Estado del Arte Avances y Tendencias en la Investigación de filtros en el Sistema de Alimentación Automotriz como Elementos Clave para la Durabilidad y Eficiencia del Motor
DOI:
https://doi.org/10.23857/dc.v11i4.4631Palabras clave:
Nanofibras, Nanofibras, Microfibras, Polímeros, Porosidad, Saturación, Filtración, Emisiones, Durabilidad, Eficiencia, Contaminantes, Adhesión, Obstrucción, PartículasResumen
El desarrollo reciente en sistemas de filtración automotriz destaca una marcada transición hacia medios avanzados como nanofibras, polímeros sintéticos multicapa y filtros con diseño optimizado que permiten retener contaminantes finos, agua y sedimentos con alta eficiencia, al tiempo que reducen la caída de presión y el desgaste prematuro del sistema de alimentación. Estudios industriales y de mercado muestran que estos medios aumentan la protección del motor, extienden los intervalos de mantenimiento y mejoran la eficiencia operativa, contribuyendo al ahorro de combustible y la longevidad del sistema (Donaldson Company, 2024).
(MANN et al, 2023). Definen que la integración de tecnologías inteligentes sensores de presión diferencial, soluciones de mantenimiento predictivo y separación de agua en líneas multicapa representa una tendencia creciente, impulsada por regulaciones más estrictas sobre emisión y limpieza del combustible, la investigación actual evidencia grandes avances gracias al uso de nanofibras y medios ultrafinos, los cuales incrementan sustancialmente la eficiencia de retención, incluso para partículas de tamaño inferior a 4 ?m, estudios recientes indican que los medios bicapa hidrofóbicos/hidrofílicos mejoran notablemente la separación de agua, reduciendo los riesgos de corrosión y crecimiento bacteriano en el sistema de alimentación
Según AZoNano (2024), los medios basados en nanofibras logran eficiencias superiores al 99 %, manteniendo una estructura estable bajo condiciones severas. Complementariamente,
Estas innovaciones consolidan los filtros automotrices no sólo como componentes de mantenimiento, sino como elementos críticos en la arquitectura del sistema de inyección, fundamentales para garantizar durabilidad, reducción de fallas, menor consumo y menores emisiones contaminantes, los filtros del sistema de alimentación automotriz se han convertido en elementos clave para asegurar la eficiencia y la durabilidad del motor, debido al aumento de presión, precisión y sensibilidad de los sistemas modernos de inyección. Diversos autores destacan que los nuevos combustibles, los sistemas de alta presión y la reducción de tolerancias obligan a emplear medios filtrantes más eficientes capaces de retener partículas submicrónicas y agua sin aumentar significativamente la caída de presión (Pavadad et al. (2024).
Pavadad (2022) destaca que la presencia de aditivos modernos afecta radicalmente el comportamiento de separación, obligando a diseñar medios más robustos y a desarrollar protocolos de ensayo más exigentes.
Citas
AZoNano. (2024). Nanofiber filter media: Properties, performance, and applications.
https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=6442
Zhang, X., Wang, D., & Li, C. (2022). Performance optimization of nanofiber-based filtration media in automotive applications. Separation and Purification Technology, 289, 120643.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120643
Jung, S., Park, J., & Kim, J. (2023). Advanced polymeric nanofiber membranes for fine particulate filtration under harsh environments. Journal of Membrane Science, 682, 121939.
https://doi.org/10.1016/j.memsci.2023.121939
MANN+HUMMEL. (2023). Multi-layer filter media for modern automotive engines.
Donaldson Company. (2024). High-efficiency multilayer filtration technologies for fuel and air systems.
Pavadad, P., Kumar, A., & Singh, R. (2022). Effect of advanced fuel additives on filtration performance and water separation efficiency. Fuel Processing Technology, 235, 107426.
https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107426
Pavadad, P., Singh, R., & Kumar, V. (2023). Influence of biodiesel blends on fuel filter clogging and water separation mechanisms. Energy Conversion and Management, 281, 116834.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.116834
Liu, Y., Chen, H., & Zhao, P. (2021). Hydrophobic/hydrophilic bicomponent membranes for enhanced water removal in fuel filtration. Chemical Engineering Journal, 427, 131907.
https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131907
Sobre sensores de presión diferencial y mantenimiento predictivo
Bosch Mobility. (2022). Intelligent filtration and pressure differential sensing in modern fuel systems.
