Фильтры-сепараторы ТФС-2002А и ФС-2002А

Фильтры

Фильтры-сепараторы ТФС-2002А и ФС-2002А

Фильтр-сепаратор ТФС-2002А

На этой странице мы познакомим Вас с нашим фильтром-сепаратором, его устройством и функциональными возможностями. Для более полного восприятия информации о техническом устройстве, работе основных узлов и комплектующих фильтра, мы будем проводить сравнительный анализ с изделиями старой серии ТФС-2002, и по возможности, сравнивать с изделиями других производителей.

Сначала немного истории. Фильтры серии ТФС-2002 серийно изготавливались с 2004 по 2012 год, а сейчас изготавливается новая серия ТФС-2002А, и надеемся Вас убедить, что это не простая замена «шило на мыло».
Почему выбрана такая конструкция фильтра? Если посмотреть картинки аналогичных изделий других производителей, то наш фильтр явно уступает, и как заявил один из покупателей — «не на что смотреть», действительно, не тот фас, не тот профиль, нет устрашающих размеров и пугающих примочек. Выбор конструкции фильтра (Фото 1 и 2) не случайный, а осознанно принятый, как наиболее рациональный в изготовлении и эксплуатации.


Фото 1	Фото 2

На фото (1,2) показан внешний вид фильтров-сепараторов старой серии ТФС – 2002. Посмотрите на эти фото, фильтры одинаковой конструкции, только фильтр на (Фото 2) немного длиннее фильтра (Фото 1). По своим функциональным возможностям это разные фильтры, один для легкового транспорта (Фото 1), а другой для грузового транспорта (Фото 2), отличаются пропускной способностью, которая в большей степени регламентируется фильтрующими элементами тонкой очистки, представленными на фото 3 и 4.


Фото 3	Фото 4

Вот этот ФЭ (Фото 4) с виду ничего собой не представляющий, и по выражению одного участника форуме — «делают его — кто ни попади» мы выбрали в качестве базового. Это сменный элемент фильтра тонкой очистки установленного на двигателях ЯМЗ – 236, 238, 240 (автомобили – МАЗ, КРАЗ, БеЛАЗ и др.). Нет надобности, доказывать, что этот ФЭ, можно встретить в любом регионе СНД. Правда, некоторые «крутые» и «продвинутые» были не в захвате от нашего выбора, да разве у нас могут …, могут, если захотят и как показала практика довольно успешно. Ну, поставили бы мы импортный ФЭ, отправили фильтр в «тмутаракань» и где Вы там бы искали сменный ФЭ? Для экстрмалов, которые ищут приключения, таких фильтров-сепараторов в импортной линейке много, покупайте, наслаждайтесь.
Определение базового ФЭ тонкой очистки сыграло существенное значение в создание конструкции фильтра, его формы и габаритных размеров. Об этом мы ещё поговорим чуть позже, а сейчас покажем и опишем фильтры новой серии ТФС-2002А.
Конструкция фильтра ТФС-2002A

Фото 5

Фото 6

Фото 7

Фото 8

Ну и как? Есть на что посмотреть, или не впечатляет? Для тех, кто случайно попал на наш сайт или скептически отнёсся к увиденному на фото можно смело покидать сайт, не тратьте время, Вам это не пригодится. А для тех, кто желает знать, или ищет себе что-то подобное, мы продолжим знакомить с устройством и техническими возможностями наших фильтров.

Для начала познакомим Вас с устройством, опишем знаковые (важные) детали и узлы фильтра, а потом покажем схему протока топлива.

Фото 9

Для описания устройства фильтра-сепаратора серии ТФС-2002А выбрана модель ТФС-2002А/5, порядок нумерации деталей и узлов (Фото 9) выбран произвольно и никакой смысловой нагрузки не несёт.

Поз. 1 — крышка, конструкция стандартная для всех моделей ТФС-2002 и ТФС-2002А.
Поз. 2 — сменный фильтрующий элемент тонкой очистки (Фото 3) представляет собой уменьшенную копию ФЭ (Фото 4), изготавливается по нашему заказу предприятиями, специализирующиеся по данной тематике.
Поз. 3 — нагреватель-сепаратор, конструкция стандартная для всех моделей ТФС-2002А.
Поз. 4 — основание, конструкция стандартная для всех моделей ТФС-2002А
Поз. 5 — кожух фильтра, только для моделей ТФС-2002А/5.
Поз. 6 — узел крепления (хомут), конструкция стандартная для всех моделей ТФС-2002 и ТФС-2002А.


