Подбор масла Автоэлектрик

Автоэлектрик Автоэлектрик

Масляные фильтры. Типы.

МАСЛЯНЫЕ ФИЛЬТРЫ

 

Системы маслоснабжения двигателей внутреннего сгорания представляют собой замкнутые системы, в которых масло является веществом, смазывающим и охлаждающим движущиеся элементы. Кроме того оно вымывает и перемещает всевозможные взвешенные в нём вещества, проникающие из камеры сгорания, а также образующиеся в процессе абразивного износа взаимодействующих частей двигателя. Эти загрязнения эффективно задерживаются в фильтрах, составляющих важный элемент системы маслоснабжения в каждом двигателе внутреннего сгорания. Однако следует подчеркнуть, что эти фильтры не способны остановить разложение масла, являющееся необратимым химическим процессом, поэтому независимо от того, какие масляные фильтры мы установим в нашем автомобиле, мы должны менять масло в соответствии с указаниями производителя автомобиля (а вместе с ним - и фильтры). Масляные фильтры имеют различную конструкцию и в зависимости от типа двигателя могут существенно отличаться друг от друга как с точки зрения устройства, так и принципа действия.

 

                      Структура фильтровальной бумаги

 60-кратное увеличение

 

 

200-кратное увеличение

 

Свойства фильтрующих материалов

 

Для фильтрования моторного масла стандартно используется фильтровальная бумага на базе целлюлозного волокна, импрегнированного специальными фенольными или эпоксидными смолами, предохраняющими от воздействия высокой температуры, а также агрессивных химических соединений, имеющихся в масле и образующихся в результате его разложения. В современных фильтрующих материалах, особенно в тех, которые предназначены для фильтрования синтетических масел, используются примеси искусственного волокна или даже полностью синтетические фильтрующие материалы. Это вызвано более высокой нагрузкой на фильтрующую перегородку. Для того, чтобы увеличить поглотительную способность фильтра, используют многослойные материалы с различной структурой и различными фильтрующими свойствами для каждого слоя. Путём составлении композиции из такого материала достигается эффект выборочного разделения загрязнений на каждом слое, что в итоге значительно повышает поглощение загрязнений при сохранении требуемой эффективности фильтрования масла.

 

Неразборные масляные фильтры spin-on»)

 

Неразборные масляные фильтры в настоящее время чаще всего используются для фильтрования масла в двигателях внутреннего сгорания. Однако в конструируемых в настоящее время современных двигателях они встречаются всё реже. Такие ценившиеся в прошлом достоинства, как высокая устойчивость к повреждениям, а также несложная замена использованных фильтров, практически лишённая риска внесения загрязнений в систему маслоснабжения двигателя, уже не являются приоритетными. В настоящее время всё больше принимаются в расчёт экологические достоинства, связанные с лёгкостью утилизации фильтров. С этой точки зрения лучшими являются современные фильтрующие элементы, устанавливаемые в разъёмных корпусах. Снаружи неразборные масляные фильтры очень похожи друг на друга, но могут значительно отличаться внутренним устройством. Как эксплуатационные параметры, так и конструктивные качества этой группы фильтров должны быть подобраны оптимально, обеспечивая чёткое функционирование в системе маслоснабжения двигателя. Особого внимания заслуживают клапаны, находящиеся внутри фильтра, поскольку это от них зависит нормальная работа фильтра в системе маслоснабжения. Внутри неразборных масляных фильтров могут иметься три группы клапанов, функции которых подробно описаны ниже

 

 

Неразборный масляный фильтр spin-on»)

 

 

Роль противодренажного клапана

Противодренажный клапан («anti-drainbackvalve»), как правило, имеет вид резиновой мембраны, прилегающей к внутренней стороне крышки неразборного фильтра. Эта мембрана закрывает отверстия, через которые проникает в масляный фильтр грязное масло, препятствуя повторному вытеканию масла из фильтра после выключения двигателя. Противодренажный клапан сокращает продолжительность сухого или полусухого трения между подвижными частями двигателя, поскольку, препятствуя стеканию масла в направлении насоса, он ускоряет достижение потоком масла взаимодействующих элементов во время запуска двигателя, особенно после долгого простоя. Применение клапана обусловлено положением, в которым фильтр ввинчен в двигатель. Если фильтр работает в положении «крышкой вверх», как показано на рисунке ниже, то функцию клапана с успехом берёт на себя сила тяжести. Клапан необходим, когда фильтр ввинчен сбоку или сверху корпуса двигателя.

