Markowy filtr paliwa zatrzymuje najdrobniejsze zanieczyszczenia mechaniczne oraz wodę, przy zachowaniu wymaganej przepustowości przez długi czas

Trendy w zakresie rozwoju silników od lat skierowane są na wydłużanie okresów serwisowania silników i komponentów tak, aby minimalizować koszty eksploatacyjne. Wymogi odnośnie wydłużonych okresów serwisowania dotyczą również filtrów oleju, paliwa i powietrza.

Dużą rolę odgrywają tutaj dwa czynniki: stopień separacji zanieczyszczeń przez filtr i przez to ochrona silnika oraz pojemność zanieczyszczeń jako pomiar okresu użytkowania wkładu filtracyjnego. Wybór właściwego filtra i jego konserwacja odgrywają zatem niebagatelną rolę.

Jakie mogą być następstwa stosowania filtrów niskiej jakości zbadała firma Mann+Hummel, jeden ze światowych liderów w produkcji filtrów, na przykładzie skopiowanego filtra powietrza Europiclon. Wyniki pomiarów wykazały, że zarówno bezpieczeństwo jak i ekonomika montażu filtrów niskiej jakości leżą poniżej wszelkich wartości. Pomimo, iż filtry niskiej jakości optycznie prawie wcale nie różnią się od oryginalnych produktów, to wewnętrznie dzieli je czasem przepaść technologiczna. Silnik z powodu niedopasowanego medium filtracyjnego zasysa nie tylko niewystarczającą ilość przefiltrowanego powietrza, ale ograniczona powierzchnia osadzania zanieczyszczeń redukuje nawet o 50 proc. okres ich serwisowania.

Dalszym negatywnym punktem tanich filtrów są wymiary obudowy oraz samego wkładu. Jeśli nie są one wzajemnie zgodne, to często prowadzi to, podczas konserwacji do wyższych kosztów montażu. Wzrasta ryzyko przerwania papieru filtracyjnego podczas dociskania elementu zamiennego, wkład filtracji powietrza już w tym momencie zostaje uszkodzony i pozwala na swobodny dopływ zanieczyszczonego powietrza do silnika.

Paliwo bez zanieczyszczeń

Podobne argumenty mają zastosowanie w przypadku filtrów paliwa. Stosuje się je po to, aby oczyszczać z brudu i wody benzynę lub olej napędowy zanim znajdą się one w komorze spalania. Filtry chronią agregaty wtryskowe, silniki i zawory przed uszkodzeniem Zwłaszcza urządzenia wtryskowe silników Diesla reagują szczególnie wrażliwie na zanieczyszczenia. Po prostu szybko się zużywają. Rozwinięte przez Mann+Hummel specjalne medium filtracyjne Multigrade, przez swoją strukturę dba o wydajną i równomierną separację zarówno kurzu, jak i wody.

Multigrade jest elementem budowy filtra wstępnej filtracji oleju napędowego PreLine. Jest on zamontowany przed głównym filtrem paliwa i osiąga stabilną wartość separacji wody w granicach ponad 93 proc., zarówno przy wysoki prądach przepływu, jak i przy wysokim udziale wody w paliwie. Rezultatem tego jest wydajna ochrona przed korozją i abrazją.

Dla użytkownika zastosowanie takiego wysokowartościowego filtra oznacza – podobnie jak w argumentacji przy filtrach powietrza – obniżenie kosztów eksploatacji poprzez zmniejszenie ilości napraw, dłuższe okresy pracy silnika i wydłużony okres serwisowania filtra głównego. Innymi zaletami filtra wstępnego PreLine są: prosty montaż oraz integracja licznych funkcji, jak ogrzewanie i sygnał kontrolny uruchamiany przez czujnik wody, który sygnalizuje konieczność spuszczenia odseparowanej wody.

Puszkowe (wymienne) filtry paliwa Mann+Hummel mają formę modułową, składając się z obudowy i wkładu filtrującego. Podczas obsługi serwisowej cały filtr jest wymieniany. Oferowane są w wersji standardowej, z korkiem spustowym dla wody, w specjalnym kształcie z przewodami rozgałęziającymi się i kształcie z połączeniem do czujnika poziomu wody.

