Вода не пройдет

О том, насколько опасно присутствие воды в топливе, известно даже неспециалистам. Она вызывает коррозию деталей двигателя и выводит из строя топливную аппаратуру – ТНВД и форсунки, потому что, попадая в зазоры менее 10 мкм, вызывает кавитационный износ в зазорах и каналах распылителей форсунок, а значит, расширяются каналы, а это в свою очередь вызывает увеличение расхода топлива, ухудшает топливную экономичность, экологические показатели и в конечном итоге снижает мощность двигателя. Вода даже вступает в реакцию с топливом и образует лаковые отложения, нарушая работу топливной аппаратуры.

Вода в топливе содержится в двух формах – свободной и эмульгированной. Свободная вода присутствует в топливе в виде отдельных капель (мы не говорим о таких тяжелых чрезвычайных случаях, когда воды в топливе чуть ли не четверть бака). Основной источник свободной воды – цистерны топливозаправочных станций. Кроме того, вода конденсируется из воздуха при нагревании топливного бака днем и охлаждении ночью. Капли воды можно заметить невооруженным глазом: если налить топливо в прозрачный сосуд, они соберутся на дне. Свободную воду большинство фильтров-сепараторов задерживает более-менее успешно, хотя и не полностью. Разные производители называют разные цифры, которые, по их информации, находятся в диапазоне от 19 до 99%. А это означает, что даже обычная вода, находящаяся на дне топливного бака, может попадать в топливную систему. И если фильтры-сепараторы пропускают обычную воду, то что тогда говорить об эмульгированной или связанной? Здесь дело обстоит еще хуже, и вот почему. Связанной называют воду, которая находится в топливе во взвешенном состоянии в виде мельчайших частиц диаметром 5…180 мкм и которая легко проникает через большинство фильтрующих элементов фильтров-сепараторов. Неудивительно, что большинство производителей предпочитают не упоминать в технических характеристиках как общую долю задерживаемой воды, так и процент той воды, которая находится в эмульгированном состоянии. А эта величина обычно колеблется в пределах от 0 до 20%. Соответственно обычно не указывают и суммарное количество задерживаемой воды, хотя этот показатель важен для топливной аппаратуры, поскольку вода очень опасна для систем впрыска. Недаром именно их разработчики устанавливают требования к фильтрам-сепараторам. Так, компания Bosch требует, чтобы фильтр мог удалять из прокачиваемого топлива как минимум 93% суммарного количества воды, включая свободную и эмульгированную. Эмульсия обычно образуется при интенсивном перемешивании капель воды с топливом, например, при движении машины по стройплощадке, когда топливо сильно плещется в баке, а также в насосах при перекачивании топлива из топливозаправщика в цистерну, из цистерны в бак машины и т. д.

Главной задачей фильтров-сепараторов является отделение от дизельного топлива воды, находящейся в нем как в свободном, так и в эмульгированном виде. Существует три основных типа фильтров-сепараторов. Наиболее распространены фильтры-сепараторы типа spin-on (одноразовые, в неразъемном корпусе, накручивающиеся на штуцер), которые устанавливаются на двигатель и входят в его базовую комплектацию.

Также применяются сепараторы типа spin-on, но устанавливаемые отдельно от двигателя, например, на раму машины; часто они выполняют функции фильтра грубой очистки и оснащаются подогревателем. Такие фильтры обычно имеют отстойник из прозрачной пластмассы.

Третий тип фильтров-сепараторов – устанавливаемые отдельно (также, например, на раме) в разъемном корпусе. В составе такого фильтра есть водоотделитель. Эта конструкция имеет ряд преимуществ: прозрачные крышки, прозрачные отстойники для воды, подогреватели, датчики температуры топлива, загрязненности фильтра и уровня воды в отстойнике (который очень удобен – оператору не нужно постоянно проверять отстойник, он сливает отстой, только когда отстойник наполняется почти доверху), ручной подкачивающий насос, а также предохранительный перепускной клапан, открывающийся при засорении фильтра и возрастании давления в топливопроводе.

Недостатком фильтров-сепараторов считается практически неизбежный пролив некоторого количества топлива при замене фильтрующего элемента. А после заправки топливом пустого корпуса фильтра требуется удалить из него воздух, прокачав топливо ручным насосом, что достаточно трудоемко – для фильтров большой вместимости требуется сделать до ста качаний.