Фото 10	Фото 11

На (Фото 10, 11) показан внешний и внутренний вид крышки ТФС-2002А. Обозначение установленных деталей и комплектующих: Поз.1 — пробка разгерметизации (резьба М8) может использоваться для заливки топлива в фильтр; Поз.2 — выходной штуцер для выхода топлива; Поз.3 — уплотнительное резиновое кольцо, обеспечивает герметичность при сборке фильтра.


Фото 12	Фото 13

Фото 14	Фото 15

Фото 16	Фото 17

Фото 12 — показано отличие конструкции сепаратора — нагревателя топлива в старой и новой серии фильтров. В новой серии ТФС-2002А корпус сепаратора-нагревателя стал более массивным, увеличилось количество витков в спирали раскрутки топлива, увеличилась рабочая поверхность нагревателя.
Фото 13 — внешний вид сепаратора-нагревателя ТФС-2002А без успокоителей топлива.
Фото 14 — деталировка сборки сепаратора-нагревателя: Поз.1 — корпус; Поз.2 — успокоитель (2 шт.); Поз.3 — электронная плата датчика воды; Поз.4 — сенсорная игла датчика воды.
Фото 15 — сепаратор-нагреватель серии ТФС-2002А (вид сбоку).
Фото 16 — сепаратор-нагреватель серии ТФС-2002 (вид сбоку). Снят из производства, показан для сравнения.
Фото 17 — сборка, представляет собой узел, входящий в комплект фильтра Сепар-2000 (немецкий) Деталировка: Поз.1 — «шнек», предназначен для закрутки топлива. Поз.2 — нагреватель серии ПН-8, установленный вместо штатного нагревателя. Поз.3 — провод питания нагревателя. Можете сравнить Фото 12 и Фото 17.


Фото 18	Фото 19

На (Фото 18 и 19) показана конструкция и внешний вид основания ТФС-2002А. Маркировка деталей на обоих фото совпадает по смыслу.
Поз.1 — корпус основания. Поз.2 — штуцер для входа топлива. Поз.3 — болт М6 для подключения «массы». Поз.4 — переходной контакт (резьба М4) питания платы датчика воды. Поз.5 — переходной контакт (резьба М5) питания нагревателя. Поз.6 — пробка-краник для слива отстоя. Поз.7 — ось сепаратора, имеет внутри канал и выходные отверстия для протока топлива. Поз.8 — уплотнительное резиновое кольцо, для обеспечения герметичности при сборке фильтра.


Фото 20	Фото 21

Особенности конструкции ТФС(ФС)-2002А:

Особенность конструкции ТФС-2002А:

Очевидно, когда Вы знакомились с фильтрами-сепараторами других производителей, то должны были обратить внимание на разное их конструкторское исполнение. Действительно, некоторым моделям в оригинальности не откажешь. В основном конструкцию придумывает один человек и в зависимости от его фантазии, технической подготовки и жизненного опыта получается то, что Вы видели на картинках. Насколько правильное было принятое конструкторское решение определяется в процессе эксплуатации. Нам трудно понять, почему Separ – 2000 прямоугольной формы — техническая уловка или оригинальный «выпендрёж». Мало-мальски технически подготовленный человек найдёт больше недостатков, чем преимуществ, в прямоугольной конструкции этого фильтра. Ну да ладно, бог с ними, это их проблемы, нам бы со своими разобраться.
Выбор конструкции ТФС-2002 не случайный, а чётко регламентированный техническим заданием, которое было поставлено перед конструктором. Техническое задание — это перечень требований технического и эксплуатационного характера к изделию, реализация которых делает его полезным или бесполезным для потребителя. Сейчас, по происшествию многих лет эксплуатации наших фильтров можно с уверенностью сказать, что конструкция его выбрана правильно. Фильтр, благодаря своей конструкции, имеет отличные технические и эксплуатационные характеристики, которые существенно превосходят зарубежные аналоги.