https://www.bosch-mobility.com
SAE International. (2023). Real-time filtration diagnostics using differential pressure sensors in high-pressure injection systems. SAE Technical Paper 2023-01-1042.
https://doi.org/10.4271/2023-01-1042
Xu, Y., Han, D., & Wu, M. (2022). Computational fluid dynamics-based optimization of fuel filter structures for reduced pressure drop. Applied Thermal Engineering, 215, 118980.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118980
Khalid, A., & Rahman, S. (2021). Structural analysis and flow modeling of multilayer filters for automotive applications. Simulation Modelling Practice and Theory, 112, 102365.
https://doi.org/10.1016/j.simpat.2021.102365
Sharma, V., Patel, K., & Mondal, D. (2024). Aging behavior and clogging mechanisms in diesel fuel filters under real contamination conditions. Energy Reports, 10, 143–156.
https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.11.203
Saeed, A., Rahimi, N., & Fattah, I. (2022). Impact of particle size distribution on filter loading and clogging in fuel systems. Powder Technology, 409, 117766.
https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117766
European Environment Agency. (2022). Emissions standards and efficiency requirements for Euro 6 engines.
U.S. Environmental Protection Agency. (2023). Tier 3 emission standards for gasoline vehicles.
AZoNano. (2024). Nanofiber filter media: Properties, performance, and applications. https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=6442
Bosch Mobility. (2022). Intelligent filtration and pressure differential sensing in modern fuel systems. https://www.bosch-mobility.com
Donaldson Company. (2024). High-efficiency multilayer filtration technologies for fuel and air systems. https://www.donaldson.com
European Environment Agency. (2022). Emissions standards and efficiency requirements for Euro 6 engines. https://www.eea.europa.eu
Jung, S., Park, J., & Kim, J. (2023). Advanced polymeric nanofiber membranes for fine particulate filtration under harsh environments. Journal of Membrane Science, 682, 121939. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2023.121939
Khalid, A., & Rahman, S. (2021). Structural analysis and flow modeling of multilayer filters for automotive applications. Simulation Modelling Practice and Theory, 112, 102365. https://doi.org/10.1016/j.simpat.2021.102365
Liu, Y., Chen, H., & Zhao, P. (2021). Hydrophobic/hydrophilic bicomponent membranes for enhanced water removal in fuel filtration. Chemical Engineering Journal, 427, 131907. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131907
MANN+HUMMEL. (2023). Multi-layer filter media for modern automotive engines. https://www.mann-hummel.com
Pavadad, P., Kumar, A., & Singh, R. (2022). Effect of advanced fuel additives on filtration performance and water separation efficiency. Fuel Processing Technology, 235, 107426. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107426
Pavadad, P., Singh, R., & Kumar, V. (2023). Influence of biodiesel blends on fuel filter clogging and water separation mechanisms. Energy Conversion and Management, 281, 116834. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.116834
SAE International. (2023). Real-time filtration diagnostics using differential pressure sensors in high-pressure injection systems (SAE Technical Paper 2023-01-1042). https://doi.org/10.4271/2023-01-1042
Saeed, A., Rahimi, N., & Fattah, I. (2022). Impact of particle size distribution on filter loading and clogging in fuel systems. Powder Technology, 409, 117766. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117766
Sharma, V., Patel, K., & Mondal, D. (2024). Aging behavior and clogging mechanisms in diesel fuel filters under real contamination conditions. Energy Reports, 10, 143–156. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.11.203
U.S. Environmental Protection Agency. (2023). Tier 3 emission standards for gasoline vehicles. https://www.epa.gov
Xu, Y., Han, D., & Wu, M. (2022). Computational fluid dynamics-based optimization of fuel filter structures for reduced pressure drop. Applied Thermal Engineering, 215, 118980. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118980
Zhang, X., Wang, D., & Li, C. (2022). Performance optimization of nanofiber-based filtration media in automotive applications. Separation and Purification Technology, 289, 120643. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120643
Bocanegra Higuera, D. M. (2020). Indagación de material con características biodegradables para la retención de partículas menores a 10 micras emitidas por procesos de combustión vehicular.
Ordoñez Criollo, K. O., & Salamea Quinteros, H. M. (2020). Análisis de la influencia que tiene la calidad del filtro de aire en la contaminación del aceite de un motor a diesel por material particulado.
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