О топливных фильтрах…

Понятно, что особенно важным для беспроблемной подачи топлива является отсутствие каких-либо примесей. Но поскольку при производстве и транспортировке невозможно предотвратить попадание в топливо посторонних примесей, они должны быть надежно отфильтрованы.

Для двигателей 1.5 и 2.0 dCi Renault, начиная с 2005 года выпуска, фирма MAHLE разработала семейство топливных фильтров, которое объединяет в себе множество функций и применяется в разных вариантах для различных автомобилей. Эти фильтры, как и все топливные фильтры MAHLE, оснащены высококачественными фильтрующими средами, которые защищают топливную систему от мельчайших частиц загрязнений и коррозии, что гарантирует надежную, безотказную и экономичную работу двигателя. Непременным условием является замена фильтров в соответствии с предписаниями производителя автомобиля.

Топливные фильтры MAHLE, используемые в моделях Renault, оборудованы специальным держателем. Он не только позволяет работникам автомастерской проще и быстрее производить смену фильтра, но и обеспечивает точное встраивание нового фильтра в заданном автопроизводителями положении. Поэтому фильтры со встроенным держателем обязательно должны заменяться только такими же фильтрами.

В автомобиле Renault Logan 1.5 dCi очистка топлива также производится при помощи фильтров из этого семейства. На рынке запчастей держатели не входят в их комплектацию. При смене старый фильтр сначала отвинчивается от остающегося в автомобиле держателя, на котором затем закрепляется новый фильтр.

При минусовых температурах происходит загустевание дизельного топлива. Нарушается текучесть, и образуются кристаллы парафина, которые могут забить фильтр, что приводит к остановке автомобиля из-за нехватки топлива. Чтобы это предотвратить, фирма MAHLE встроила в фильтры специально разработанный клапан предварительного нагрева, который регулирует тепловой режим при помощи биметаллического диска (клапан переключения) и шара с пружиной (обратный клапан). При низких температурах часть нагретого топлива, которая поступает назад из распределительного ТНВД и клапанных форсунок и при этом нагревается за счет отходящего тепла двигателя, снова направляется к топливному фильтру. Благодаря такой теплоотдаче предотвращается загустевание за счет растапливания образовавшихся кристаллов парафина.

В зависимости от того, для какой страны производятся автомобили, топливные фильтры MAHLE предлагаются с присоединением для электронного сигнализатора уровня воды или без него. В странах с хорошим качеством дизельного топлива достаточно сливной резьбовой пробки, чтобы выпускать осажденную воду через равные промежутки времени. Для стран с высоким содержанием воды в дизельном топливе на фильтре размещаются датчики уровня воды, которые выдадут предупреждение, как только вода превысит определенный уровень. Из соображений экономии места слив воды в обоих конструктивных исполнениях находится сбоку.

В этой связи чрезвычайно важно помнить: нельзя устанавливать фильтр с подключением для датчика уровня воды в автомобиль, не оборудованный датчиком.

И уж коль скоро мы заговорили про воду в дизельном топливе, имеет смысл отметить следующее. Подготовка топлива в дизельных двигателях представляет собой особенно сложную задачу, в частности, потому, что дизельное топливо не подлежит общемировому нормированию и доля воды в топливе сильно различается по регионам мира. В Европе верхняя граница общего содержания воды в топливе составляет 200 промилле (0,02 %), а в так называемых «странах некачественного топлива», как, например, США, она может быть существенно выше. Чем больше воды находится в дизельном топливе, тем выше риск повреждения систем впрыска топлива, например, в результате коррозии или недостаточной смазки и тем важнее эффективность системы влагоотделения.

Другое требование к надежному влагоотделению появилось в последнее время в результате технологического прогресса и обусловлено тем, что общепринятой становится установка топливного фильтра в нагнетательной части системы подачи топлива, т.е. фильтр располагается за топливным насосом. В такой системе стандартные фильтры не могут обеспечить надежное отделение воды из топлива.

Если топливный фильтр устанавливается в нагнетательной части системы подачи топлива, это оказывает непосредственное влияние на влагоотделение: большие капли воды, находящиеся в топливе на стороне всасывания, настолько сильно измельчаются в результате воздействия давления впрыска, что топливо и вода образуют эмульсию.

