатор в картер двигателя. В верхней части центральной трубки имеется калиброванное отверстие. На дне корпуса располагается впускное отверстие, к которому подсоединяется подводящая масло трубка. Также есть второе отверстие, заглушенное резьбовой пробкой, которое позволяет сливать отстоянное масло с примесями.

Центральная трубка на верхнем конце имеет резьбу, благодаря этому крышка МФ плотно притягивается к корпусу посредством гайки. Для обеспечения максимальной герметичности под крышкой размещается паранитовая прокладка, кроме этого используется специальное медное кольцо под затяжную гайку. Самой главной деталью является сам фильтрующий элемент, который бывает двух типов: ДЛСФО-3 и ЭФЛ-3. Во избежание смещения элемента вдоль центральной трубки с одной стороны его поджимает специальная пружина, которая, в свою очередь, фиксируется поджимной гайкой.

Сам фильтрующий элемент собирается путем набора картонных пластин и прокладок, далее они скрепляются специальными стяжками, которые фиксируются кольцевыми замками. Образовавшаяся кассета плотно располагается между дном и крышкой корпуса МФ. По центру крышки расположено отверстие, такое же имеется и в донной части корпуса, в них располагаются картонные сальники, которые плотно прижимаются к центральной трубке и не дают загрязненному маслу попадать во внутреннюю полость.

В МФ предусмотрена возможность смены фильтрующего элемента. Подключается фильтр параллельно масляной магистрали и пропускает через себя около 20 % от общего объема масла, которое подается специальным маслонасосом, а поступление к фильтру и отток от него осуществляется через гибкие шланги.

Попав в корпус МФ тонкой очистки, масло оказывается между пластинами и прокладками фильтрующего элемента. Попав в полость элемента, часть его проходит между пластинами и плотно прижатыми лучами прокладок, за счет чего происходит частичная фильтрация. Другая часть масла просачивается через пористую структуру пластин и прокладок, оставляя на их поверхности часть примесей, затем проходит в каналы лучей и поступает во внутреннюю область фильтрующего элемента.

В верхней части центральной трубки размещено калиброванное отверстие, через которое очищенное масло проходит из полости фильтрующего элемента внутрь трубки и далее сливается в картер двигателя. Калиброванное отверстие предназначено для ограничения потока масла в случае нарушения в конструкции фильтрующего элемента. Например, если будет нарушена плотность стяжки фильтрующих пластин и прокладок, давление внутри системы смазки может значительно снизиться, что совершенно недопустимо.

Также в масляном фильтре тонкой очистки предусмотрен механизм прогрева, эта функция крайне важна, так как холодное масло обладает высокой степенью вязкости и не способно просачиваться через фильтрующие пластины. Прогрев масла осуществляется за счет его прохождения через отверстия, расположенные в чашке сальника крышки, далее оно поступает напрямую в полость фильтрующего элемента и через калиброванное отверстие и центральную трубку стекает в картер двигателя. По мере прохождения масла корпус МФ начинает нагреваться, по данному признаку можно судить о работоспособности элемента.

Работоспособным МФ остается до тех пора, пока все полости фильтрующего элемента не будут заполнены примесями. После того как фильтрующий элемент окажется заполнен, дальнейшее использование устройства неэффективно и потребуется его замена. Эксплуатация двигателя без фильтрующего элемента не рекомендуется, так как резко возрастет уровень загрязнения в масле, что приводит к сокращению ресурса двигателя.

Как определить засорённый фильтр

Одно из самых важных правил — качество заливаемого в бак топлива. Чем больше в нём вредных примесей, мусора и воды, тем чаще будут сбои в работе ДВС. Настаёт день, когда ТФ просто не справляются с чрезмерными нагрузками, очистки топлива, поступающего из резервуара в мотор, не происходит.

Вот на какие признаки работы двигателя следует обращать внимание, чтобы определить засорённый ТФ

1. Неустойчивая работа ДВС в режиме ХХ. Тахометрная стрелка дёргается, упорно держится на высоких оборотах. Звуки работы двигателя нехарактерные, в них больше фальшивых нот. Возникает сильная вибрация, мотор может начать троить.
2. Снижается мощность двигателя, практически полностью отсутствует тяга при ускорениях.
3. Наблюдаются трудности с запуском. Явная нехватка горючего налицо.

