Паливні фільтри: забруднення бензину і дизельного палива, фільтри для різних двигунів, парафіни і антигелі

Автор матеріалу: Олег Тимошенко

Паливний фільтр очищає бензин або дизельне паливо від води, абразивного пилу, продуктів корозії і смол, захищаючи паливну апаратуру; найвищі вимоги до очищення - у дизелів, для яких найнебезпечніші вода і парафіни, що випадають на морозі. Нижче - звідки в паливі забруднення, які фільтри стоять на бензинових і дизельних двигунах, що таке зимове і літнє дизельне паливо і як діють депресорні присадки (антигелі).

Види автомобільного палива

Більшість транспортних засобів із двигунами внутрішнього згоряння працює на рідких вуглеводнях (газові системи тут не розглядаємо). Рідке паливо складається із суміші різних фракцій нафти і залежно від температури кипіння та типу двигуна поділяється на дві основні групи - бензини і дизельне паливо. За даними джерела, бензини складаються з легких фракцій, що киплять у діапазоні приблизно 30-180 °C, і практично не містять важких парафінів, які на морозі випадають в осад.

Чому паливо потребує очищення

Бензин і дизельне паливо забруднюються однаково - під час контакту з довкіллям, брудною тарою, перекачування забрудненими насосами і магістралями. У паливо потрапляють:

вода - у вигляді рідини, емульсії або колоїдного розчину;
пил - дрібні мінеральні абразивні частинки і включення органічного походження;
продукти корозії паливопроводів, цистерн, заправних ємностей і каністр;
смоли, важкі бітумні фракції, залишки ущільнювальних матеріалів.

За місцем виникнення забруднення поділяють на виробничі (утворюються на нафтопереробному заводі), операційні (під час транспортування, зберігання і заправлення) та експлуатаційні. За хімічним складом це метали і їхні сплави, оксиди металів і кремнію, асфальтосмолисті сполуки, смоли і продукти їх окиснення та полімеризації, кокс, сажа, полімери з ущільнювальних і пластмасових матеріалів, парафіни і церезини, бактерії і грибки, повітря та інші гази, вода.

Яким би чистим і прозорим не здавалося паливо, воно завжди містить забруднення, які поступово руйнують двигун. Тому паливні фільтри застосовують ще з перших років автомобілебудування.

Фільтри грубого і тонкого очищення

На шляху від бака до двигуна паливо, як правило, проходить щонайменше два фільтри:

фільтр грубого очищення у баку (занурювальний) - сітчастий або пластинчато-щілинний, затримує великі частинки (за даними джерела, понад 50-100 мкм);
основний фільтр тонкого очищення - за даними джерела, затримує частинки розміром від 5 до 20 мкм.

За даними джерела, фільтр грубого очищення міняють приблизно кожні 50-60 тис. км, а тонкого - кожні 20-25 тис. км; точний інтервал визначає регламент виробника автомобіля, а за поганої якості палива фільтри міняють частіше.

Паливні фільтри для різних двигунів

Карбюраторні двигуни

Карбюраторні двигуни відносно невибагливі до чистоти палива, тому на них ставлять найпростіші фільтри перед карбюратором. Найчастіше це циліндр із прозорого пластику з целюлозним елементом у вигляді багатопроменевої зірки і патрубками з торців. Прозорий корпус дає змогу візуально оцінити забруднення елемента.

Інжекторні двигуни

Через форсунки інжекторний двигун значно вимогливіший до чистоти бензину. Паливні фільтри для нього розраховані на тиск у системі, тому мають металевий або міцний пластиковий корпус і затримують дрібніші частинки, ніж фільтри карбюраторних двигунів.

Дизельні двигуни

Дизель стискає повітря значно сильніше, ніж бензиновий двигун (за даними джерела, тиск наприкінці стискання - близько 30 бар проти близько 10 бар), а паливо впорскується під дуже високим тиском. Тому форсунки дизеля - прецизійні вироби з мікронними зазорами, і вимоги до чистоти палива значно вищі, ніж для бензинових двигунів.