Однако образование эмульсии является лишь одним из многих факторов, которые влияют на процесс влагоотделения. Помимо этого, данный процесс зависит от поступающих объемов топлива, регулирования потока, стабильности эмульсии, гидрофобности водоотталкивающего слоя фильтра и присадок к топливу.

Компанией MAHLE было разработано эффективное решение: двухступенчатое влагоотделение, которое создано специально для применения на напорной стороне дизельного двигателя автомобиля. При этом влагоотделение разбивается на два отдельных этапа. Использованные в этой системе фильтрования новые идеи были запатентованы MAHLE.

Этап 1: увеличить водяные капли.

Чтобы эмульсию, образовавшуюся в результате впрыска, преобразовать обратно в двухфазовую жидкость, сначала необходимо снова увеличить микроскопические частицы воды. Этот процесс, называемый коалесценцией (слиянием эмульгированных примесей), осуществляется собственно через фильтр одновременно с отфильтровыванием из топлива частиц грязи. В целлюлозном фильтре имеется прокладка из фильтрующего материала Meltblown, установленная со стороны неочищенного топлива и представляющая собой слой синтетического полиэфирного волокна, предназначенного для повышения грязепоглощающей способности фильтра. Бумага-основа и слой фильтрующего материала Meltblown оптимально объединяют мелкие капельки в более крупные, а выполненный в виде гофрированной звезды фильтр для задержания частиц примесей агломерирует даже мельчайшие капельки воды.

Этап 2: отделить воду.

Второй этап фазы фильтрования осуществляется во влагоотделителе, гидрофобная ткань которого с размером ячеек 25 мкм разделяет уже нестабильную эмульсию и, таким образом, отделяет воду. Поскольку вода тяжелее дизельного топлива, капли воды опускаются в водосборную емкость. Более легкое дизельное топливо течет дальше по направлению к выходу из фильтра. Благодаря такому процессу система впрыска топлива надежно защищается от повреждений, вызываемых высоким содержанием воды в дизельном топливе.

Двухступенчатые топливные фильтры серийно устанавливаются известными автомобилестроительными компаниями, а в магазинах материалов для технического обслуживания и ремонта в продаже имеются фильтры марок MAHLE Original и Knecht (в т.ч. для автомобилей фирм Chrysler, Jeep, Mercedes-Benz, Mitsubishi и Smart).

И, естественно, в контексте топливных фильтров отдельно надо акцентироваться на их замене. Регулярная замена фильтра является обязательным мероприятием, ведь это обеспечит надежную работу и долгий срок службы двигателя. В зависимости от рекомендаций производителя и качества используемого топлива замену топливных фильтров дизельных автомобилей необходимо выполнять через каждые 15 000–30 000 км пробега. То есть замена фильтра представляет собой в мастерской стандартную процедуру, которая, однако, имеет несколько нюансов.

Система впрыска дизельного топлива в легковых автомобилях или коммерческом транспорте работает с очень высокими величинами давления: 2000 бар и более вовсе не являются редкостью. Поэтому насос высокого давления, регулирующие клапаны и форсунки испытывают соответствующие нагрузки.

Т.к. смазка этих компонентов осуществляется исключительно через топливо, эти детали очень чувствительно реагируют на любое, даже очень малое загрязнение дизельного топлива: крошечные частички посторонних примесей, равно как и минимальное количество воды в топливе, могут привести к разрушению этих хрупких деталей. Если в топливе присутствуют посторонние примеси, то они способствуют засорению сопел форсунок, что приводит к нарушению рисунка распыления (т.е. рассеивания топлива), а тем самым и процесса смесеобразования. Поэтому особенно высокие требования предъявляются непосредственно к фильтрующим материалам топливных фильтров дизельных двигателей.

Нередко случается так, что после замены фильтра мотор не заводится или глохнет спустя некоторое время. В мастерской подозревают, что этот дефект возник по вине нового фильтра, поэтому фильтр демонтируется и производителю направляется рекламация.

рис.1. Потрескавшийся
вследствие потери
эластичности топливный
трубопровод - причина
появления побочного
воздуха в системе

В большинстве случаев эксперты технической лаборатории MAHLE после ряда испытаний устанавливают, что корпус абсолютно герметичен, фильтрующая способность и перепад давления на фильтрующем материале в точности соответствуют номинальным значениям, отклонений от жестких требований, предъявляемых к производству фильтров, нет. Иными словами, фильтр в безупречном состоянии. Но что является тогда причиной возникшей проблемы? Описание, представленное автомастерской, позволяет, в конце концов, добраться до истины: в каком-то месте образовалась неплотность, через которую топливный насос вместо дизельного топлива засосал воздух. Но где именно?