Ниже мы приводим перечень технических решений реализованных в конструкции нашего фильтра-сепаратора ТФС-2002А:

• фильтр-сепаратор ТФС-2002А являются комбинированным, состоит из узлов грубой и тонкой очистки топлива;
• оборудован штуцерами диаметром 10 мм. Штуцеры расположены на противоположных торцевых сторонах фильтра, могут ориентироваться друг относительно друга в секторе 360°. Такое расположение штуцеров исключает поступление топлива непосредственно в зону фильтрующего элемента. Топливо сначала проходит грубую, а потом тонкую очистку;
• оборудован центробежным сепаратором, который расположен в корпусе нагревателя (Фото 12). Сепаратор выполнен в виде горизонтально расположенного спирального канала с четырьмя витками, которые расположены по возрастанию радиусов от центральной оси;
• оборудован проточно-позиционным нагревателем с рабочей температурой +120?С. Проточный нагреватель, расположен внутри корпуса, являясь каналом сепаратора длиной 55 см. Позиционный нагреватель – это внешняя поверхность корпуса с рабочей площадью 160 см?;
• имеет отстойник с рабочим объёмом 150 см?. В отстойнике установлена сенсорная игла датчика воды;
• имеет два успокоителя топлива, которые установлены в отстойнике и предназначены для гашения вращательного движения топлива;
• имеет подвижный узел крепления, который позволяет перемещать фильтр по вертикали и ориентировать штуцера в горизонтальной плоскости относительно друг — друга;
• при откручивании центрального болта фильтр разделяется на три части, обеспечивая доступ к отстойнику и фильтрующему элементу;
• расходные комплектующие — уплотнительные резиновые кольца и прокладки заимствованы от автомобилей МАЗ, КАМАЗ и доступны в розничной продаже на всей территории СНГ.
• имеет сменный фильтрующий элемент тонкой очистки (Фото 3 или 4 в зависимости от модели фильтра) с ячейкой отсева (5 – 9) микрон;
• имеет малые габаритные размеры. Модели для легкового транспорта 200*100 мм, модели для грузового транспорта 250*100 мм.

Очистка топлива

Для начала, чтобы осознанно воспринимать последующую информацию, рассмотрим суть данной проблемы. Очевидно многие из тех, кто эксплуатирует дизельную технику, знают понаслышке, а некоторые со своего горького опыты убеждены, что топливо необходимо дополнительно очищать. Чего греха таить, не будь так больно и обидно, и так дорого (имеется в виду ремонт топливной) многие этот вопрос спустили бы на тормозах. Действительно, износ топливной системы, процесс накапливаемый, и всецело зависимый от чистоты топлива. Правда, не все это правильно осознают, некоторые начитавшись и наслушавшись рекламной «лабуды» уповают на штатный фильтр тонкой очистки, надеясь, что он у них самый-самый, чуть ли не двух микронный, он всё задерживает. Успокойтесь, это Вас просто дурят, в лучшем случае у вашего автомобиля 30-микронный фильтр, а если зимой проблем не возникает, то и того похуже. Ну и для полной дискриминации штатного фильтра, сообщим Вам информацию, которую мы получили от нашего клиента. Он, как творческая личность, решил проверить на «вшивость» штатный фильтр своего автомобиля и перемонтировал топливную систему так: установил наш ТФС-2002/10 (это ещё старая серия) после своего, и полученный результат его огорчил. Штатный фильтр продержался без замены 32 тыс. км, в то время, в нашем фильтре смену ФЭ проводил, как и ранее, через 5 тыс. км пробега. Выходит, что штатный фильтр особо не утруждает себя очисткой. Почему наш фильтр с ФЭ, который делают все «кто ни попади» очищает топливо лучше, чем оригинальный фильтр тонкой очистки производства MANN, мы опишем немного ниже.

Обычная схема топливной системы дизельного двигателя (Рис. 1) включает:

Обычная схема современной топливной системы дизельного двигателя (Рис. 1) включает:

— топливный насос высокого давления (1);
— топливный фильтр (так называемый фильтр тонкой очистки) (2);
— на позиции (3) может быть установлен отстойник или фильтр-сепаратор. К нему обычно подключают подогрев, для того чтобы избежать блокировки фильтрующего элемента парафинами и замерзания в нем воды в холодное время года;
— топливный бак (4). Желательно иметь подогрев, что бы обеспечить забор топлива в зимний период.

Рис 1

Схема очистки топлива в фильтре ТФС-2002А

Прежде чем освещать данную тему, давайте мы с Вами рассмотрим пару вопросов без понимания, сути которых, все наши выкладки будут как горохом об стенку.

Вопрос первый. Что может находиться в топливе? А Бог его знает – скажете Вы, мы тоже такого мнения. Хотя подспудно понимаем, что в топливе может быть что угодно, и как утверждают знатоки, там может быть и вода, и твёрдые примеси, и органические вещества типа бактерий, которые довольно бурно размножаются в тёплое время года, питаясь топливом, и много чего другого. Главное, что вся эта «нечисть» таких малых размеров, что обнаружить их не вооружённым глазом практически невозможно, а вот нашкодить они могут.

