Tecnologia: Come funzionano i filtri del carburante e come mantengono le cose pulite

Al centro del motore diesel: la pressione viene generata con una corsa nella pompa di iniezione. L'ugello di iniezione si apre e distribuisce finemente il gasolio nella camera di combustione fino a 300 bar. Le aperture dell'ugello sono progettate in modo da avere gocce piccole e gocce grandi. Le prime bruciano subito, le altre più tardi. Ciò rende il motore più fluido e previene i colpi. Se l'ugello dell'iniettore si usura e non si chiude correttamente, ad esempio, o se il getto non è più corretto perché i fori sono cambiati, anche il funzionamento del motore cambia. Il proprietario lo riconoscerà dal funzionamento irregolare o dal fumo bianco che solitamente esce dallo scarico. L'ugello e la pompa di iniezione sono componenti meccanici di precisione con tolleranze di fabbricazione estremamente ridotte e si muovono rapidamente.

Non ci vuole molta immaginazione per immaginare i danni che possono provocare anche le più piccole particelle di sabbia o di metallo presenti nel carburante, che lubrifica anche l'impianto. Lo stesso vale per le escrezioni appiccicose dei batteri che vivono nel gasolio, note anche come peste del gasolio. Altrettanto indesiderabile nel sistema di iniezione è l'acqua che entra nel sistema come condensa nel serbatoio, attraverso un carburante scadente o una guarnizione difettosa del tappo del serbatoio. In questo caso l'acqua ha una proprietà spiacevole: non può essere compressa. Se si applica una pressione alle piccole gocce d'acqua nel gasolio, come accade nella pompa di iniezione, queste possono collassare ed espandersi bruscamente.

Interessante anche questo:

• Carburanti: questo diesel è il migliore per il motore della barca
• Carburante contaminato: cosa aiuta contro i parassiti del diesel nel serbatoio del carburante

Gli skipper conoscono bene questo processo delle eliche. Si chiama cavitazione. È in grado di staccare le particelle dalle superfici metalliche, che poi causano problemi al resto del sistema. I danni al sistema di iniezione sono causati anche dalla presenza di acqua nel carburante. Tra l'altro, questo fenomeno è indesiderabile anche nella camera di combustione per le stesse ragioni. In breve, il carburante che arriva alla pompa di iniezione deve essere assolutamente privo di impurità e acqua. Per proteggersi da questi inconvenienti sono disponibili filtri del carburante. Spesso sono anche dotati di un separatore d'acqua, in modo che solo il carburante sufficientemente pulito finisca nella pompa ad alta pressione. Se un motore si ferma perché il filtro del carburante è intasato, il motore è stato paralizzato, ma molto probabilmente anche salvato.

Il filtro del carburante è un pezzo di vello

Un filtro di questo tipo è in realtà solo un pezzo di tessuto con una dimensione definita dei pori. Tutto ciò che è abbastanza piccolo per i pori può passare. Tutto il resto si attacca al tessuto. La dimensione standard dei pori per i filtri del carburante è di dieci micrometri, ovvero circa dieci volte più fine di un capello umano. In altre parole, tutto ciò che è definito come polvere fine nell'aria passerebbe attraverso. Si tratta di dimensioni sufficientemente ridotte per i sistemi di iniezione e non causano alcun danno.

Se i pori fossero ancora più fini, il carburante passerebbe troppo poco, poiché il filtro rappresenta un ostacolo al flusso del carburante. Per non ridurre troppo la portata, la superficie del filtro viene aumentata. Ciò significa che ci sono più pori attraverso i quali il liquido può passare. Per questo motivo gli elementi del filtro hanno una forma a ventaglio, come una fisarmonica. Se un poro viene colpito da un'impurità e si blocca, il poro diventa impraticabile per il carburante. La pressione dietro l'elemento filtrante diminuisce. Se questo accade con molti pori, il filtro del carburante finisce per intasarsi.