Частой причиной появления побочного воздуха, которого опасаются все автолюбители, является дефект топливного трубопровода. В наибольшей степени к разрушениям такого рода предрасположены резиновые шланги. Высокие температуры моторного отсека и постоянная вибрация приводят к износу топливопроводных шлангов. На изображении (рис. 1) представлен экстремальный пример из практики. Фотография была сделана после замены фильтра, во время которой был перегнут уже имеющий трещины шланг. Одна из трещин увеличилась, что привело к засасыванию побочного воздуха, это и было причиной сбоя в работе.

Следует также самым тщательным образом контролировать топливные трубопроводы на форсунках и обратные топливные трубопроводы к баку. Топливные трубопроводы должны быть проложены в автомобиле и двигателе таким образом, чтобы исключить возможность их истирания при вибрациях, а также повреждения горячими, вращающимися или движущимися деталями. Поэтому при замене фильтра необходимо в обязательном порядке проверять крепления и защитные щитки.

Еще одной причиной появления побочного воздуха в топливной системе является Martes foina, каменная куница. Этот маленький хищник распространен, прежде всего, в сельской местности. Вечером и ночью остаточное тепло в моторном отсеке автомобиля действует на него притягательно. Там зверек находит мягкий изоляционный материал на передней стенке кузова, а также с внутренней стороны капота двигателя. Но в автомобиле куницу привлекают и водяные шланги, провода системы зажигания, шланги системы охлаждения и топливные трубопроводы. У куниц очень острые зубы, которые прямо-таки пробивают проводку. При пристальном рассмотрении можно обнаружить следы от зубов (рис. 2), которые напоминают по форме проколы иглой. Повреждение куницей топливного трубопровода приводит к засасыванию побочного воздуха, вредного для системы. В результате затрудняется пуск двигателя, наблюдаются перебои в его работе или глушение двигателя.

рис.2. Типичная картина
ущерба от прокуса куницей:
небольшие следы от зубов
на топливном трубопроводе,
ставшие источником
засасывания побочного
воздуха.

Для того чтобы уплотнения действительно были плотными, следует обратить внимание на несколько нюансов. На крышках корпуса патронов топливных фильтров следует всегда устанавливать новые уплотнительные кольца круглого сечения. В некоторых фильтрах топливных трубопроводов клапан предварительного подогрева уплотняется кольцом круглого сечения, которое при замене топливного фильтра также следует заменить новым.

При монтаже нужно обращать внимание на то, чтобы уплотнительное кольцо круглого сечения не повредилось. Поэтому при монтаже уплотнительного кольца нельзя использовать рабочий инструмент с острыми кромками (например, отвертки). Острые кромки корпуса, крышки или кромки клапана предварительного нагрева также могут надрезать и повредить уплотнительное кольцо.

Еще одной опасностью является перекручивание уплотнительного кольца при монтаже клапана предварительного нагрева или крышки корпуса (рис. 3). Во избежание этого перед монтажом уплотнительное кольцо круглого сечения необходимо смазать чистым дизельным топливом. Согласно общему правилу, для смазки уплотнений следует использовать такое вещество, герметиком для которого они являются, т.к. материал уплотнений обладает устойчивостью против этого вещества и не поддается разрушению при контакте с ним. (То есть в фильтрах дизельного топлива на уплотнения следует нанести дизельное топливо, на уплотнения масляных фильтров – чистое моторное масло.)

рис.3. Перекрученное при
монтаже уплотнительное
кольцо способствует
появлению неплотностей.
Поэтому перед установкой
крышки на кольцо следует
нанести соответствующую
смазку.

В резьбовых крышках топливных фильтров следует также обращать внимание на правильное расположение уплотнительного кольца: оно должно полностью находиться в предназначенном для него пазу. Более подробную информацию вы найдете в Техническом вестнике (Technical Messenger) TM 6/2012, который можно загрузить на сайте www.mahle-aftermarket.com.

В безрезьбовых крышках корпусов фильтров, которые, например, встречаются в некоторых автомобилях VW, следует обращать внимание на то, чтобы при монтаже и демонтаже она не была деформирована, в противном случае система может разгерметизироваться.