Natomiast przepływowe filtry paliwa (In-line) montowane są na przewodach paliwowych. Obudowa i wkład filtrujący stanowią jedną całość, która jest wymieniana podczas obsługi serwisowej. Firma oferuje dwa rodzaje przepływowych filtrów paliwa: plastikowe i metalowe.

Jeśli zaś chodzi o wkłady filtracji paliwa to są one wymienne i umieszczone w oddzielnej obudowie zintegrowanej z silnikiem. Standardowe wkłady paliwowe, w obudowie DIN, wykonane na bazie medium papierowego lub filcowego. Dostępne są również wkłady nawojowe.

Emisje z silników na olej napędowy poprzez różne systemy filtracji mogą być redukowane. Produktem mającym największy wpływ na redukcję emisji jest filtr cząsteczkowy oleju napędowego. W tym zakresie Mann+Hummel oferuje m.in. filtr SMF-AR w różnych wykonaniach. Produkt ten regeneruje się bez przestoju maszyny, pracuje także w niskich temperaturach spalin, ma szerszy zakres zastosowań i wskazuje na niższe koszty robocze. Wydajność i koszty filtra cząsteczkowego decydują w znacznej mierze o procesie regeneracji. SMF-AR z wkładem z metali spiekanych pracuje na bazie aktywnej regeneracji.

Nie tylko do diesli

Z kolei Robert Bosch jest prekursorem w konstrukcji i produkcji układów zasilania do silników wysokoprężnych i benzynowych (iskrowych). Ponieważ filtr paliwa projektuje się wraz z całym układem zasilania dla konkretnego silnika, dlatego stosowanie filtrów Boscha to gwarancja użytkowania produktu stworzonego specjalnie dla danego silnika (systemu wtrysku), a przez to niezawodnej pracy jednostki napędowej i jej długiej żywotności.

Filtr paliwa Bosch zatrzymuje najdrobniejsze zanieczyszczenia mechaniczne oraz wodę, przy zachowaniu wymaganej przepustowości przez długi czas. Dlatego stosowanie go gwarantuje długi okres użytkowania silnika i dysponowanie jego pełną wydajnością. Obecnie firma oferuje 480 typów filtrów paliwa.

- W samochodach osobowych napędzanych nowoczesnymi silnikami z zapłonem iskrowym i wtryskiem paliwa stosuje bez obsługowe filtry paliwa zintegrowane z pompą paliwa, zamontowane w zbiorniku lub filtry przewodowe FPW40 w obudowie metalowej lub z tworzywa elektrostatycznego FPP-06 – podkreśla Zygmunt Marciniec, główny konstruktor

Wytwórni Filtrów PZL-Sędziszów SA.

Natomiast do silników zapłonem samoczynnym (wysokoprężnych) PZL-Sędziszów i dystrybutor produktów tej firmy – spółka Autofiltry, oferują: rozbieralne filtry paliwa FPV5.7, bezobsługowe filtry paliwa typu puszkowego PDS-5.1 i przewodowego FPP-09, a także filtry montowane na stałe w pojeździe z wymiennym wkładem filtrującym -tradycyjnym, z metalowymi elementami konstrukcyjnymi WP11-1X lub ekologicznym, nie posiadającym elementów metalowych WP15-60X.

Z ziemi włoskiej do polskiej

Firma Sogefi Filter Division, należąca do włoskiej grupy Sogefi, oferuje nowy system filtracji oleju napędowego do Forda Pickup z silnikiem Power Stroke, o pojemności 6,7 oraz 4,4 l.

Specjalnie do tego celu zaprojektowana seria modułów filtracyjnych pracuje w silniku w którym wykorzystano najnowszą technologię wtrysku common rail ostatniej generacji. Obejmuje on zarówno moduł uzdatniania paliwa, jak i wysokowydajny filtr końcowy, co w efekcie daje kompletny system zaopatrzenia w paliwo. Kompletny moduł uzdatniania paliwa, który składa się z pompy niskociśnieniowej, filtra wstępnego, separatora wody oraz filtra właściwego zapobiega wytrącaniu się parafiny w niskich temperaturach, eliminuje cząsteczki zanieczyszczeń większe niż 2 µm i zapewnia idealną separację nawet najmniejszej ilości wody zawartej w dieslu oraz bio-dieslu. Dzięki odporności na temperaturę oraz zmiany ciśnienia, nowy termoplastyczny materiał użyty w module pozwala zredukować nie tylko jego masę ale również wymiary. W konsekwencji zarówno spalanie paliwa jak i emisja CO2 ulegają znacznej redukcji.

