Как очистить солярку от воды
Фильтры-сепараторы Fleetguard из материала StrataPore™

Срок службы топливной аппаратуры зависит прежде всего от качества дизельного топлива и в немалой степени от его чистоты. Что касается основных загрязнителей топливной системы дизельных автомобилей, они хорошо известны – это органические и неорганические вещества, а также вода. Какое бы чистое топливо не заливали в бак, там обязательно будет некоторое количество грязи и воды. В некачественном топливе могут присутствовать также асфальтены – тяжелые углеводороды, оставляющие на фильтре черные отложения. Из-за этого топливный фильтр может забиться довольно быстро. Однако для этого его и установили, чтобы отлавливать в топливе все постороннее, при этом фильтр вырабатывает свой ресурс тем быстрее, чем больше грязи в топливе.

Вода в дизтопливе никогда не считалась безвредной, она вызывает коррозию топливной системы и образование ржавчины. Зимой вода имеет свойство замерзать в самой недоступной точке трубопровода, и тогда двигатель работает неустойчиво либо вовсе глохнет. А еще в воде могут жить микроорганизмы, которые питаются дизтопливом. Из-за них возникает множество проблем в теплое время года, когда микроорганизмы начинают интенсивно размножаться и нередко забивают топливный фильтр.

Однако мало кто знает, что наибольший вред вода, присутствующая в дизтопливе, причиняет топливной аппаратуре. При высоком давлении впрыска вода, находящаяся в топливе, вызывает кавитационные процессы, приводящие к активной эрозии металла. Следствием этого является ускоренный износ калиброванных распылителей форсунок, а это в свою очередь приводит к росту расхода топлива и соответственно ухудшению экономических и экологических характеристик двигателя.

Особенно негативно наличие воды в топливе стало проявляться при переходе на более высокие экологические стандарты. Чем более совершенна топливная аппаратура, тем больше ущерб, причиняемый водой. Зависимость здесь прямо пропорциональная, ведь для лучшего распыления топлива на современных автомобилях пришлось повысить точность и давление впрыска, а износ сопел распылителей, вызываемый находящейся в топливе водой, находится в квадратичной зависимости от давления впрыска. Так, если давление топлива в районе плунжерной пары в двигателях стандарта Euro 2 в среднем составляло 1200 атм, то в двигателях стандарта Euro 3 оно возросло до 1500 атм, а стандарта Euro 4 – уже до 1800…2000 атм. Поэтому при использовании топлива с одинаковым содержанием воды форсунки на двигателе Euro 3 прослужат в полтора раза меньше, чем на двигателе Euro 2, а на двигателе Euro 4 почти втрое меньше.

Насос-форсунки, устанавливаемые на современных двигателях и страдающие от воды в первую очередь, стоят очень дорого. Замена их комплекта может обойтись владельцу в несколько тысяч евро, не считая потерь из-за простоя автомобиля. Поэтому по мере совершенствования двигателей и их топливной аппаратуры все более актуальной становится проблема очистки дизельного топлива от воды. Подавляющее число компаний, выпускающих автомобили с дизельными двигателями, в настоящее время в обязательном порядке устанавливают фильтры-сепараторы, задача которых – отделить воду от дизтоплива, поскольку обычные топливные фильтры могут задерживать только свободную воду, да и то не полностью. Впрочем, и фильтры-сепараторы не всегда справляются с этой задачей достаточно эффективно.

Если вода в дизтопливе…

Воду, которая находится в дизтопливе, можно разделить на два вида – свободную и эмульгированную. Свободная вода, как правило, всегда присутствует в топливном баке. Обычно она попадает туда двумя путями: с топливом во время заправки и в виде конденсата, образующегося при перепаде температур.

С переходом на стандарт Euro 3 температурный режим двигателя стал более жестким. Топливо, подаваемое в систему питания двигателя, стало активнее выполнять функцию его охлаждения, ведь значительная часть дизтоплива, выкачиваемого из топливного бака, вскоре снова туда возвращается, но уже подогретым. При росте перепада температур снаружи и внутри топливного бака влага из находящегося там воздуха конденсируется, при этом образующиеся мелкие ее капли частично стекают на дно, а частично, перемешиваясь с соляркой, образуют так называемую эмульгированную воду, которая может находиться в топливе достаточно длительное время.

Считается, что капли размером более 260 мкм сразу опускаются на дно, капли размером 180…260 мкм оседают через достаточно непродолжительный промежуток времени, а капли диаметром 5…180 мкм, собственно, и представляют собой эмульгированную воду, которая может находиться в топливе во взвешенном состоянии очень долго. Таким образом, в любом топливном баке рано или поздно появится вода. Заблуждается тот, кто считает, что, приобретая топливо у именитых компаний, защитит тем самым топливную систему своего транспортного средства от воды.

Топливный насос, закачивая дизельное топливо из бака, одновременно с ним подхватывает и скопившуюся внизу отстоявшуюся воду, которая, перемешавшись с соляркой, частично снова переходит в эмульгированное состояние.

Обычная схема современной топливной системы дизельного двигателя включает топливный фильтр (так называемый фильтр тонкой очистки) и фильтр-сепаратор, который, как правило, устанавливают первым. К нему обычно подключают подогрев, для того чтобы избежать блокировки фильтрующего элемента парафинами и замерзания в нем воды в холодное время года.

Одним из мировых лидеров по производству фильтров-сепараторов считается американская компания Cummins Filtration (до недавнего времени именовавшаяся Fleetguard), основанная полвека назад мировым лидером по производству дизельных двигателей мощностью свыше 50 л.с. компанией Cummins. В число ее разработок в дополнение к уже существующим системам входит специальный термисторный электроподогреватель. Такой подогреватель представляет собой шайбу толщиной около сантиметра, которая, как прокладка, устанавливаются между головкой и фильтром и подключается к бортовой сети транспортного средства.

