Vstrekovacie systemy modernych motorov vyžaduju veľmi vysoky stupeň filtrovania nečistot a vody obsiahnutej v motorovej nafte. v sučasnosti sa použiva viacstupňova filtracia paliva, ktoru zabezpečuje vstupny a hlavny filter.

Parametre motorovej nafty ponúkanej v rôznych krajinách sveta sa od seba značne líšia. V nafte, ktorú bežne natankujeme na čerpacej stanici, sa nachádza voda a pevné častice – to sú tvrdé anorganické (minerálne) a organické častice, ako sú sadze alebo dechty. Prípustný
objem tuhých častíc v palive určujú normy, ktoré sa líšia od jednej krajiny k druhej.

Združenia automobilového priemyslu odporúčajú hodnoty nižšie ako 24 mg tuhých častíc na 1 kg paliva, ale napr. v Nemecku sa povolená hodnota rovná len 10 mg/kg. Z týchto dôvodov sa líši aj konštrukcia filtračnej sústavy a jej parametre pre daný model vozidla v závislosti od príslušného trhu. Vstrekovacie sústavy nákladných vozidiel, a to aj typu Common Rail, ako aj čerpadlo – prevod – vstrekovač, vyžadujú bez rozdielu čisté palivo, čo súvisí s vysokým tlakom paliva pri vstrekovaní s priamym vstrekovaním a s čoraz menším priemerom otvorov vstrekovačov (0,1 mm).

SEPARÁCIA NEČISTÔT
Požadovanú presnosť separácie pevných častíc a vody z paliva predpisujú výrobcovia vstrekovacích systémov. V poslednom čase sa čoraz viac obracia pozornosť na filtráciu pevných častíc s veľmi malými rozmermi (4 μm), ktoré sa musia odfi ltrovať s čistotou 99,0 až 99,5%. Tieto malé čiastočky v značnom rozsahu spôsobujú poškodenie komponentov vstrekovacích čerpadiel a vstrekovačov.

Rovnako dôležitá je aj separácia vody, ktorej nadmerné množstvo spôsobuje poškodenie vstrekovacej sústavy v dôsledku korózie, kavitácie a opotrebovania vzniknutého pre nedostatočné mazanie. V súčasnej dobe sa vyžaduje stupeň separácie vody najmenej na 95 %. Dosiahnuť parameter tejto hodnoty je ťažké aj preto, že objem vody v nafte rastie úmerne s vlhkosťou vzduchu a je vyšší v tých obdobiach, kedy v priebehu dňa dochádza k väčším výkyvom teplôt.

Pri tankovaní paliva z barelov v ňom objem vody môže dosiahnuť až 2 %. V prípade používania biopalív sa odporúča skrátiť dobu výmeny filtra o polovicu, pretože v biopalivách je separácia vody vzhľadom na používané prísady ťažšia.

KASKÁDOVÝ SYSTÉM
V úžitkových vozidlách sa používa viacstupňová filtrácia paliva (motorovej nafty), ktorú tvorí vstupný filter a hlavný filter. Pri tradičných riešeniach prebieha separácia pevných častíc a vody v hlavnom filtre a vstupný filter umiestnený nabok plní pomocnú funkciu.

Filtre je možné umiestniť v rôznych častiach palivovej sústavy podľa ich konštrukcie. Vo vstrekovacej sústave typu Common Rail je možné umiestniť vstupný palivový filter do nízkotlakového okruhu pri sacej alebo výstupnej strane nízkotlakového čerpadla. Potom sa palivo dostáva do hlavného filtra (do dôkladného čistenia), ktorý je umiestnený pri výstupnej strane. Umiestnenie filtra za čerpadlom má tú výhodu, že filtrácia paliva prebieha pri vyššom tlaku (až 6 barov) a že je takto možné dosiahnuť vysoký stupeň separácie pevných nečistôt.

V novej koncepcii, ktorú presadzuje napr. firma Hengst, prebieha separácia vody vo vstupnom filtre umiestnenom na ráme vozidla. Výhodou tohto riešenia je jednoduchšia tvorba filtračného média a s tým súvisiaci vyšší stupeň separácie vody a jej ľahšie vyprázdňovanie zo zbernej nádržky. Pretože separácia vody prebieha vo vstupnom filtri, môžeme v hlavnom filtri použiť dvojstupňovú separáciu pevných nečistôt s účinnosťou
až 99,7 % na časticiach s veľkosťou 4 μm.

Parametre kaskádového systému filtrácie paliva, či už presnosť filtrácie alebo rozdiel v tlaku pred a za filtrom, sú vzájomne prispôsobené a presne zrátané. Iní výrobcovia, ako napr. MANN+HUMMEL, tiež preferujú separáciu vody vo vstupnom filtri, v ktorom sa navyše vykonáva vstupná separácia pevných častíc. Takýto filter sa skladá z výmennej filtračnej vložky, elektrického ohrevu paliva a zbernej nádržky na vodu. Vypúšťanie môže byť ručné alebo automatické, ktoré je potom ovládané senzormi nainštalovanými v nádržke. Potom sa palivo dostáva do hlavného filtra, ktorý separuje pevné častice.

MODERNÉ FILTRAČNÉ MÉDIÁ
V snahe o účinnú separáciu vody sa v súčasnej dobe čoraz častejšie používajú špeciálne filtračné médiá typu „meltblown”. Pre nich sú charakteristické veľmi tenké vlákna s vysokou vodoodpudivosťou (hydrofóbiou), čo vedie k účinnej koalescencii vody (spájanie kvapiek).

Pri koalescencii sa vodné častice spájajú do kvapiek, ktoré potom stekajú do zbernej nádržky. Vlákna typu meltblown majú tú výhodu, že k odpudzovaniu vodných častíc dochádza na strane prítoku a voda vďaka tomu neprestupuje do filtračného materiálu.

Niektorí výrobcovia používajú filtračný papier so sklenenými mikrovláknami, ktoré majú tiež dobré hydrofóbne vlastnosti. Existujú však obavy, že krehké sklenené vlákna môžu prechádzať hlavným filtrom a poškodzovať tak vstrekovací systém; európski výrobcovia filtrov sa preto tento typ média zdráhajú používať. Filtračné médiá z celulózy s vonkajšou alebo vnútornou separáciou vody majú schopnosť separácie vody len okolo 80 – 90 %, čo už vo svetle dnešných požiadaviek nie je dostatočné. V moderných hlavných filtroch sa používajú viacvrstvové (dokonca až 15 vrstiev) kompozitné filtračné médiá so stupňovanou hustotou vlákien.

V porovnaní s celulózovými médiami vykazujú vyššiu schopnosť separácie nečistôt trvanlivosťou a dôkladnosťou filtrácie. Veľa výrobcov filtrov využíva hotové filtračné médiá, ktoré vyrábajú špecializovaní dodávatelia. Len niektorí výrobcovia filtrov navrhujú svoje vlastné filtračné médiá; vložky do filtrov sa vyrábajú v špeciálnych čistých miestnostiach,
tzv. clean rooms, v ktorých pretlak vzduchu zabraňuje prenikaniu prachu. Pri výbere dodávateľa filtrov si treba overiť kvalitu ním ponúkaných výrobkov, pretože pokrok vývoja v separácii nečistôt je rovnako veľký ako v konštrukcii vstrekovacích systémov.

Materiál pripravila firma Inter Cars a článok bol uverejnený v katalógu ZIMA2018 pre nákladné vozidlá.