Одним из самых важных, но зачастую удешевляемых элементов газо-топливной системы автомобиля является фильтр паровой фазы газа. Невзирая на то, что большинство отказов форсунок связано с изначально низким качеством отчистки газового топлива большинство установочных центров не используют качественные фильтры из-за их дороговизны. Давайте попробуем разобраться в том, какие нежелательные примеси в газовом топливе могут содержаться и как попытаться очистить от них газ.

Зачастую продаваемый на заправках нашей страны сжиженный газ кроме пропана и бутана содержит в себе еще много всего интересного. Самые первые и наиболее легко отделяемые элементы – механические примеси. Механическими примесями являются различные нежелательные твердые частицы, например, такие как пыль, металлические опилки, ржавчина и т.д. Справедливости ради необходимо отметить, что опилки и ржавчина – не всегда на совести производителя газа, перевозчика или заправщиков, иногда это просто продукты внутренней коррозии элементов газо-топливной системы и износа перекачивающего оборудования. Под внутренней коррозией элементов газо-топливной системы подразумевается не только процесс ржавления баллона изнутри, но и химическая коррозия медных элементов трубопровода (зачастую в газовом топливе превышено допустимое содержание серы и кислот).

Первым на пути у механических примесей становится сетчатый фильтр на заборной трубке мультиклапана (если он вообще есть и если цел), но даже если сетчатый фильтр и предотвратит попадание механических примесей в трубопровод, то дальнейшее образование твердых продуктов разложения трубопровода он не остановит.

По этой причине на входе в редуктор установлен, как правило, совмещенный с электромагнитным клапаном, фильтр жидкого газа. Сам фильтрующий элемент выполнен из бумаги с порами, не превышающими определенный калибр. Соответственно при должном качестве изготовления корпуса фильтра и самого фильтрующего элемента легко удаетсяпредотвратить попадание нежелательных механических примесей, способных навредить газовому редуктору, далее в систему. К сожалению, все же возможно проникновение механических примесей в случае неплотного прилегания фильтрующего элемента к корпусу фильтра, прорыва фильтра (преждевременного разрушения) при значительном загрязнении или при низком качестве фильтрующего элемента.

Газовые форсунки гораздо сильнее бояться попадания инородных веществ и предметов. Для их защиты после газового редуктора установлен еще один фильтрующий элемент – фильтр паровой фазы газа. Ассортимент фильтров паровой фазы газа и фильтрующих элементов к ним куда шире, чем ассортимент фильтров жидкой фазы. Попробуем же разобраться в этом изобилии.

В газовом топливе существуют не только нежелательные механические примеси, но и множество вариантов нежелательных химических примесей. Фактически ряд сопутствующих производству пропан-бутана более тяжелых веществ присутствует в газовом топливе в растворенном виде. В процессе испарения пропана и бутана в газовом редукторе эти нежелательные примеси высвобождаются. Фильтр жидкой фазы газа совершенно бесполезен для борьбы с такими примесями, так как в растворенном виде они прекрасно проходят сквозь него.

При испарении газа в редукторе нежелательные более тяжелые примеси присутствуют в испаренном газовом топливе в жидком виде либо в виде аэрозоля. При медленном движении газа по системе аэрозоль зачастую конденсируется на внутренних деталях редуктора, трубопровода, фильтра и газовых форсунок, где под действием высоких температур может окончательно затвердеть, либо наоборот остаться в виде маслянистой жидкости, которая при низких температурах загустевает и затрудняет работу механизмов и даже может вывести их из строя. Также в форсунки могут попасть затвердевшие «кусочки» тяжелых примесей и просто те примеси, которые не смог уловить или удержать (в случае повреждения) фильтр жидкой фазы, а также продукты износа редуктора. Существует огромное множество различных по конструкции и типу фильтрующего элемента вариантов фильтров паровой фазы.

Сначала рассмотрим конструктивные отличия различных фильтров. На рынке встречаются фильтры паровой фазы газа разборные, со сменным фильтрующим элементом и одноразовые.

Основным преимуществом одноразового фильтра паровой фазы является низкая стартовая стоимость, что и обуславливает их популярность. Недостатком такого фильтра является невозможность контроля состояния фильтрующего элемента, посредственное качество очистки газа и относительно высокая стоимость замены (по сравнению со стоимостью сменного элемента).

Разборные фильтры паровой фазы газа (на рисунке видно пружинное кольцо, фиксирующее донышко) изначально, конечно же, стоят дороже одноразовых фильтров, но сменные элементы к ним, как правило, стоят дешевле. Возможность визуально оценить состояние фильтрующего элемента зачастую позволяет вовремя отказаться от некачественной заправочной станции. Недостатком такого фильтра является возможная потеря герметичности корпуса после некоторого количества замен фильтрующего элемента.