Засорение топливного фильтра

Некоторые производители ТФ, чтобы как-то упростить жизнь автомобилиста, придумали элементы, наделённые контроллёром загрязнённости. Это удалось осуществить благодаря принципу теоретического и фактического давления. Сигнальная лампочка от такого ТФ выведена на приборную панель, что гораздо увеличивает комфорт пользования.

Самостоятельная диагностика

Диагностика фильтра включает оценку работы двигателя в процессе работы, измерение давления горючего и визуальный осмотр. Замеры проводят через штуцер рампы, которая распределяет топливо по форсункам.

Для этого потребуются:

• шланг с внутренним диаметром 9 мм;
• крепежный хомут;
• прибор для определения давления бензина или манометр с диапазоном значений 7-10 бар.

Специальный прибор можно купить в автомагазине. Манометр соединяют со шлангом и надежно затягивают хомутом. Для обеспечения герметичности контакта используют сантехнический лен. Шланг подключают к штуцеру давления топлива, предварительно сняв с него пробку и вынув ниппель.

Определить степень засорения топливного фильтра можно с помощью манометра.

После этого проводят измерения в различных режимах работы двигателя (на холостом ходу, после запуска, при пережатой сливной трубке).

… о диагностике топливной системы

Показатель после включения зажигания должен составить не менее 3,8-4 бар. После измерения нужно выключить двигатель и подождать 20-30 минут, чтобы регулятор постепенно снизил давление в рампе.

После этого следует отсоединить манометр, установить обратно ниппель и пробку.

Фильтры грубой очистки

ФГО задерживают только крупные частицы примесей в топливе. Изготавливаются они обычно в форме металлической (латунной) сетки, которую можно вынуть, промыть и вернуть на место.

В карбюраторных системах используют несколько сеток грубой очистки с ячейками разного размера.

1. Сетка с крупным ячейками установлена на горловине бензобака.
2. Сетка с более мелкими ячейками установлена на топливозаборнике.
3. Сеткой с самыми мелкими ячейками оборудован впускной штуцер.

Фильтры грубой очистки представляют собой латунную сетку

В случае инжекторного двигателя ФГО с сеткой встраивается в топливный насос бензобака.

Дизельные агрегаты обычно оборудованы фильтром-отстойником. Это, однако, не исключает использование сеток.

Фильтр грубой очистки дизельного топлива имеет ряд преимуществ перед сетками, надёжно защищая двигатель от попадания в него капель конденсата.

Дизельный ФГО не является одноразовым. Его можно промыть и установить на место.

Конструкция и принцип работы фильтра-отстойника грубой очистки

Фильтр-отстойник состоит из следующих элементов:

• корпус с крышкой;
• фильтрующий элемент из алюминиевых пластинок толщиной 0,15 мм с выступами в 0,05 мм — находится на втулке в прикреплённом к корпусу стакане;
• вкрученная в корпус втулка с резьбой;
• распределитель, прижимаемый втулкой;
• уплотняющая паронитовая прокладка между стаканом и корпусом;
• успокоитель, находящийся в нижней части корпуса.

Дизельные двигатели обычно оборудованы фильтром-отстойником

Фильтр-отстойник работает по следующей схеме:

1. Через отверстия в распределителе дизельное топливо поступает в фильтр.
2. Топливо движется ниже в успокоитель — здесь остаются крупные частицы механических примесей и конденсат.
3. Затем горючее идёт вверх к сетке фильтрующей части, на которой остаются мелкие частицы примесей.
4. Через топливоотвод горючее поступает в двигатель.

Системы питания автомобиля следует классифицировать по представленным признакам:

•  способу подачи топлива , может быть как непрерывный, так  и прерывистый;• типу дозирующих узлов — (плунжерные насосы,форсунки, распределители,  регуляторы давления;• по способу регулировки горючей смеси, и ее количества — пневматическое, механическое, электронное;• по параметрам смесеобразования — разряжению во впускной системе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха.

