Kraftstofffilter, hoher Leistungsdruck

Heutzutage werden Motoren immer sauberer und leistungsstärker. Dies bedeutet auch, dass von Ihren Kraftstofffiltern mehr erwartet wird. In diesem Blog werfen wir einen genaueren Blick auf die Bedeutung einer guten Kraftstofffiltration und darauf, was mit Ihrem Motor passiert, wenn Sie Ihren Kraftstofffiltern keine Aufmerksamkeit schenken.

Common-Rail-Dieselmotoren

Eine der größten Innovationen bei Dieselmotoren ist das Common-Rail-System. Dadurch wird sichergestellt, dass der Diesel in einer einzigen Leitung, dem „Rail“, den Einspritzdüsen zugeführt wird. Bei den neueren Common-Rail-Motoren geschieht dies unter sehr hohem Druck. Dieser Druck sorgt dafür, dass sich die Dieselmoleküle feiner verteilen und Sie ein besseres Luft-Kraftstoff-Gemisch erhalten. Diese bessere und feinere Mischung verbrennt mehr Kraftstoff in Ihren Zylindern und sorgt für mehr Leistung bei gleichem oder sogar weniger Kraftstoff. Dadurch werden Motoren nicht nur sparsamer, sondern stoßen auch weniger aus.

In modernen Motoren muss man mit extrem hohem Druck umgehen. Im Leerlauf sollte man an 300 bis 400 Bar denken. Bei voller Leistung kann dieser auf über 2600 Bar ansteigen.

Dieser hohe Druck macht moderne Motoren auch deutlich empfindlicher gegenüber kleinen Verunreinigungen im Kraftstoff. Unter diesen hohen Drücken können kleine Lecks in der Versorgung und Verbrennung minimale Schäden verursachen, die schnell zu größeren Schäden führen.

Wie sauber ist Kraftstoff?

Man würde erwarten, dass frisch getankter Diesel sehr sauber ist. Dies ist jedoch nicht wahr. Es gibt bestimmte Standards für verschiedene Phasen.

Phase 0

Dies ist die Phase direkt von der Raffinerie oder Ihrem Diesellieferanten. Dieser Diesel enthält viel mehr Schadstoffe, als Ihr Motor verkraften kann. Aus diesem Grund platzieren Sie häufig einen Filter an Ihrem Dieseltank, um die erste Grobfiltration durchzuführen, bevor er in den Tank Ihrer Maschine gelangt. Es gibt einen internationalen Standard dafür, wie sauber dieser Diesel ist. Dies ist der ISO-4406-Standard. Diese Norm legt fest, wie viele Partikel der Diesel enthalten darf, um das Label „sauberer Kraftstoff“ zu erhalten.

Phase 1

Dies ist der erste Filter Ihrer Maschine, der den Diesel filtert, bevor er zum letzten Filter gelangt, der die kleinsten Partikel aus dem Diesel entfernt. Dieser Vorfilter entfernt auch den größten Teil der Feuchtigkeit aus dem Diesel.

Phase 2

Dies ist die Phase, in der die Feinstfilterung stattfindet. Dieser Filter entfernt Partikel mit einer Größe von nur 4 Mikrometern. Dies ist kleiner als eine menschliche Blutzelle. Und die Filter müssen in dieser Phase nicht nur einen Teil der Kontamination stoppen, sondern fast die gesamte. Wenn Sie in dieser Phase keinen guten Filter haben, gelangen diese Partikel direkt in Ihre Einspritzdüsen. Um die ISO 4406-Zertifizierung zu erhalten, muss der Diesel in dieser Phase im Vergleich zur Phase 0 andere Standards erfüllen. Das Label in dieser Phase lautet „Ultra Clean Fuel“.

Unterschied zwischen Phase 0 und Phase 2

Um zu messen, wie sauber ein Kraftstoff ist, werden drei Größen der Verunreinigung berücksichtigt; 4 Mikrometer, 6 Mikrometer und 14 Mikrometer.

Für Phase 0 gibt die ISO-Norm folgende Partikelzahlen pro Milliliter an:

• 4 Mikrometer – 40.000 Partikel/ml
• 6 Mikrometer – 10.000 Partikel/ml
• 14 Mikrometer – 640 Partikel/ml

Für Phase 2 gibt die ISO-Norm folgende Zahlen an:

• 4 Mikrometer – 40 Partikel/ml
• 6 Mikrometer – 5 Partikel/ml
• 14 Mikrometer – 0,64 Partikel/ml

Das bedeutet, dass der Diesel von der Pumpe bis zur Einspritzdüse bis zu 1000-mal sauberer sein muss, um Ihren Motor vor größeren inneren Schäden zu schützen.

Was passiert, wenn Ihr Diesel nicht sauber ist?

Grundsätzlich kann man sagen, dass es in Ihrem System zwei kritische Punkte gibt. Der erste erfolgt vor der Verbrennung und der zweite nach der Verbrennung. Moderne Motoren arbeiten bei der Verbrennung unter hohem Druck, um ein optimales Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erreichen. Was auch bei modernen Motoren passiert: Sobald die Abgase den Zylinder verlassen, findet eine Nachverbrennung statt. Im Abgaskanal findet eine Art zweiter Verbrennungsgang statt. Dadurch wird sichergestellt, dass die unvollständig verbrannten Partikel dennoch vollständig entzündet werden. Dadurch gelangen deutlich weniger Schadstoffe in die Umwelt.