В качестве фильтрующего материала в дешевых фильтрах применяется бумага. К сожалению, бумажный фильтрующий элемент в процессе эксплуатации пропитывается жидкими примесями и может порваться. По этой причине в более дорогих вариантах применяется синтетический материал (полиэстер либо стеклоткань) нередко дополнительно армированный металлической сеткой. В последнее время широкое распространение получили одноразовые фильтры с фильтрующим элементом из поролона(Bulpren). Такие фильтры неплохо останавливают механические примеси и даже способны останавливать нежелательные жидкие примеси в небольших количествах(пока не пропитаются этими самыми примесями).

Оба этих фильтра конструктивно выполнены одинаково, что и обуславливает столь малые различия в их свойствах и общие конструктивные достоинства и недостатки. Конструктивными особенностями данного типа фильтров являются малые наружные габариты, удобство и простота монтажа. Из недостатков необходимо отметить слабое противодействие проникновению жидких и аэрозольных примесей в форсуночную планку.

К сожалению, отчистить поток испаренного газа от жидких примесей простой фильтрацией практически невозможно, для этого необходимо применение других материалов фильтрующего элемента, или другого принципа фильтрования. К счастью газ и жидкие фракции имеют различную плотность, что означает, что при равном объеме капелька жидкости будет тяжелее. Благодаря различной плотности разделить газ и жидкие фракции нам поможет сила инерции. Как вы знаете, сила инерции возникает при изменении скорости или направления движения и чем тяжелее движущийся объект – тем больше возникающая сила инерции. Выходит, что при резком изменении направления движения более тяжелые капельки жидкости «полетят дальше прямо», а если на их пути окажется стеночка – то ударятся в нее. Разбившиеся о стенку капельки уже никуда не полетят, а благодаря капиллярному эффекту и под действием силы гравитации –соберутся в более крупные капли и стекут в нижнюю точку. На этом нехитром принципе и основывается работа «фильтра с отстойником» и «фильтра с сепаратором». Чем больше раз сменится направление движения потока газа, тем больше капелек жидкости останется на стенках, а чем глубже эти капельки потом стекут, тем надежнее они будут там храниться.

Первые «фильтры с отстойником» были не лишены огромного количества недостатков. Принцип их действия заключался в том, что поступающий в фильтр газ двигался вниз и пропускался через вертикально стоящий фильтрующий элемент. Так как выход газа из фильтра также был расположен в верхней части корпуса, направление движения газа при проходе через фильтр изменялось на противоположное, что позволяло отделить некоторое количество жидкости. Отделенная от потока газа жидкость собиралась в нижней части фильтра. К сожалению, в ранних моделях таких фильтров – фильтрующий элемент фактически доставал до дна корпуса, что приводило к пропитыванию материала фильтрующего элемента жидкостью, даже если жидкости собралось совсем немного. По факту после некоторого заполнения жидкость пропитывала бумажный фильтрующий элемент, что могло привести к его разрыву, а также часть жидкости попадала в пространство после фильтра. Современные модели «фильтров с сепаратором» (например Ultra 360) оборудованы достаточно глубоким отстойником, емкости которого должно хватить для хранения жидкости собираемой в период между сервисными обслуживаниями. Для улучшения разделяющей способности поток газа в таком фильтре закручивается, что приводит к еще большему изменению направления движения и лучшему оседанию жидкости на стенках корпуса. Фильтрующий элемент уже не достает до дна фильтра и защищен от попадания на него капелек жидкости специальным щитком, да и материал фильтрующего элемента применен синтетический, не боящийся пропитывания, да еще и зачастую армирован металлической сеткой. В конструкции этих фильтров учтены все замечания к предшественникам и конечно настолько технологичная и эффективная конструкция, как и сменные элементы к ней, не может стоить дешево. Цена хорошего фильтра в 4-5 раз превышает цену одноразового фильтра, но зато наличие такого фильтра значительно снижает вероятность преждевременного выхода из строя дорогостоящих форсунок.

В зависимости от производителя, размера и типа фильтрующего элемента, максимальная пропускная способность фильтров колеблется от 100 до 150 Л.С.. Так для стандартного одноразового фильтра, паровой фазы регламентировано падение давления в 0,15 бар при пропускании сквозь фильтр около 27 м?/ч газа, что приблизительно соответствует 62 кг пропан-бутана. Приблизительно такое потребление пропан бутана имеет двигатель мощностью до 200 Л.С. при максимальной нагрузке. При пропускании сквозь такой фильтр большего количества газа либо при загрязнении фильтрующего элемента — падение давления на фильтре может непропорционально вырасти. По этой причине мы рекомендуем установку нескольких фильтров параллельно на двигатели с мощность выше 150 Л.С.. Пропускная способность фильтра ограничена фильтрующим элементом и не зависит от количества входов и выходов в корпусе фильтра. По этой причине установка фильтра с двумя выходами или двумя входами проблему чрезмерного падения давления при превышении допустимой мощности не решит.