Filtry paliwa firmy Filtron, należącej obecnie do międzynarodowego koncernu motoryzacyjnego Affinia Group, także doskonale zatrzymują zanieczyszczenia znajdujące się w benzynie, oleju napędowym a nawet są stosowane w instalacjach LPG, skutecznie chroniąc precyzyjne elementy układu paliwowego silników spalinowych przed szybkim zużyciem. Pyły, rdza z wewnętrznych ścian zbiorników, woda oraz żyjące w niej mikroorganizmy mogą doprowadzić do szybkiego zużycia wtryskiwaczy, pomp, czy zaworów regulatorów ciśnienia znajdujących się w nowoczesnych silnikach. Przy czym, w przeciwieństwie do filtrowania oleju, w filtrowaniu paliwa nie ma zaworów typu by-pass udrażniających przepływ paliwa, gdy filtry są już zapchane, gdyż obowiązuje zasada, że do komory spalania trafia tylko czyste paliwo. Tak więc lepiej gdy silnik zatrzyma się z powodu braku paliwa (zapchanych filtrów), niż miałby pracować zasilany nieoczyszczonym paliwem.

Smarowanie silnika

Dobry filtr oleju powinien skutecznie odseparować cząstki organiczne, pyły z powietrza, ścier metalowy, wodę, sadzę i kwasy powstałe w wyniku procesu spalania. Jeżeli te elementy nie zostaną zatrzymane, twarde cząstki zanieczyszczeń będą działały na części silnika jak papier ścierny. Wzrośnie zużycie oleju i paliwa, nastąpi spadek mocy i zwiększy się emisja zanieczyszczeń. Najbardziej niebezpieczna dla silnika jest jednak praca bez oleju, czego powodem może być niewłaściwie zaprojektowane lub wykonane blokada przepływu zwrotnego czy zawór przelewowy bocznikujący (zwrotny) w filtrze.

Pełny asortyment filtrów oferuje Mann+Hummel. Wydajnie oczyszczają one oleje z cząsteczek stałych, takich jak kurz, ścier metalowy, osady węglowe, cząsteczki sadzy, itp. Są stosowane dla oleju silnikowego, hydraulicznego i w automatycznych skrzyniach biegów.

Firma oferuje wymienne puszkowe filtry oleju, składające się z obudowy filtra i jego wkładu. W skład filtra wchodzą:

·        zawór zwrotny - daje pewność, że zarówno filtr, jak i kanały olejowe nie zostaną bez oleju po wyłączeniu silnika, oraz że olej jest natychmiast dostępny po ponownym włączeniu silnika,

·        zawór przelewowy - zapewnia przepływ oleju podczas zimnego startu oraz kiedy wymiana filtra jest opóźniona, a olej jest bardzo zanieczyszczony,

·        klucz luzujący -gwarantuje szybki montaż i demontaż filtrów wymiennych.

Wkłady filtrów oleju umieszczane są w swoich obudowach lub zintegrowane bezpośrednio w silniku, w systemie cyrkulacji oleju. Są szczególnie bezpieczne dla środowiska naturalnego, ponieważ tylko wkład olejowy jest wymieniany. Obudowa i zawory pozostają na bloku silnika. Doskonałe dopasowanie po zamontowaniu wkładu gwarantuje, że filtry Mann są kompletnie wolne od wycieków.

Szczególnie przyjazna środowisku jest gama produktów EVOTOP, ponieważ jest całkowicie bezmetalowa. Produkty te są wykonane z jednorodnego materiału, który w procesie utylizacji, np. spalania, nie pozostawia popiołu.