Впрыск топлива обеспечивает более точное распределение по цилиндрам из за отсутствия сопротивления потоку воздуха на впуске. Более высокий коэффициент наполнения цилиндров обеспечивает получение более высокой мощности двигателя. При впрыске возможно большее перекрытие клапанов. Лучшая продуваемость и равномерность смесеобразования по цилиндрам снижают температуру деталей, что в свою очередь позволяет уменьшить октановое число топлива на 2—3 единицы, т. е. поднять степень сжатия без опасности детонации.Система впрыска К-Jetronic, которую разработала фирма «BOSCH»  работает по принципу механической системы, где обеспечивается постоянный впрыск топлива и включает в себя топливный бак, пусковую электромагнитную форсунку. топливный электронасос, топливный фильтр, накопитель топлива, расходомер воздуха с напорным диском,  регулятор давления топлива, регулятор управляющего давления воздуха, дозатор распределительного топлива,форсунки. Количество смешиваемого воздуха и топливо строго в соотношении 1 к 14,7. Во время работы двигателя топливный электро насос закачивает бензин из бака и нагнетает  его с давлением 0,5 МПа) , а потом через накопитель и попадает в фильтр к дозатору распределителя. После этого топливо постепенно  подается  к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном трубопроводе. Форсунки призваны непрерывно распылять топливо. Если при карбюраторном питании дроссельная заслонка регулирует количество подаваемой в цилиндры горючей смеси, то при системе впрыска дроссельная заслонка регулирует только подачу чистого воздуха. Для того чтобы установить требуемое соотношение между количеством поступающего воздуха и количеством впрыскиваемого бензина, используется расходомер воздуха с напорным диском и лоза-тор-распределитель топлива.При пуске холодного двигателя электронасос быстро повышает давление топлива. Если температура двигателя менее 35 °С, термореле включает пусковую форсунку с электромагнитным управлением, и она впрыскивает дополнительное количество топлива. Одновременно включается добавочный клапан воздуха. Этим обеспечивается надежный пуск холодного двигателя и устойчивая его работа на холостом ходу. Продолжительность работы пусковой форсунки определяет термореле. При температуре выше 35 °С она отключается.Во время работы  двигателя с частичными нагрузками горючая смесь начинает обогащаться или обедняться. Самое главное, чтобы пропорция воздуха и топлива обеспечивала хорошее смесеобразование в определенных значениях, что бы полностью соответствовала режимам работы двигателя. В случае большого давления , сопротивление на плунжере увеличивается , а смесь в свою очередь обедняется. В другом  случае сопротивление перемещению плунжера начинает  уменьшается и  смесь начинает обогащаться.Во время резкого открытия  дроссельной заслонки обогащение горючей смеси обеспечивается еще секундной реакцией напорного диска.

Система впрыска топлива «К-Jetronic»:

1 — топливный бак; 2— топливный фильтр; 3 — накопитель топлива; 4 — топливный насос; 5 — регулятор управляющего давления; 6 — термореле; 7 — пусковая электромагнитная форсунка; 8 — форсунка впрыска; 9 — клапан добавочного воздуха; 10 — дроссельная заслонка; 11 — регулировочный винт системы холостого хода; 12 — расходомер воздуха; 13 — дозатор-распрелитель; 14 — регулятор давления топлива; а — канал подвода топлива к рабочим форсункам; 6 — канал подвода топлива к дозатору-распределителю; в — канал подвода топлива к пусковой форсунке с электромагнитным управлением; г — канал слива топлива в бак; д — канал толчкового клапана; е — канат управляющего давления.

Главная дозирующая система и система холостого хода системы впрыска «К-Jetronic»: 1 — топливный бак; 2 — топливный фильтр; 3 — накопитель топлива; 4 — топливный насос; 5— регулятор управляющего давления топлива; б — форсунка (инжектор); 7— регулировочный винт системы холостого хода; 8 — дроссельная заслонка; 9 — напорный диск расходомера воздуха; 10 — дозатор-распределитель топлива; 11 — регулятор давления питания; а — канал подвода топлива к форсункам; б — канал управляющего давления; в — канал толчкового клапана; г — канал слива топлива в бак; д — канал подвода топлива к дозатору-распределителю.