Componenti del circuito del carburante

Il serbatoio si trova più in alto o più in basso rispetto al primo filtro. Seguono, fino al blocco motore, il prefiltro con separatore d'acqua, la pompa di alimentazione con leva manuale, il secondo filtro, la pompa di iniezione, gli ugelli di iniezione e la linea di ritorno, nota anche come linea di perdita (nera).

Per riconoscere l'intasamento dell'elemento filtrante, misurare la differenza di pressione a monte e a valle del filtro, la cosiddetta pressione differenziale. In questo modo è possibile leggere le condizioni dell'elemento filtrante utilizzando un manometro sull'alloggiamento senza smontarlo. La pressione nel sistema di alimentazione è generata dalla pompa di alimentazione del motore. Questa è azionata elettricamente oppure la sua membrana è azionata da una camma dall'interno del motore. Non va confusa con la pompa di iniezione, che genera solo la pressione per l'iniezione, ma non la pressione nel sistema di alimentazione.

Il separatore d'acqua deve essere scaricato regolarmente

Mentre l'elemento filtrante è responsabile dei componenti solidi del carburante, l'acqua presente nel gasolio può facilmente attraversarlo. È quindi necessario rimuoverla con altri mezzi. A tal fine, i produttori sfruttano la maggiore densità dell'acqua rispetto al gasolio o alla benzina. Indipendentemente dal fatto che possa semplicemente depositarsi o che il carburante venga inserito in una centrifuga, dove l'acqua più pesante viene fatta girare verso l'esterno e separata dal gasolio: L'importante è che rimanga solo carburante pulito.

L'acqua separata si raccoglie sul fondo nella cosiddetta vaschetta sotto il filtro. Di solito è facile da vedere attraverso il vetro spia perché, a differenza del gasolio leggermente colorato, è completamente trasparente. Se si è accumulata troppa acqua, è necessario scaricarla. Questo può essere fatto tramite un apposito tappo di scarico sul fondo dell'alloggiamento del filtro. Purtroppo esistono anche separatori d'acqua privi di vetro spia, che è un requisito di resistenza al fuoco previsto dalla norma CE che il vetro non può soddisfare. In questo caso non è possibile vedere se l'acqua si è accumulata. È necessario toccare regolarmente e a caso.

Chi preferisce una maggiore praticità può scegliere un filtro carburante con sensore. Questo emette un segnale, ad esempio alla rete NMEA 2000, quando viene raggiunto un certo livello di acqua nella vaschetta. Il comandante sa che è ora di svuotare il serbatoio. I filtri Separ e Racor sono dotati di un beccuccio sul fondo della vasca, al quale è possibile collegare un tubo flessibile per raccogliere meglio l'acqua scaricata. Il filtro deve essere facilmente accessibile in modo da poter controllare regolarmente la pressione differenziale nel filtro - se è disponibile un manometro - e il livello dell'acqua nella vasca.

Questo è utile anche per sostituire rapidamente un elemento del filtro se il motore si guasta perché il carburante è contaminato. A proposito: scaricare un po' di carburante dal fondo del filtro del carburante fa parte della routine regolare in sala macchine, soprattutto se il carburante è stato rifornito da una fonte dubbia. È il caso, ad esempio, di quando si fa rifornimento in primavera presso una stazione di rifornimento per imbarcazioni che è stata poco utilizzata durante l'inverno. Il carburante ha già diversi mesi di vita ed è quindi in grado di assorbire una maggiore quantità di condensa.