Mögliche Schäden vor der Verbrennung

Hier handelt es sich um die Leitungen, die den unter Druck stehenden Kraftstoff zu den Einspritzdüsen transportieren. Kleine Verunreinigungen können hier zu geringfügigen Undichtigkeiten führen, was bedeutet, dass Sie nicht die optimale Dieselmenge in Ihren Einspritzer bekommen.

Das Problem wird noch größer, wenn man sich den Zerstäuber selbst anschaut. Einspritzdüsen sind im Verbrennungsprozess zu recht komplexen Teilen geworden. Im Injektor gibt es zwei Teile, die besonders von Verunreinigungen im Kraftstoff betroffen sind.

Der Teil, der letztendlich den Dieselnebel freisetzt, ist die Einspritznadel. Über diese Nadel gelangt der Dieselnebel in den Zylinder. Diese Nadel ist so fein, dass minimale Beschädigungen oder Verunreinigungen zu einer schlechten Zerstäubung führen. Eine schlechte Zerstäubung führt dazu, dass kein optimales Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Die Explosion dieser Mischung wird daher nicht so homogen sein wie nötig. Dies führt zu Druckunterschieden und einer schlechteren Verbrennung. Die Konsequenzen sind;

• Weniger Kraft
• Ihr Motor läuft nicht rund
• Mehr Abgase
• Viel mehr Schäden und höherer Verschleiß an Ihrem Block, Zylinderkopf und Ihren Einlassventilen

Mögliche Schäden nach der Verbrennung

Der zweite Teil, der im Injektor viel aushalten muss, ist das extrem kleine Ventil, das angehoben wird, um den Kraftstoff in den Injektor zu lassen. Dabei handelt es sich um ein ganz besonderes Ventil, bestehend aus einer konischen Scheibe und einer Metallkugel von weniger als einem Millimeter Durchmesser. Dies ist vergleichbar mit der Kugelgröße eines Kugelschreibers. Die Toleranzen bei diesem Ventil sind winzig. Zum Vergleich: Wenn Sie einen Kugelschreiber nicht noch einmal drücken, bevor Sie ihn in die Hosentasche stecken, läuft er unter normalem Atmosphärendruck aus. Im Zerstäuber darf dieses Ventil bei einem Druck von 2600 Bar nicht lecken. Sie können sich vorstellen, dass der geringste Verschleiß dieses Ventils zu Undichtigkeiten führt. Dieser Verschleiß wird hauptsächlich durch kleinste Schmutzpartikel im Kraftstoff verursacht, der dieses Ventil passiert. Wenn dieses Ventil verschlissen ist, wird mehr als nötig Diesel in den Zylinder eingespritzt, und zwar in einem Moment, in dem die Verbrennung nicht optimal ist.

Dieser Dieselaustritt verursacht das gleiche Phänomen wie bei der Einspritznadel beschrieben. Ihr Verbrennungsgemisch ist nicht mehr homogen und zudem im falschen Verhältnis. Dies hat die gleichen negativen Auswirkungen auf Ihren Motor, Ihre Ventile und Zylinder.

Wie der Kraftstofffilter den Unterschied macht

Es gibt große Unterschiede in der Qualität von Kraftstofffiltern. Der Hauptunterschied besteht in der Filtereffizienz nach mehreren Betriebsstunden. Selbst Filter, die im Neuzustand den OEM-Standards entsprechen, können schnell unzureichenden Schutz bieten. Der Hauptgrund dafür liegt darin, dass ein Filter in einer Maschine nicht den gleichen Bedingungen ausgesetzt ist wie in einem Labor. Eine Maschine schüttelt, vibriert und bewegt sich ständig. Deshalb testen A-Marken auch Filter in Maschinen vor Ort.

Zweitens enthalten hochwertige Filter andere Materialien als die günstigen Varianten. Diese bestehen oft aus synthetischen Stoffen, die nicht so schnell zerfallen und für eine bessere Filterung sorgen. Zellulose- oder Glasfaser-Kraftstofffilter können durch Pulverisierung sogar zu zusätzlicher Verunreinigung führen.

Hochwertige Filter stoppen nicht nur mehr Verunreinigungen, sondern können diese auch besser zurückhalten. Die Filtermedien bestehen häufig aus verschiedenen Schichten mit jeweils eigener Funktion. Einige Filter haben bis zu sieben verschiedene Schichten, durch die der Kraftstoff strömt. Die Qualität eines Kraftstofffilters lässt sich grundsätzlich in zwei wichtige Eigenschaften einteilen; Effizienz und Kapazität.

Wir haben bereits über Effizienz gesprochen. Gerade in der Praxis und bei mehr Betriebsstunden machen die Filtermedien einen großen Unterschied. Bei günstigeren Filtern, mit Filtermedien aus Zellulose und Glasfaser, kann gegen Ende der Filterlebensdauer bis zu fünfmal so viel Schmutz durch den Filter gelangen. Die zweite Eigenschaft, die Filterkapazität, schützt Ihren Motor nicht besser, sorgt aber für eine längere Lebensdauer Ihres Filters. Die Kapazität eines Filters gibt an, wie viel Schmutz Ihr Filter aufnehmen kann, bevor er verstopft. Mit einer höheren Filterkapazität bleibt ein gut funktionierender Filter einfach länger erhalten.

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