Найбільше проблем дизелю створює вода. Мікроскопічні краплі емульгованої води постійно присутні в паливі, хоча оком їх не видно (за даними джерела, око не помічає частинок менших за 40 мкм). Поверхня крапель притягує гідрофільні мікрочастинки забруднень, утворюються агломерати, які укрупнюються, осідають у паливній системі у вигляді мулу, твердіють і, потрапивши з потоком у форсунки, пошкоджують їх. За оцінкою джерела, саме вода в паливі - головна причина ремонту паливної апаратури дизеля. Складніші системи очищення з підігрівом і відокремленням води - паливні сепаратори - розглянуто в окремих статтях (див. нижче).

Дизельне паливо і парафіни

Дизельне паливо досі іноді називають соляром - за поширеною версією, від нім. Solaröl, «сонячна олива»: колись подібні нафтові фракції використовували для освітлення. Дизельне паливо поділяють на дві основні категорії:

малов'язке дистилятне - отримують перегонкою нафти приблизно в діапазоні 200-350 °C з гідроочищенням гасово-газойлевих фракцій; призначене для швидкохідних дизелів вантажних і легкових автомобілів та іншої техніки;
залишкове високов'язке - отримують змішуванням мазутів із гасово-газойлевими фракціями; призначене для малообертових суднових і стаціонарних дизелів.

Фракції дизельного палива містять парафіни - насичені вуглеводні (алкани), які залежно від температури плавлення бувають рідкими, мазеподібними або воскоподібними. На морозі паливо мутніє: воскоподібні парафіни твердіють і утворюють завись. Саме помутніння ще не небезпечне, але з часом кристали злипаються в більші згустки, і коли їхній розмір стає порівнянним з порами фільтра, елемент забивається парафіновим гелем. Тоді паливо не проходить через фільтр, і двигун не заводиться або глохне.

Зимове і літнє дизельне паливо

За температурою граничної фільтрованості, помутніння і випадання парафінів дизельне паливо умовно поділяють на зимове і літнє. За оцінкою джерела, заводам економічно вигідно відганяти широку фракцію, тому здебільшого виробляють літнє паливо з більшим вмістом високомолекулярних парафінів, які випадають в осад навіть за невеликого охолодження. Теоретично їх вміст можна зменшити, обмеживши верхню межу перегонки 320 °C замість 360 °C, але, за даними джерела, вихід дизельного палива тоді зменшується приблизно в півтора раза.

Позбутися парафінів можна депарафінізацією - зв'язуванням парафінів розчином карбаміду з відокремленням осаду або поглинанням високомолекулярних парафінів молекулярними ситами (цеолітами). Ці методи дорогі, тому на практиці частіше пригнічують випадання парафінів депресорними присадками.

Депресорні присадки (антигелі)

Депресорні присадки додають у дизельне паливо, щоб поліпшити його низькотемпературні властивості: вони заважають парафінам відокремлюватися і випадати в осад і зберігають працездатність паливного фільтра. Механізмів дії два:

молекули депресора обволікають кристали парафіну, що починають виділятися, і не дають їм злипатися у великі агломерати;
депресор сам створює центри кристалізації, і парафіни випадають дрібними кристалами заданого розміру, які менше забивають фільтр.

«Антигелем» називають загалом усі депресорні присадки до дизельного палива; основні їх типи виготовляють на основі полімерів метакрилової кислоти або сополімерів етилену з вінілацетатом. На ринку є як дієві склади, так і малоефективні. Присадку додають у бак заздалегідь, до появи проблем із парафінами: кристали, що вже випали, жодна присадка не розчинить і забитий фільтр не очистить - допоможе лише тривале перебування автомобіля в теплому приміщенні. Деякі антигелі, за даними виробників, також коригують цетанове число, сприяють очищенню форсунок і поліпшують змащувальні властивості палива.

Надійніше захищають дизель паливні сепаратори, які, крім механічного фільтрування, відокремлюють воду, а з підігрівом - запобігають забиванню фільтра парафінами на морозі. Їх встановлюють на дизельні автомобілі на додачу до штатних фільтрів.

Паливний фільтр для автомобіля чи спецтехніки TESMA підбере за оригінальним номером або номером аналога. Звернутися до фахівців можна через сторінку контактів.