Eseguire lo sfiato

A intervalli regolari o perché la pressione differenziale è troppo alta: a un certo punto, l'elemento filtrante deve essere sostituito. Esistono due sistemi principali. In uno, l'elemento filtrante si trova in un contenitore dall'alto. Questo è il caso di un filtro carburante Separ o Racor, ad esempio, in cui la piastra a forma di scodella non viene utilizzata per raccogliere il carburante. Il suo scopo è quello di proteggere il filtro dal calore. Importante: chiudere sempre prima il rubinetto del gasolio sul serbatoio. Quindi, per sostituire il filtro, è sufficiente rimuovere il coperchio, estrarre il vecchio elemento, inserire quello nuovo e riavvitare il coperchio. Questa operazione può essere eseguita quasi senza versare carburante. Poiché non si perde quasi nulla di gasolio, anche lo spurgo è molto rapido. Con Separ, l'elemento filtrante viene premuto nel supporto grazie alla tensione della molla. Il serraggio richiede una certa forza. Anche le quattro viti del coperchio devono essere fissate nell'ordine corretto per non danneggiare il coperchio.

Su un filtro del carburante Racor, il coperchio viene serrato a mano con una grossa vite. Gli altri filtri, molto diffusi, hanno l'elemento filtrante bloccato tra il coperchio e la coppa. È tenuto in posizione con una lunga vite che si estende dal coperchio al fondo della coppa. Lo svantaggio: per raggiungere l'elemento filtrante è necessario allentare la vite e rimuovere tutte le parti. Nel processo, tutto il carburante fuoriesce dal filtro del carburante e dall'elemento, nonché dal tubo del carburante. Un gran casino. Questo problema può essere ridotto tagliando la parte superiore di una bottiglia di plastica. Se il contenitore così ottenuto viene spinto sul filtro dal basso, si può allentare la vite di fissaggio in cima e i singoli componenti, compreso il carburante, cadono nella bottiglia. Quindi, rimuovere le parti ancora necessarie e pulirle bene con un panno che non lasci pelucchi, inserire un nuovo elemento filtrante, assicurarsi che le guarnizioni siano posizionate correttamente e riavvitare tutto correttamente.

A questo punto è necessario spurgare il sistema. In questo caso è importante la vite di spurgo, che si trova sempre sul coperchio del filtro. Aprirla di un giro per far uscire l'aria dal sistema. Ora dipende dalla posizione del filtro del carburante rispetto al serbatoio. Se è più basso del livello del liquido nel serbatoio, è sufficiente aprire di nuovo il rubinetto del carburante e attendere che il carburante esca senza bolle dalla vite di spurgo in cima al filtro. Chiudere quindi la vite e il gioco è fatto. Se si tratta di un motore a benzina, è necessario garantire una buona ventilazione e pulire accuratamente tutti i residui di carburante. Altrimenti c'è il rischio di incendio ed esplosione!

Risoluzione dei problemi durante lo sfiato

Se il filtro è più alto del serbatoio, dipende dalla pompa di alimentazione del carburante. Se questa è elettrica, è sufficiente inserire l'accensione. La pompa dovrebbe iniziare a funzionare. Quindi attendere nuovamente che il carburante esca dalla vite di spurgo senza bolle. Nel caso di una pompa di alimentazione meccanica, di solito è presente una piccola leva sul lato inferiore della pompa. Questa può essere utilizzata per azionare la pompa. Procedere in questo modo finché il carburante non esce dal filtro. Questo può richiedere un po' di tempo. Può anche essere difficile pompare e controllare contemporaneamente il filtro se il gasolio sta già uscendo dallo sfiato. In tal caso, è necessario l'aiuto di una seconda persona per chiudere la vite di spurgo. Dopo lo spurgo, avviare il motore e farlo girare. È possibile che vi siano ancora bolle d'aria nel sistema.

Il problema si riconosce dal fatto che la velocità continua a diminuire o che il motore si spegne. Tuttavia, questo fenomeno dovrebbe cessare da solo dopo un po'. A proposito: di solito i motori hanno un altro filtro direttamente davanti alla pompa di iniezione. Anche questo deve essere sostituito regolarmente. Poiché l'elemento filtrante è solitamente fissato al motore, lo spurgo può essere semplificato riempiendolo di carburante pulito (!) prima di montare il nuovo filtro. È comunque necessario spurgare il filtro, sempre utilizzando la vite sulla parte superiore del filtro, ma è molto più rapido.