 

Противодренажный клапан в фильтре «spin-on»

 

Роль перепускного клапана

 

Перепускной клапан («by-passvalve») всегда имеется в системе маслоснабжения с полнопоточным фильтром (установленном в системе последовательно). Часто он встроен в сам фильтр, но бывают также конструкции, в которых этот клапан размещается в корпусе двигателя. Независимо от места, в котором он находится, у него одна задача - облегчить прохождение масла в двигателе, когда сопротивление потоку в фильтре слишком велико и существует опасность недостаточной смазки взаимодействующих друг с другом частей, поскольку было сочтено, что смазка и охлаждение грязным маслом принесёт больший вред, чем его отсутствие, которое может вызвать даже заедание двигателя. Причин, по которым сопротивление прохождению потока масла через фильтр открывает перепускной клапан, может быть, в принципе, две. Первая - это высокая плотность масла, что бывает зимой при значительном падении температуры. При запуске автомобиля после длительного простоя (например, во время выезда утром на работу) холодное и густое масло попадает на перегородку фильтра и проходит через неё гораздо труднее. Образующееся при этом повышение давления вызывает открывание перепускного клапана. Второй причиной открывания перепускного клапана является износ фильтрующей перегородки фильтра. Если фильтр чрезмерно загрязнен , его фильтрующая перегородка забита накопившимися на ней загрязнениями. При этом случается, что перепускной клапан всё время открыт. Для того, чтобы избежать такой ситуации, необходимо помнить о замене фильтров и масла в соответствии с указаниямипроизводителя автомобиля

 

 

Перeеускной клапан в фильтре «spin-on»

 

Сравнение свойств перепускных клапанов

 

В производимых в настоящее время масляных фильтрах могут иметься верхние (находящиеся под крышкой) или нижние (встроенные в нижнее днище фильтрующего элемента) перепускные клапаны. Фильтры с нижним перепускным клапаном характеризуются тем, что в момент срабатывания клапана масло должно обтекать фильтрующий элемент и днище корпуса. Резкое изменение направления потока масла может при этом вызвать вымывание ранее накопившихся загрязнений, которые повторно загрязняя масло, приводят к повышенному износу взаимодействующих частей двигателя. Неблагоприятное воздействие этого явления усиливается тем, что этот клапан значительно чаще открывается, когда на фильтрующей перегородке и в области днища корпуса скапливается большое количество загрязнений. Запуск автомобиля вызывает при этом открывание перепускного клапана в фильтре и вытеснение скопившихся в нём загрязнений в двигатель. Снабжение фильтра верхним перепускным клапаном, в принципе, исключает возникновение явления вымывания загрязнений, поскольку поток масла не обтекает фильтрующий элемент во время открывания клапана. Таким образом двигатель лучше предохраняется от загрязнений, которые после попадания в фильтр не выйдут из него во время эксплуатации.

 

Роль клапана EKO

 

Клапан EKO(«anti-syphonvalve») предохраняет от вытекания масла из фильтра после выключения двигателя. Таким образом он играет роль, аналогичную роли противодренажного клапана, с той разницей, что клапан ЕКО расположен с «чистой» стороны фильтра. Результат применения обоих клапанов таков, что фильтр всё время наполнен маслом, независимо от того, работает двигатель или нет. При этом значительно сокращается продолжительность сухого или полусухого трения между взаимодействующими частями во время запуска двигателя, поскольку поток масла быстрее попадает в двигатель. Это явление, называемое в просторечии «сухим стартом», вызывает значительный абразивный износ, поэтому стремятся как можно больше сократить длительность его наличия. Кроме того клапан ЕКО успешно препятствует выливанию масла из фильтра во время его замены. Тем самым он способствует защите окружающей среды от разливания использованного моторного масла.

 

 

Клапан «ЕКО» в фильтре «spin-on»

 

 

Фильтры «spin-оп» в байпасных системах смазки двигателя

 

Двигатели внутреннего часто снабжены системой маслоснабжения, оснащённой двумя типами фильтров. Одни фильтр расположен последовательно - через него проходит всё нагнетаемое насосом масло, другой же встроен в систему параллельно, и через него проходит ок. 10% масла, которое уже в очищенном виде возвращается в масляный картер. В такой системе полнопоточный фильтр используется в качестве фильтра средней очистки, а байпасный фильтр - как фильтр тонкой очистки. В качестве байпасных фильтров в системе маслоснабжения часто используются центрифуги, в которых загрязнения отделяются от масла в поле центробежных сил. Кроме того применяются фильтры с перегородкой, изготовленной из специальных нетканых материалов или фильтровальной бумаги. Характерной чертой байпассных фильтров с перегородкой является то, что во время эксплуатации количество фильтруемого масла уменьшается, поскольку по мере забивания фильтрующей перегородки растёт сопротивление прохождению потока. В некоторых двигателях с последовательно­байпасной системой маслоснабжения используются неразборные фильтры с двумя фильтрующими элементами - полнопоточным и байпасным. Такие совмещённые фильтры занимают меньше места, а замена производится значительно быстрее. Внутри такого фильтра происходит разделение потока масла на основной, направляемый далее в двигатель, и байпасный, который после тонкой очистки попадает обратно в масляный картер.