В качестве нагревательного элемента в этих подогревателях используется титанат бария, сопротивление которого меняется прямо пропорционально температуре. Когда температура нагревательного элемента достигает 50 ºС, его сопротивление сильно возрастает, а сила тока в цепи уменьшается. Благодаря этому нет опасности перегрева топлива, да и термостат не нужен. И поскольку термистор является саморегулирующимся, зимой при работе двигателя он может быть постоянно включен.

Любой фильтр-сепаратор, «внучатый племянник» фильтра-отстойника, обязательно оснащен клапаном или пробкой для слива воды, и забывать сливать воду оттуда не стоит, особенно зимой, иначе фильтр заполнится водой и перестанет пропускать топливо либо вода пойдет в топливную магистраль. На морозе корпус фильтра может и вовсе лопнуть. Поэтому исторические памятки советских времен «Не забудь слить воду!» остались актуальными и сегодня, хотя в несколько ином смысле.

Так как вода наиболее опасна для систем впрыска, именно их разработчики и устанавливают требования к фильтрам-сепараторам. В частности, компания Bosch требует, чтобы сепаратор выделял из подаваемого топлива как минимум 93% поступающей с топливом воды, включая свободную и эмульсированную.

Сколько воды может задержать фильтр-сепаратор

А как же утверждение некоторых производителей, что их сепараторы способны задерживать 100% воды? Пока это из области фантастики – до сих пор не существует идеальных материалов, которые могли бы задержать всю эмульгированную воду. Свободную воду отделить проще, хотя полностью это сделать тоже проблематично. Поэтому производители, заявляя о том, что их фильтры-сепараторы отделяют 100% воды, выдают желаемое за действительное, даже если речь идет о свободной воде. А о доле поступающей с топливом воды, задерживаемой изделиями таких компаний, их представители предпочитают не упоминать, как правило, по той простой причине, что многие фильтры-сепараторы эмульгированную воду либо не задерживают вовсе, либо задерживают в крайне небольших количествах.

Что касается реальных цифр, то, как видно из таблицы, лучшие показатели по очистке топлива от воды на сегодняшний день у фильтров-сепараторов Fleetguard, которые отделяют не менее 95% воды, находящейся в системе, включая свободную и эмульгированную. Такой высокий уровень очистки топлива стал возможным прежде всего благодаря использованию при изготовлении фильтрующих элементов синтетического материала StrataPore™ – собственной разработки компании Fleetguard. Особенностью фильтров, изготовленных с использованием этого материала, является то, что их фильтрующие элементы состоят из пяти слоев. Два наружных слоя изготовлены по традиционной технологии – из целлюлозы и стекловолокна, а три внутренних слоя – из нетканого водоотталкивающего синтетического волокна. Причем три внутренних слоя соединены между собой с помощью ультразвука. Каждый последующий слой задерживает загрязнения меньшего размера и работает независимо от других, это позволило уменьшить размер задерживаемых частиц до 2 мкм, что невозможно, если используется обычный бумажный элемент. И поскольку все пять слоев работают одновременно, емкость такого фильтра намного выше, чем аналогичного по размеру, но изготовленного с использованием целлюлозы.

Не менее важным, а может быть, и главным достоинством материала StrataPore™ является несмачиваемость его полиэфирных слоев. Благодаря водоотталкивающим свойствам они в отличие от целлюлозы гораздо хуже пропускают воду, значительная часть которой задерживается фильтром и стекает в отстойник.

Технология производства позволяет изготавливать StrataPore™ с порами стабильного размера, а это дает возможность выпускать фильтры с точно заданным уровнем очистки, определяющим, частицы какой величины они могут задерживать. Здесь нельзя не отметить, что размер пор (или «микронаж») фильтра подбирается в зависимости от его назначения, и принцип «чем меньше – тем лучше» в данном случае не срабатывает. Однако об этом чуть позже.

Ресурс фильтра – понятие условное

Считается, что фильтроэлементы, изготовленные с использованием материала StrataPore™, в три раза эффективнее обычных, хотя, как ни парадоксально это может показаться на первый взгляд, при определенных обстоятельствах их ресурс может быть сравним с ресурсом оригинального фильтра, изготовленного с использованием целлюлозы. StrataPore™, несмотря на большую емкость, задерживает гораздо больше грязи, так как качество очистки у него лучше. Кстати, ошибочно бытует мнение, что фильтр (и фильтр-сепаратор в том числе) тем лучше, чем дольше он может проработать без замены. Убедиться в этом несложно на таком простом примере: фильтр, лишенный фильтрующего элемента, никогда не забьется и будет работать вечно. Только какой от него толк? В то же время фильтр емкостью 75 г (рассчитанный на задержание 75 г загрязнений) прослужит ровно столько времени, сколько потребуется на то, чтобы удалить из топлива это количество грязи, и время это будет зависеть исключительно от чистоты топлива.

Сейчас компания Cummins Filtration выпускает топливные фильтры и фильтры-сепараторы для всех дизельных двигателей грузовых и легковых автомобилей (всего более 12 тыс. наименований). Пока в качестве оригинальных их используют лишь заокеанские производители, а в Европу такие фильтры поступают как запчасти. Впрочем, некоторые европейские автопроизводители уже высказали намерение устанавливать фильтры Cummins Filtration на свои грузовики.

Что касается цен на эти фильтры-сепараторы, они вполне соизмеримы с ценами на продукцию аналогичного назначения других производителей.