Vantaggio: doppia installazione

Alcuni filtri sono anche lavabili in controcorrente. Ciò significa che il carburante può scorrere al contrario attraverso di essi. In questo modo, l'elemento filtrante viene ripulito almeno parzialmente. Ciò può consentire di effettuare una riparazione rapida in mare se non ci sono filtri di ricambio a bordo e il fornitore più vicino è molto lontano.

Sostituzione della parola chiave. Tutti i sistemi possono essere progettati come installazioni doppie. L'uno o l'altro filtro può essere selezionato tramite una valvola a sfera. Questo ha il vantaggio di poter passare da un filtro all'altro senza perdere tempo se un elemento del filtro è sporco e il motore perde potenza. Naturalmente, si tratta solo di un trattamento sintomatico, perché se il carburante è contaminato, ad esempio da parassiti del diesel, è necessario pulire il serbatoio. Infatti, se non si elimina la causa, anche il secondo filtro si intaserà presto.

Anche il miglior filtro è quindi una causa persa contro un serbatoio sporco. Se la pulizia non è possibile, ad esempio perché il serbatoio è fuori portata nella chiglia della barca, la soluzione può essere un serbatoio giornaliero. In ogni caso, gli skipper dovrebbero familiarizzare con i filtri se vogliono essere al riparo da sorprese.

La soluzione ottimale: serbatoio diurno

Invece di trasportare il carburante direttamente da un serbatoio eventualmente contaminato attraverso un filtro alla macchina, è possibile collegare un altro serbatoio intermedio. In questo caso, il gasolio viene trasportato dal serbatoio principale con una pompa di alimentazione attraverso un filtro con separatore d'acqua nel serbatoio giornaliero. Solo il gasolio filtrato e disidratato raggiunge questo serbatoio. Idealmente, il serbatoio è facilmente accessibile e facile da pulire attraverso un portello di ispezione sufficientemente grande. Il motore utilizza poi questo serbatoio, che dovrebbe già contenere carburante pulito e privo di acqua, sempre attraverso un filtro con separatore d'acqua. Ciò significa che il gasolio pulito è sempre disponibile per la guida. I sistemi più convenienti sono dotati di pompe automatiche a controllo di livello che riempiono automaticamente il serbatoio intermedio. In questo modo è sufficiente assicurarsi che ci sia abbastanza gasolio nel serbatoio principale. Tuttavia, il filtro tra il serbatoio principale e quello giornaliero deve essere controllato regolarmente. Come previsto, spesso si sporca e separa molta acqua.

Fuelpolisher: pulizia attraverso la circolazione

L'idea è semplice: integrare nel sistema di alimentazione esistente un circuito supplementare con pompa e filtro, che pompa regolarmente il carburante dal serbatoio attraverso un filtro con separatore d'acqua. In questo modo si mantiene pulito tutto il contenuto del serbatoio. L'azienda GoFilter ha sviluppato un sistema di questo tipo. Viene installato con elettrovalvole nelle linee di alimentazione e di ritorno del sistema di alimentazione o, se sono disponibili connessioni, collegato direttamente al serbatoio. Le elettrovalvole chiudono il circuito supplementare non appena viene attivata l'accensione, in modo che sia sempre disponibile una quantità sufficiente di gasolio o benzina per la propulsione. Tuttavia, se la nave è ferma, il carburante immagazzinato viene fatto circolare a intervalli regolari e programmabili. Il filtro del sistema garantisce che lo sporco e l'acqua rimangano intrappolati al suo interno. Ciò aumenta significativamente la durata del collega davanti al motore. Il sistema più economico per serbatoi di gasolio fino a 800 litri, comprensivo di Separ-Filter con sensore dell'acqua, elettrovalvole e PLC Siemens, costa circa 5.150 euro.

• Ulteriori informazioni: gofilter.de