Вопрос второй и не менее интересный. Знаете ли Вы, что такое сепарация? Ну, конечно знаете, хотя не все догадываются, что вся наша жизнь сплошная сепарация, даже тосты провозглашают «что бы наши желания совпадали с нашими возможностями». К примеру, мы думаем, что это будет понятно всем, финансовая сепарация ограничивает возможности тех, у кого денег нет. Понятно?

И так, обычный штатный фильтр можно рассматривать как сепаратор, который отделяет твёрдые примеси, геометрические размеры которых больше размеров пор в фильтровальном материале фильтра. Что касается более мелких примесей то они проходят свободно, в том числе и вода любого размера. Утверждение некоторых сподвижников данной тематики, что их фильтр очищает топливо от всего, является чистым блефом. Очистить полностью невозможно, но стремиться к этому нужно.

Фото 22

На (Фото 22) показан фильтр – сепаратор ТФС-2002А/10 без кожуха, что бы видно было схему протока топлива, движение которого обозначено стрелками. В этом фильтре, благодаря его конструкции, реализована сложная схема протока топлива, в результате чего, топливо подвергается нескольким видам сепарации, отделяются примеси как по массе (весу), так и по размеру.

Первый вид – инерционная сепарация, отделяет примеси, включая и воду, масса которых больше массы топлива. Это происходит следующим образом: топливо через входной штуцер по каналу центральной оси поступает в центробежный сепаратор (фото 12) фильтра грубой очистки. Сепаратор пассивный, выполнен в виде спирального канала, имеет четыре витка расположенных в одной плоскости по возрастанию радиусов. Радиус первого витка равен 10 мм. Поперечное сечение канала — прямоугольной формы размером 60 мм?. Ширина канала в горизонтальной плоскости равна 4 мм, длина – 55 см.
Мы приводим эти данные по размерам не для праздного любопытства, в этих размерах заложен глубокий смысл. В этом спиральном канале реализуется один из видов инерционной сепарации – центробежный, как наиболее эффективный при малых линейных скоростях движения топлива. Дело в том, что бы переместить частицу от центра на какое–то расстояние необходимо приложить определенную центробежную силу для преодоления сопротивления, вызванного вязкостью топлива. При этом следует учесть, что с удалением от центра вращения центробежная сила будет уменьшаться, а вязкость – величина будет постоянная.

В нашем центробежном сепараторе тяжелые фракции и примеси перемещаются к внешней стороне канала, преодолевая при этом расстояние не более 4 мм, что равно ширине канала. А если учесть радиус первого витка 10 мм, то центробежная сила, даже при малых линейных скоростях протекания топлива, будет достаточной для отделения тяжелых фракций и примесей.

Тяжелые фракции и примеси, прижатые к внешней стороне канала, будут двигаться за потоком топлива, сталкиваясь друг с другом, объединяясь в более крупные частицы.

На выходе сепаратора топливо попадает в зону успокоителя (4), который установлен в отстойнике, имеет оригинальную конструкцию с ловушкой тяжелых фракций. Успокоитель гасит вращательное движение топлива, направляя его к центральной оси. Тяжелые фракции и примеси двигаясь по внутренней поверхности успокоителя, попадают в ловушку, там происходит их накопление с последующим выпадением в осадок на дно отстойника, а примеси массой соизмеримой с массой топлива и менее будут оставаться в топливе, перемещаясь вместе с ним. Для полной остановки вращения сепаратор имеет два успокоителя топлива. Топливо, попал в отстойник, зона ниже узла сепарации, становится в очередь, чтобы переместиться вверх в зону фильтрующего элемента тонкой очистки, где оно будет подвергнуто следующему типу сепарации по размеру. Примеси, размер которых больше размера ячейки фильтрации будут задержаны, а более мелкие имеют право на прохождение. Следует заметить, что данная схема очистки практически задерживает все примеси, которые тяжелее топлива, в схеме отсутствуют условия перемещения тяжёлых примесей вверх, нет сил, или они такие малые, что бы преодолеть силу земного притяжения.

Далее топливо через фильтрующий элемент (5) и выходной штуцер (6) поступает в топливную систему. Примеси, которые проскочили через фильтр, уже не могут вызвать негативные явления в топливной системе, так как в их составе отсутствует вода и твёрдые кремниевые соединения, которые наиболее опасны.