Следует заметить, что биодизельное топливо, которое все шире начинает применяться в Европе, более склонно образовывать эмульсию с водой и отделить воду от биодизельного топлива сложнее, чем от обычной солярки, поэтому в настоящее время ведущие компании разрабатывают фильтры-сепараторы специально для биодизельного топлива различного состава.

Естественно, что обеспечить соответствие этим требованиям могут не все производители, и главная причина этого заключается в фильтрующем материале, который должен уверенно задерживать не только свободную воду, но и отделять от топлива эмульгированную. В свое время такой материал под названием StrataPore™ был разработан американской компанией Cummins Filtration (Fleetguard). Его особенностью является уникальная пятислойная структура, состоящая из трех слоев акриловых волокон, а также слоя поддерживающей бумаги и слоя стекловолокна. Бо’льшая часть эмульгированной воды задерживается акриловыми фильтрующими слоями, каждый последующий из которых имеет меньшую пористость, поскольку поверхностное натяжение не позволяет воде проникать между волокнами. Здесь маленькие капли присоединяются друг к другу (коалесцируют), капли вырастают в размерах и стекают по стенкам фильтрующего элемента вниз, откуда через отверстие в корпусе попадают в отстойник. При этом многослойная структура не только позволяет гарантированно отделять 95% всей воды, находящейся в топливе как в свободном виде, так и в виде эмульсии, но и увеличивает количество загрязнений, задерживаемых фильтром, повышая тем самым его емкость.

Сравнительно  недавно компания Cummins Filtration (Fleetguard)  разработала фильтры-сепараторы семейства Fuel Processors с системой контроля загрязнения элемента Seeing is Believing^®, которые имеют необычную «перевернутую» конструкцию. И фильтрующий элемент, и прозрачная колба в них расположены сверху, тогда как отстойник находится в непрозрачном металлическом корпусе, где от топлива предварительно отделяется циклонным способом и отстаивается находящаяся в нем свободная вода.

Подбирать фильтр-сепаратор для того или иного двигателя по пропускной способности и тонкости фильтрации желательно лишь по рекомендациям производителя. А поскольку в настоящее время подобные фильтры-сепараторы используют в качестве оригинальных только на американском континенте, при их покупке следует обращать внимание на целый ряд параметров. В их числе напряжение подогревателя, которое на американских машинах 12 В, а также резьбовые соединения штуцеров топливопроводов, которые могут быть как дюймовыми, так и метрическими. И, конечно, необходимо выбрать между угловым (90°) и диаметральным (180°) расположением штуцеров, что зависит от места размещения фильтра и конфигурации подведенных к нему топливных магистралей. Но в любом случае фильтр-сепаратор надо ставить первым, сразу после топливозаборника, чтобы подогреть топливо и задержать находящуюся в нем воду.

Казалось бы, с оглядкой на широкий выбор по тонкости фильтрации фильтрующих элементов можно вообще обойтись без фильтра тонкой очистки, перекладывая его функции на фильтр-сепаратор, что широко практикуется в США. И хотя теоретически это возможно, практически не имеет смысла, поскольку фильтр-сепаратор несколько дороже фильтра тонкой очистки и сознательно уменьшать его ресурс экономически невыгодно. Гораздо целесообразнее использовать в нем 25-микронные фильтрующие элементы, которые кроме воды задержат только самые крупные частицы. А с остальным справится фильтр тонкой очистки.

Фильтры-сепараторы часто комплектуют подогревателем топлива, в холодное время предотвращающим засорение фильтра хлопьями парафина. На рынке предлагаются подогреватели топлива различных типов. Подогреватели постоянного тока работают от электросети машины напряжением 12 или 24 В. Обычно они выполняют функции предпускового подогревателя. Оператор включает зажигание приблизительно за три минуты до пуска двигателя, за это время подогреватель, встроенный в топливный фильтр, подогревает топливо до температуры, при которой растворяется парафин, и топливо может беспрепятственно проходить через фильтрующий элемент.

Подогреватели переменного тока могут использоваться и как предпусковые, и как автономные стояночные для поддержания температуры топлива во время длительной стоянки в холодное время, избавляя оператора от трудностей холодного пуска. Подогреватели этого типа питаются от бытовой электросети. Они могут в течение всего времени стоянки нагревать охлаждающую жидкость или топливо в баке и топливопроводах.

Особенно рекомендуется использовать подогреватели такого типа при работе на биодизельном топливе.