Zaś Sogefi Filter Division opracowała wysoce wydajny separator mgły olejowej w skrzyni korbowej, działający na zasadzie koalescencji (proces chemiczny, w którym dwie lub więcej cząstek łączy się ze sobą, tworząc większą pojedynczą cząstkę). Takie rozwiązanie zwiększa efektywność filtracji, jednoczenie zmniejszając spadek ciśnienia. Filtr koalescencyjny pozwala na odfiltrowanie niemal 100 proc. oleju, lepiej chroni silnik samochodu przed nawet najdrobniejszymi zanieczyszczeniami, zmniejszając jednocześnie spalanie i emisję spalin. Filtr tego rodzaju eliminuje cząsteczki nawet o średnicy 0,3 µm, bez szkodliwego spadku ciśnienia. Jako materiał filtrujący w filtrze koalescencyjnym wykorzystuje się syntetyczne lub szklane mikrowłókna. Zasada koalescencji, na której opierają się filtry produkowane przez Sogefi, powoduje, że nawet te znikomych rozmiarów cząsteczki zanieczyszczeń zawarte w oleju, spływając po specjalnych włóknach, łączą się w większe i cięższe cząstki, które następnie gromadzą się na dnie separatora. Cząstki te w końcowej fazie procesu przepływają przez zintegrowany zawór zwrotny do miski olejowej.

Z kolei w ofercie firmy Robert Bosch znajduje się 425 typów filtrów oleju najwyżej jakości. Są one projektowane, tak jak pozostałe filtry, w porozumieniu z wytwórcami silników.

Filtry Filtronu zapewniają więc zatrzymywanie wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń pojawiających się w układzie olejowym, który jest przecież układem zamkniętym. Należy jednak podkreślić, że filtry nie potrafią powstrzymać degradacji oleju, będącej nieodwracalnym procesem chemicznym, dlatego niezależnie od tego jakie filtry oleju zamontujemy w swoim samochodzie, powinniśmy wymieniać olej zgodnie z zaleceniami producenta samochodu (a wraz z nim filtry).

Czyste powietrze

Filtr powietrza to płuca silnika, który zasysa w ciągu 1 min. aż 6 msześc. powietrza. Gdy filtr jest zanieczyszczony, następuje utrata mocy silnika i wzrost zużycia paliwa. Dzieje się tak m.in. dlatego, że zmniejsza się przepustowość filtra.

Ponadto osadzające się na przepływomierzu powietrza drobiny pyłu zakłócają pomiar, co może prowadzić do zmiany składu mieszanki paliwowo-powietrznej. Wtedy przestaje prawidłowo funkcjonować katalizator i wzrasta emisja zanieczyszczeń. Dodatkowym zadaniem filtra powietrza jest tłumienie hałasu wywołanego przepływającym powietrzem. Kiepskie filtry nie mają skutecznych rezonatorów. Bosch proponuje w tym segmencie 780 typów filtrów.

Warto zauważyć też, że m.in. filtry powietrza Filtron, zabezpieczają współpracujące ze sobą części silnika przed nadmiernym zużyciem powierzchni w wyniku tarcia wywołanego obecnością twardych cząstek pyłu i zanieczyszczeń organicznych dostających się do komory spalania wraz z powietrzem atmosferycznym. Postęp w dziedzinie konstrukcji filtrów i używanych materiałów filtracyjnych sprawia, że współcześnie produkowane filtry powietrza osiągają skuteczność filtrowania zanieczyszczeń na poziomie 99,9 proc. dla cząstek o rozmiarach zaledwie kilku mikrometrów. Zważywszy na fakt, że silniki spalinowe zużywają w procesie spalania ogromne ilości powietrza (przeciętnie ok. 10msześć. powietrza na 1 l paliwa) filtry przy tak dużej skuteczności filtrowania muszą charakteryzować się równocześnie małymi oporami przepływu oraz dużą chłonnością zanieczyszczeń.

Filtry powietrza, oferowane przez Filtron, mają zróżnicowaną konstrukcję i wykonane są z różnych, optymalnie dobranych materiałów. Cechą wspólną dla wszystkich jest to, że zawsze składają się one z rozbieralnej obudowy i wymiennego wkładu filtracyjnego.

Mann+Hummel szczyci się z kolei tym, że materiały przeznaczone do produkcji filtrów powietrza, wykazują szczególnie wysoką stabilność mechaniczną. Stąd doskonale separują szkodliwie działające cząsteczki, takie jak kurz, zanieczyszczenia pochodzenia roślinnego, piasek, sadzę, a nawet krople wody, znajdujące się w zasysanym powietrzu. Dają gwarancję, że tylko czyste powietrze dostaje się komory spalania. Chronią także przed różnymi uszkodzeniami elektroniczne podzespoły układu filtracji powietrza, takie jak delikatne czujniki (przepływomierze).