Подогрев топлива в ТФС-2002А

Наличие подогрева топлива в базовой модели фильтра оказалось только в нашем фильтре, во всех других прочих производителей подогрев подаётся как дополнительная опция. Может это лишняя «заморочка»? Да нет, их фильтры особой прыти, без дополнительного подогрева топлива, не показывают. Вот и приходится им придумывать разные примочки, так как нормальный нагреватель то и ставить некуда, просто, при разработке конструкции его никто не учитывал. Чего только стоит попытка производителя Separ-2000 адаптировать свой фильтр к климатическим условиям СНГ. Их нагреватель, с виду прилично выглядит, а вот надёжностью не отличается – частые отказы из-за нарушения герметичности в конструкции, попадание топлива на нить накала и «ЙОК» нагревателю. Нам даже пришлось разработать свой нагреватель (фото 17) для замены отказавших, серийно не изготавливаем, но под заказ можем сделать.
Основное назначение подогрева в зимний период это обеспечение протока топлива через фильтр, растапливание кристаллов парафина и воды. В нашем фильтре подогрев принимает активное участие в очистке, уменьшая вязкость топлива, способствует эффективности центробежной сепарации.

В качестве нагревательных элементов в нагревателе ТФС-2002А (фото 13, 14, 15) использована позисторная керамика (позистор).

Позистор относится к классу полупроводниковых приборов, изготавливается в виде цилиндрического диска (таблетка) диаметром 25 мм и толщиной 2.2 мм. Контактные площадки металлизированы, расположены на противоположных плоских поверхностях таблетки, площадью по 490 мм?.

Позистор не горюч, выпекается при температуре 1300?С в воздушной атмосфере в течение 4 часов.
Позистор во время эксплуатации не разлагается и не оказывает вредного влияния на окружающую среду.
Позистор имеет положительный ТКС, со скачкообразным изменением сопротивления при достижении рабочей температуры +120 ?С, сопротивление позистора скачком увеличивается в два раза с последующим линейным увеличением в 1000 и более раз в зависимости от температуры.

Рабочая температура позистора не зависит от полярности и величины приложенного напряжения питания.

Позистор работает в режиме самосохранения, перегрев за счет прохождения тока через него при постоянном допустимом напряжении питания физически исключается.
Позистор автоматически регулирует потребляемую мощность от источника питания в зависимости от температуры окружающей среды, с понижением температуры мощность увеличивается, с повышением – уменьшается.
В нагреватель изделия ТФС – 2002А устанавливается два позистора, электрически подключены параллельно.
Получился проточно-позиционный нагреватель с большой нагревательной поверхностью.

Протекая по каналу сепаратора, топливо сепарируется и прогревается. Пробег топлива внутри нагревателя равен 55 см., это первая стадия подогрева.

Вторая стадия подогрева топлива происходит при его перемещении из отстойника в зону фильтрующего элемента. На этом этапе топливо имеет сложную траекторию движения (Фото 22). Огибая боковую поверхность нагревателя, топливо перемещается по его верхней поверхности к центральной оси. Это вызвано тем, что температура поверхности нагревателя в зоне центральной оси выше. Прогреваясь, топливо направляется вверх и под нижней крышкой фильтрующего элемента, возвращаясь обратно, поступает в зону фильтра тонкой очистки. При такой траектории движения прогретое топливо практически не соприкасается с кожухом фильтра и не нагревает его.
Как показал опыт эксплуатации дизельного транспорта, при температурах минус 30°С проблем с топливом у наших клиентов не бывает.

Фото 23

В заключение хотим Вас предупредить, что подогрев топлива дело не простое и специфичное, если иметь в виду физические свойства топлива, то применение таких нагревателей, как показано на (фото 23), проблему не решает.

Датчик воды

Ещё одна интересная опция заложена сразу в базовую модель наших фильтров, это контроль уровня накопленной воды в отстойнике¬. Мелочь – скажете Вы, согласны, но иногда эта «мелочь» приносит больше пользы, чем громадная глыба. Не даром некоторые производители при реализации своих фильтров, предлагают дополнительную опцию контроля воды, даже при наличии прозрачного отстойника. Они понимают, что попадание воды при заправке возможно в том количестве, которого будет достаточно для критического заполнения фильтра. Надеяться, что Вы визуально это проконтролируете, было бы наивно. Выходит, что наличие датчика воды не роскошь, а предмет необходимый. Осознавая ответственность за себя и за того парня за рулём мы разработали эл. схему с автоматическим тестированием на исправность, эта информация выводится на световой индикатор пульта управления. При каждом включении замка зажигания выполняется тестирование датчика воды на исправность, а при заполнении отстойника водой до определённого уровня включается индикатор, который прерывистым, красным световым сигналом сообщает об опасности.

Ваша корзина покупок