…о фильтрах салона…

Хорошие воздушные фильтры салона представляют собой настоящие технические шедевры. Они предотвращают проникновение пыли, пыльцы и даже неприятных запахов внутрь салона. В связи с тем что воздух поступает в салон активным вдуванием, концентрация вредных веществ внутри автомобиля без воздушного фильтра была бы в шесть раз выше, чем в придорожной зоне. Поэтому так важно, чтобы установленный в автомобиле фильтр работал идеально.

Интервал замены высококачественных салонных фильтров составляет как минимум один год или 20 000 км пробега, а эффективность очистки – более 99,5% (практически 100%). Выходит, такие фильтры должны обладать способностью накапливать большой объем пыли на протяжении долгого времени. И вот теперь мы подходим к главному: существуют фильтры, рабочая площадь которых составляет 0,25 м², но есть и фильтры с рабочей площадью вплоть до 0,6 м² – разницу в эффективности их работы можно легко себе представить.

Пространство для монтажа фильтра, разумеется, ограниченно, поэтому важную роль играют характеристики материала и форма фильтра. Фильтры из нетканых материалов, например, могут быть сложены таким образом, что они будут обладать большой рабочей поверхностью даже на небольшом пространстве. Но для того, чтобы загрязненный воздух равномерно проходил через всю геометрию фильтра, между отдельными складками должно быть свободное пространство. Расстояние между верхними кромками складок в фильтре составляет чаще всего 5 мм.

Кроме того, производители высококачественных салонных фильтров, в том числе и MAHLE, не используют клеевых составов, которые, прежде всего, при высоких температурах могут выделять в салон автомобиля опасные для здоровья газы.

О необходимости замены воздушного фильтра свидетельствует следующее. Если, несмотря на то что вентилятор включен на полную мощность, из щелей практически не выходит воздух, то пришло самое время заменить салонный фильтр. Фильтрующий материал в этом случае настолько забит, что он уже не пропускает воздух. Это приводит к возникновению высокого давления, что чревато серьезными последствиями для всей системы вентиляции.

Компания MAHLE проводит тестирование пыленакопительной способности новых фильтрующих материалов и их геометрических форм в разработанном специально для этих целей воздушном канале. В нем фильтрующий элемент подвергается воздействию мелкой и грубой пыли, а также различным величинам сопротивления воздуха – канал симулирует работу фильтра с учетом пробега автомобиля, равного 20 000 км.

Вывод: регулярная замена фильтра защищает и автомобиль, и здоровье человека.

…и о масляных фильтрах

Изо дня в день автомастерские и водители сталкиваются с необходимостью капитального ремонта двигателя. Во многих случаях причина заключается во встроенном, но практически бесполезном масляном фильтре, в котором отсутствует важнейшая деталь. Диагноз эксперта компании MAHLE по двигателям однозначен: подшипник турбонагнетателя поврежден, причина – износ, обусловленный загрязнением. Демонтаж масляного картера открывает ужасную картину: многочисленные сажевые отложения и следы истирания во всем двигателе, износ коренных и шатунных подшипников. Или, словами инженера компании, «это выглядит так, как будто двигатель работал без масляных фильтров».

Специалист открывает корпус масляного фильтра, вынимает фильтрующий элемент, и в глаза сразу бросаются два факта. Во-первых, установленный фильтр не соответствует предписаниям производителя автомобиля. Во-вторых, фильтрующий элемент, по всей видимости, не справился с возложенной на него задачей. Но почему? Чтобы в этом разобраться, нужно знать, как работает установленный производителем в рамках заводской комплектации модуль масляного фильтра от MAHLE и чем он отличается от других систем.

На концевом диске фильтра расположен черный пластмассовый штырь, известный специалистам как шплинт, оснащенный уплотнительным кольцом. В собранном состоянии шплинт без зазоров заполняет и, таким образом, уплотняет предусмотренное для него отверстие в корпусе фильтра.

Если при смене фильтров потянуть за этот шплинт при откручивании крышки корпуса, то в корпусе откроется дренажное отверстие, через которое избыточное масло стекает в картер. Полный слив масла важен по двум причинам. Во-первых, при установке нового фильтра остаточное масло может брызгать из корпуса. Во-вторых, весь смысл замены масла заключается в том, чтобы по возможности полностью заменить отработанное масло новым. Новая модель оригинального фильтра оснащена шплинтом с уплотнителем, что позволяет снова герметично закрыть дренажное отверстие при монтаже. При работе двигателя это обеспечивает полный прогон моторного масла через фильтровальную бумагу и его очистку.