Wkłady filtrów powietrza nie zawsze muszą mieć prostokątny kształt. Wszędzie tam gdzie warunki montażowe wymuszają, wkłady filtrów powietrza są dostępne w innych kształtach (trapezoidalny, owalnostożkowe, itp.). Przykładem takiej optymalizacji jest schodkowy wkład filtra powietrza. Konstrukcja taka pozwala na znaczące zwiększenie powierzchni filtra, co prowadzi do polepszenia jego pojemności.

Ponadto Mann+Hummel wprowadził w filtrach powietrza do samochodów ciężarowych nową technologię nawoju włókien. Zaletą tego nowego rozwiązania jest optymalizacja wydajności filtracji i rezygnacja z płaszczy z metalu, tworzyw sztucznych oraz papieru. Prowadzi to w konsekwencji do polepszenia bilansu energetycznego, emisji CO2 oraz bilansu materiałowego Technologia nawoju włókniny zastępuje na niezależnym rynku części zamiennych dotychczasowe filtry powietrza.

Bezpieczna kabina

- Badania wykazały, że w kabinie samochodu nie posiadającego skutecznie działającej filtracji zasysanego powietrza, stężenie substancji szkodliwych w powietrzu może być nawet sześć razy większe niż na zewnątrz samochodu. Drogi oddechowe człowieka działają jak filtr, zatrzymując w nosie, tchawicy i grubych przewodach oskrzelowych większość cząstek o wielkości 5μm i większych. Cząstki mniejsze od 5μm osadzają się w cienkich przewodach oskrzelowych i pęcherzykach płucnych. Szkodliwe gazy mogą powodować obniżenie koncentracji, zmęczenie i bóle głowy – podkreśla Z. Marciniec, główny konstruktor

Wytwórni Filtrów PZL-Sędziszów SA.

Obok separacji cząstek zanieczyszczeń do najważniejszych zadań filtrów kabinowych należy wychwytywanie z otoczenia szkodliwych zanieczyszczeń w postaci gazowej. W tym celu stworzono filtry przeciwpyłkowe z warstwą węgla aktywnego. Tego rodzaju filtry należą do grupy filtrów adsorpcyjnych, tzn. że na powierzchni warstwy węgla aktywnego osadzają się, a następnie wnikają w głąb szkodliwe dla zdrowia i nieprzyjemnie pachnące molekuły gazów. Dlatego również filtry te są w stanie szybko i efektywnie usunąć nagle pojawiające się nieprzyjemne zapachy, które często powstają z połączenia węglowodorów. Dodatkowo oczyszczają one niemal w stu procentach powietrze z klimatyzacji, napływające do wnętrza kabiny samochodu z ozonu.

Kolejnym zadaniem filtrów kabinowych jest ochrona klimatyzacji przed zanieczyszczeniami i odkładaniem się ich złogów. Ponieważ wkład filtracyjny z czasem wypełnia się szkodliwymi substancjami, konieczna jest dla właściwego jego funkcjonowania regularna jego wymiana.

Firma Autofiltry proponuje filtry cząstek stałych (standardowe) WA60, oczyszczające powietrze dostarczane do kabin pojazdów z cząstek stałych oraz filtry z węglem aktywnym (kombinowane) WA61. Różnią się one rodzajem zastosowanego materiału filtracyjnego. Między włókniną filtracyjną i włókniną stanowiącą warstwę nośną znajduje się warstwa węgla aktywnego, który działając jak gąbka pochłania szkodliwe gazy i nieprzyjemne zapachy. Filtry te można montować zamiennie z filtrami cząstek stałych, według uznania użytkownika pojazdu.

Filtry kabinowe Mann+Hummel z węglem aktywnym - adsotop, są wysoko oceniane przez producentów samochodów. Oczyszczają w 100 proc. powietrze z pyłków roślinnych i innych niechcianych cząsteczek. Mają zdolność redukcji szkodliwych gazów (z zasysanego powietrza, zapewniając w ten sposób lepszą jakość powietrza we wnętrzu auta.