 

Масляный фильтр «spin-on» с полнопоточным и байпасным фильютрующими элементами

 

 

 

Фильтрующие элементы масляных фильтров

 

В более старых типах двигателей, особенно предназначенных для грузовых автомобилей, можно найти разъёмный корпус, в которым находится сменный фильтрующий элемент. В производимых в настоящее время современных двигателях, предназначенных как для грузовых, так и для легковых автомобилей, также можно встретить это решение, поскольку концепция постоянного разъёмного корпуса и сменного фильтрующего элемента обладает очень важным достоинством. Утилизация использованного фильтрующего элемента (особенно изготовленного без использования металлических элементов) менее обременительна для окружающей среды, нежели утилизация фильтров типа «spin-on». Корпусы масляных фильтров, устанавливаемые в производимых в настоящее время двигателях, и те, которые были десять с лишним лет назад, существенно отличаются конструкцией и материалом, из которого они изготовлены. Тем не менее основные функции продолжают оставаться теми же. Корпусы, как правило, снабжены всеми клапанами необходимыми для нормальной работы фильтра в системе маслоснабжения двигателя, а также элементами, фиксирующими положение фильтрующего элемента и обеспечивающими его герметичность в корпусе.

 

Традиционые конструкции

 

Фильтрующие элементы, сконструированные десять с лишним лет назад, характеризуются прежде всего надёжным корпусом. Металлические днища, а также внутренний стержень, изготовленный из перфорированного металлического листа, обеспечивают высокую прочность на сжатие и устойчивость к перепадам температуры. Фильтрующие перегородки, изготовленные из специальной фильтровальной бумаги на базе целлюлозного волокна, эффективно фильтруют масло, обеспечивая поддержание его хороших свойств во время эксплуатации. Часто перегородки предохраняются снаружи при помощи оболочки из перфорированной бумаги, а иногда даже из металлической сетки. Эти оболочки, кроме предохранения уголков складок от механических повреждений, придают перегородке жёсткость, предупреждая деформацию и прилипание друг к другу соседних складок. Вследствие высокой стоимости утилизации, а также использования материалов, более щадящих по отношению к окружающей среде, такие конструкции были

вытеснены в новейших двигателях фильтрующими элементами ЕКО, не содержащими металлических частей.

 

 

Фильтрующий элемент масляного фильтра (традиционая конструкция)

 

Современные конструкции – ЕКО

 

В производимых в настоящее время современных двигателях вместо неразборных фильтров «spin-on» всё чаще используются фильтрующие элементы масляных фильтров ЕКО, не содержащие металлических частей. Эти фильтрующие элементы так же, как и фильтрующие элементы масляных фильтров традиционой конструкции, помещаются в разъёмных корпусах, представляющих собой неотъемлемую часть двигателя. Замена использованного фильтрующего элемента фильтра требует большего опыта, чем замена фильтра типа «spin-on», поскольку существует потенциальный больший риск оставления скопившихся загрязнений в изгибах корпуса или даже, при неумелых действиях, внесение их в систему маслоснабжения. Тем не менее выгода от использования фильтрующих элементов ЕКО, заключающаяся прежде всего в очень простом процессе их утилизации, поощряет конструкторов двигателей ко всё более широкому их применению.

Применение современных материалов, а также оптимизация конструкции, принимающая во внимание анализ нагрузок на отдельныеэлементы, позволили исключить необходимость использования металлических частей, которые были заменены частями, изготовленных из современных пластмасс. В результате масса фильтрующего элемента была уменьшена на 90%, что имеет немаловажное значение для процесса утилизации. В то же время благодаря отсутствию металлических частей использованные фильтрующие элементы можно беспрепятственно утилизировать в камерах для сжигания без отнимающего много времени и средств демонтажа и сортировки, характерных для неразборных фильтров «spin-оп» и фильтрующих элементов традиционой конструкции. Достоинства этого решения склонили производителей фильтров к выпуску на рынок фильтрующих элементов, изготовленных по технологии ЕКО, предназначенных также и для более старых двигателей, где штатным оснащением являются традиционые фильтрующие элементы с металлическими днищами.

 

Фильтрующий элемент ЕКО

 

Масляные фильтры с перегородкой из нетканого материала

 

Фильтрующие элементы с перегородкой из нетканого материала используются в качестве фильтров тонкой очистки, расположенных параллельно в системе маслоснабжения двигателя. Их задачей является улавливание мельчайших фракций загрязнений размером порядка 1 мк, которые проникают через фильтрующие перегородки полнопоточных фильтров. Такие мелкие загрязнения не опасны для двигателя, пока их концентрация невысока. Однако во время эксплуатации количество частиц такого размера быстро растёт. Они повышают плотность масла, которое по своим свойствам начинает всё более напоминать полировальную пасту. Перегородки из нетканых материалов по сравнению с перегородками, изготовленными из фильтровальной бумаги, характеризуются многократно большей толщиной. Способность улавливания загрязнений, или поглотительная способность у них также больше. Масло, проходя через лабиринт микроканалов в составляющей несколько сантиметров толще нетканого материала, подвергается очень тонкой очистке, после чего попадает в масляный картер, из которого вновь засасывается масляным насосом.

 

 

Фильтрующий элемент типа ОС (с филютрующей перегородкой из нетканого материала)

31.12.2012

Вверх