Замена фильтрующего модуля, как правило, всегда ставит мастерские перед сложной задачей. Корпус фильтра располагается зачастую в глубине моторного отсека, что заставляет механика наугад искать дренажное отверстие и способ вкручивания фильтра до фиксации шплинта в предназначенном для него отверстии. Об этом инженеры MAHLE подумали еще при разработке шплинта и нашли решение, позволяющее абсолютно надежно зафиксировать шплинт в фильтре MAHLE из любой исходной позиции. На практике это означает следующее: просто наложить уплотнитель на крышку корпуса, смазать его маслом, вдавить в крышку сменный фильтрующий элемент до щелчка и вкрутить крышку в корпус модуля.

А как шплинту не сбиться с пути? В дно корпуса врезана спиральная дорожка, работающая по принципу детского лабиринта с шариком. При вкручивании шплинт перемещается по ней, чтобы надежно занять свое место в дренажном отверстии. Хитрое устройство, такое хитрое, что компания MAHLE его запатентовала.

Чтобы не нарушить патентные права компании MAHLE, конкурирующие на рынке предприятия скопировали патрон фильтра, но при этом дополнительно установили рядом со шплинтом крупный заостренный пластмассовый штырь. При вкручивании крышки этот штырь на конечном диске может привести к разрушениям и застрять в корпусе. Тогда патрон фильтра застревает. С фатальными последствиями: шплинт не продвигается по дорожке... и механик остается без вспомогательного приспособления и должен найти точное положение отверстия, а это, как упоминалось выше, дело нелегкое.

И еще одна проблема: острый пластмассовый штырь может превратиться в угрозу для расположенного на дне корпуса перепускного клапана, повредить и даже вывести его из строя. Это значит, что перепускной клапан, предназначенный только для определенных кратковременных ситуаций, постоянно открыт.

Как вы знаете, перепускной клапан обеспечивает двигатель маслом даже в холодную погоду, когда масло еще не прогрелось и вязкое. Для этого масло направляется в масляный контур без фильтрации, гарантируя присутствие смазки. Как только моторное масло прогрелось и его вязкость понизилась, перепускной клапан должен герметично закрыться, направляя весь объем моторного масла через фильтровальную бумагу.

Риск для механика заключается в том, что поврежденный таким образом клапан поначалу не дает о себе знать. Даже если он постоянно открыт, двигатель поначалу работает без помех, индикатор масла не горит и не может предупредить водителя о дефекте. Тот факт, что моторное масло просачивается через открытый перепускной клапан и циркулирует в контуре двигателя, а масляный фильтр совершенно не задействован, остается незамеченным. Это значит, что все загрязнения, обычно удерживаемые фильтром (сажа, посторонние твердые частицы, металлическая стружка), без фильтрации расходятся по масляному контуру. Присутствие таких абразивных и вызывающих коррозию посторонних частиц в масле ведет к износу двигателя и его повреждению.

Печально известны также случаи, когда повреждения двигателя были вызваны поддельным фильтром, шплинт которого во время монтажа застрял в корпусе и отломился. Фатальное последствие – постоянно открытое дренажное отверстие. Через него большая часть масла протекла из корпуса масляного фильтра обратно в масляный картер вместо того, чтобы смазать предназначенные для этого места двигателя.

В принципе механики рискуют особенно тогда,

• когда потенциально возможна монтажная погрешность;
• когда погрешность с трудом или совсем не заметна;
• когда погрешность имеет фатальные для двигателя последствия.

Тут, впрочем, как и всегда, следует помнить: дешевые фильтры могут обойтись втридорога. Механик может не заметить при установке поддельного фильтра, что он повредил и вывел из строя перепускной клапан в корпусе масляного фильтра. Когда он осознает свою ошибку, уже будет поздно. Понадобится капитальный ремонт двигателя, а все потому, что он выбрал на первый взгляд более дешевый фильтр.

Споры о том, кто оплачивает ремонт, нередко заканчиваются в суде. Тогда независимые эксперты начинают выяснять, кто несет ответственность за некомпетентную замену фильтра, которая привела к повреждению перепускного клапана, а затем и всего двигателя.