Filtr adsotop, z węglem aktywnym, posiada, w porównaniu z filtrem pyłkowym, dodatkową funkcję. Warstwa aktywnego węgla osadzona na włókninie pochłania, jak gąbka, szkodliwe gazy, takie jak tlenki azotu, opary paliwowe czy ozon. Chłoną pory, które są 10 tys. razy mniejsze niż średnica ludzkiego włosa. Filtr składa się z włókninowego medium filtracyjnego, warstwy węgla aktywnego oraz warstwy nośnika, aby zapewnić stabilność wkładu.

Firma wprowadziła na rynek także nową generację mediów do filtracji powietrza w kabinach samochodów. Wysoki udział bardzo cienkich włókien tzw. nanowłókien pozwala na zatrzymywanie najmniejszych cząstek zanieczyszczeń, jak sadza ze spalania oleju napędowego i pył. Wydajność separacji filtrów kabinowych podwaja się przy znacznym spadku zanieczyszczenia powietrza w kabinie samochodu.

Filtry antyalergiczne Boscha usuwają z powietrza dostającego się do samochodu do 100 proc. pyłków i innych alergennych substancji. Lepsze warunki w pojeździe oznaczają dla kierowcy łatwiejszą koncentrację i bezpieczną jazdę.

Z kolei Filtron proponuje w tym zakresie właśnie filtry przeciwpyłkowe z węglem aktywnym. Przegroda filtracyjna zbudowana jest z dwóch zewnętrznych warstw syntetycznej włókniny, zdolnej do zatrzymywania cząstek stałych i aerozoli ze skutecznością standardowych filtrów przeciwpyłkowych. Dodatkowa trzecia warstwa przegrody filtracyjnej umieszczona wewnątrz warstw włókninowych to granulat węgla aktywnego, oczyszczającego przepływające powietrze ze szkodliwych gazów. Węgiel aktywny posiada porowatą strukturę zbliżoną do grafitu. Przyciąga on szkodliwe gazy do swojej powierzchni dzięki zjawisku adsorpcji. Powierzchnia właściwa jednego grama węgla aktywnego osiąga nawet 900 mkw., dlatego ilość zatrzymanych gazów może być bardzo duża. Praktycznie ilość węgla aktywnego znajdującego się w filtrach pozwala na eliminowanie ok. 90 proc. szkodliwych gazów takich jak np. ozon, węglowodory, związki siarki i azotu w całym okresie eksploatacji filtra.

Chłodzenie bez korozji

Filtry tego typu oferuje m.in. Filtron. Służą one do oczyszczania cieczy chłodzącej z zanieczyszczeń dostających się z zewnątrz oraz powstających wewnątrz układu chłodzenia silnika. Zawierają substancje chemiczne chroniące układ chłodzenia silnika przed korozją i zjawiskiem kawitacji, stabilizujących pH oraz twardość cieczy, utrzymując przez to wysoką przewodność cieplną medium chłodzącego.

Filtry cieczy chłodzącej stosowane są w dużych silnikach wysokoprężnych samochodów ciężarowych i maszyn użytkowych. Pod względem konstrukcji przypominają filtry puszkowe spin-on. Funkcjonują w układzie chłodzenia silnika jako filtry bocznikowe, przez które przepływa tylko niewielka część płynu chłodzącego silnik.

Przegroda filtracyjna wykonana ze specjalnych materiałów filtracyjnych skutecznie zatrzymuje pyły, produkty korozji oraz szlamy tworzące się w wyniku degradacji substancji zabezpieczających układ chłodzenia przed wydzielaniem się kamienia, korozją oraz przyspieszoną erozją z powodu kawitacji. W większości filtrów cieczy znajdują się specjalne kostki zawierające substancje czynne-inhibitory korozji, które powoli uwalniane do cieczy chłodzącej uzupełniają poziom degradujących się podczas eksploatacji dodatków utrzymując na stałym, wysokim poziomie przewodność cieplną cieczy, oraz jej własności antykorozyjne i antykawitacyjne.

Tego typu filtry są także w ofercie Mann+Hummel. Więc jeśli układ chłodzenia ma poprawnie i pewnie pracować, kanaliki bloku silnika muszą być wolne od nagromadzonych zanieczyszczeń. To właśnie tutaj filtry cieczy chłodzącej Mann zaznaczają swoją wydajność. Separują zawarte tam cząsteczki, powodując, że tylko czysty płyn chłodzący optymalizuje temperaturę silnika.

(PF)

Dodaj komentarz