Technické aspekty filtrace motorové nafty

MaK, 7 května 2018, 18:10

Obor filtrace motorové nafty u dieselových automobilů naráží během poslední dekády nepřetržitě na neustále se proměňující úskalí. Dnešní normou na trhu pohonných hmot je motorová nafta ULSD se sníženým obsahem síry a vysokým obsahem biopaliv, což přináší zvýšené nároky na její filtraci.

Vysoký obsah bionafty vyžaduje vysokou účinnost filtrace a míru odlučování vody z paliva. K tomu, aby dieselové filtry zvládly tyto úkoly, procházejí v oblasti konstrukce a filtračních vlastností významnými změnami.

Klíčovými vlastnostmi současných filtrů a vstřikovacích systémů jsou:
1. Vstřikování paliva pod vysokým tlakem
2. Zvýšená citlivost na minimální znečištění
3. Prodloužené intervaly mezi výměnou filtrů
4. Downsizing
5. Přísnější emisní normy
6. Vyšší obsah bionafty v palivu

Z hlediska přimíchávání bionafty stojí systém filtrace paliva zejména před těmito výzvami:
1. Zvýšená korozivita způsobená mikroorganismy – používá se méně kovových dílů
2. Vysoká kyselost – vytlačování dílů vyrobených ze slitin s obsahem zinku (Zn) nebo olova (Pb)
3. Stabilní obsah vody v emulsi – nižší účinnost odlučování vody
4. Nízká oxidační stabilita způsobuje tvorbu makročástic – rychlejší ucpávání filtrů
5. Nahromadění krystalů parafínů při nízkých teplotách – problémy se „studeným startem“
6. Lepší rozpouštěcí vlastnosti – rychlejší ucpávání filtrů usazeninami z palivových soustav

Motorová nafta kromě toho obsahuje řadu dalších druhů nečistot, z nichž každý představuje pro filtry samostatnou výzvu.

Hlavní konstrukční předpoklady filtrace motorové nafty

Vysoce účinný systém filtrace motorové nafty musí zvládnout tyto úkoly:
1. Čištění paliva – odstraňování pevných a organických nečistot a vody
2. Zajištění odpovídajícího průtoku paliva do vstřikovacího systému
3. Odolnost proti teplotě, tlaku a vibracím
4. Zajištění předčištění paliva
5. Snadný přístup při výměně a opravě
6. Životnost – zajištění odpovídající doby provozu
7. Obsluha palivového systému (např. obtok, recirkulace, regulace tlaku atd.)

Moderní dieselové filtry

Značka Purflux jako jeden z předních výrobců filtračních systémů vyvinula vysoce účinné filtrační systémy, které zvládají nároky systémů vstřikování pod vysokým tlakem a stále větší požadavky na čistotu pohonných hmot a biopaliv.

Jejich podstatou jsou především moderní filtrační materiály, které kombinují preciznost filtrace, dlouhé intervaly mezi výměnami, nízký odpor při průtoku a vysokou účinnost odlučování vody.

Tyto materiály kombinují účinnou celulózovou bázi s polyesterovými mikrovlákny (obr. 1), které vznikají procesem melt blown (spojování dvou vrstev) a umožňují pečlivější filtraci (zachytávání nečistot) bez zvýšení odporu při průtoku.

Příklad vysoce účinného dvouvrstvého filtračního materiálu v palivovém filtru Purflux v osobním automobilu.
Obr. 1: Příklad vysoce účinného dvouvrstvého filtračního materiálu v palivovém filtru Purflux v osobním automobilu.

Kromě toho je nezbytné, aby během tohoto procesu docházelo k odlučování vody z motorové nafty. Aktuální OEM požadavky na účinnost odlučování vody v dieselových filtrech se pohybují od 95 do 97 % při povrchovém napětí směsí bionafty B20 (80 % ULSD + 20 % SME-B100).

Pro dosažení těchto hodnot se obvykle kombinuje mechanismus koalescence a hydrofobizace. Účelem koalescence je při určité rychlosti průtoku paliva dosáhnout stálého rozkladu velikosti kapek vody před průchodem hydrofobním materiálem.

Schéma technologie odlučování vody.
Obr. 2: Schéma technologie odlučování vody.

Na obr. 2 je zobrazen proces odlučování vody, který vyvinula skupina Sogefi, a který se v současnosti používá v palivových filtrech Purflux pro dieselové osobní automobily.

Technologie odlučování vody Diesel3Tech™
Technologie odlučování vody Diesel3Tech™

Toto propojení moderních materiálů a technologií ve filtrech Purflux bylo nazváno jako Diesel3Tech™.

Společnost Sogefi používá technologii Diesel3Tech™ na celém světě od roku 2010. Vyvinula ji pro účinnou ochranu vstřikovacích systémů, které splňují emisní normy Euro 5 a US Tier 2 B. Tutéž technologii dovedli inženýři Sogefi k dokonalosti pomocí zlepšení hydrofobní vrstvy a tím posunuli evoluci filtrů k technologii pod názvem Diesel3Tech+™, která zajišťuje odlučování vody v hodnotě až 99 % při velikosti kapky vody 10 µm (pro srovnání: 60 µm u technologie Diesel3Tech™).

Schéma technologie odlučování vody Diesel3Tech+™
Obr. 4: Schéma technologie odlučování vody Diesel3Tech+™

Komentáře

Ještě nikdo tento článek nekomentoval. Buďte první!