28.05.2015
Анатомия масляного фильтра.
Главная роль масляного фильтра заключается в том, чтобы очищать масло от разрушительных загрязнений в механических системах, таких как двигатель, коробка передач, гидравлические системы и другие системы, зависящие от смазывания.
Если масло не очищается от загрязнений (частичек металла, нагара, ржавчины, грязи и других посторонних примесей), то они довольно быстро оказываются на поверхностях стенок цилиндров, внутри основных подшипников, на поршнях, коленвале и на других
жизненно важных деталях. Спустя некоторое время эти загрязнения в местах трения начинают царапать металл.
В самом начале автомобилестроения двигатели постоянно выходили из строя. Если пробег без ремонта составлял одну-другую сотню километров, это уже считалось достижением. И причиной тому бала не примитивная конструкция моторов, а в большей степени - отсутствие
систем очистки топлива, воздуха и масла. Пыль, частицы распада попадали в двигатель и уничтожали его.
Ситуация коренным образом изменилась в 20-х годах прошлого века, когда начали устанавливать фильтры. Самым первым был масляный фильтр «Purolator» (Pure Oil Later
- чистое масло на выходе, изобретенный в 1922 году Эрнестом Свитлендем (Ernest Sweetland). Межремонтный пробег стал исчисляться тысячами километров. И с тех пор масляный фильтр является неотъемлемой деталью любого двигателя внутреннего сгорания.
Фильтры неразборного типа, распространенные в сегодняшней автомобильной промышленности, были введены в 1950-х годах и оставались стандартом практически до начала 1970-х годов.
Помимо автомобильной промышленности, фильтрация масла является неотъемлемой частью оборудования в различных отраслях промышленности, в том числе аэрокосмической, в энергетике, нефтепереработке, сфере производства, горном деле и т.д.
Большинство современных конструкций масляного фильтра выпускаются 2-х типов - неразборные
(spin-on), и разборные
(replaceable cartridge) со сменным фильтрующим элементом. Поэтому очень важно, чтобы фильтры и системы фильтрации были выбраны так, чтобы они удовлетворяли технологии использования, стоимости, производительности, простоты использования и влияния температурных условий.
Разборный масляный фильтр упрощённо представляет собой стакан (1) со съёмной крышкой, в который вставлен фильтрующий элемент (2), подобный применяемому в неразборных фильтрах типа "spin-on". По мере загрязнения меняется только фильтрующий элемент.
Типы масляных фильтров в зависимости от способа очистки
1. Фильтры механической очистки
2. Гравитационного типа
3. Центробежного типа
4. Магнитного типа
Самым распространенным типом масляного фильтра на сегодняшний день является фильтр механической очистки масла.
Фильтр механической очистки масла подразделяется на фильтр грубой очистки и фильтр тонкой очистки.
Фильтр грубой очистки масла в большинстве случаев находится в картере двигателя и не требует замены на протяжении всего срока службы автомобиля. Этот тип масляного фильтра позволяет очищать моторное масло от крупных частиц, которые могут быстро забить фильтр тонкой очистки масла.
Фильтр тонкой очистки масла, в свою очередь, задерживает более мелкие частицы грязи и нагара, обеспечивая тем самым полную чистоту моторного масла.
Гравитационные фильтры (отстойники).
Принцип их действия основан на осаждении под действием силы тяжести частиц, имеющих бо́льшую плотность, чем смазочное масло. Отстойник имеет значительно бо́льший объём, чем подводящие и отводящие трубопроводы, скорость потока масла значительно снижается и происходит выпадение тяжёлых примесей в осадок.
Центробежные фильтры (центрифуги)
Отличие этих фильтров от гравитационных в том, что сила тяжести заменяется так называемой «центробежной силой» в центрифуге, благодаря которой частицы грязи отделяются от масла и оседают на стенках корпуса масляного фильтра, а очищенное масло поступает в масляную магистраль.
Магнитные фильтры
Этот тип фильтров использует магнит или электромагнит которые привлекают и собирают частички железа при прохождении масла через область магнитного потока.
Типы масляных фильтров в зависимости от способа смазывания
1. полнопоточные фильтры
2. частичнопоточные фильтры
3. фильтры комбинированного типа
Полнопоточный масляный фильтр
является самым простым по конструкции. С момента пуска двигателя он сразу же пропускает через себя всё моторное масло, поступающее одновременно ко всем зонам, требующим смазки. Такая схема по сравнению с другими быстрее очищает масло, но и быстрее загрязняет фильтр. Вот почему в масляном фильтре важная роль отводится перепускному клапану. Он срабатывает при значительном перепаде давления, возникающего между неочищенным и очищенным объемами масла из-за загрязнения фильтрующего элемента или повышении вязкости масла при понижении температуры. В случае срабатывания перепускного клапана масло поступает в двигатель неочищенным, но обеспечивается его смазка, а значит, предотвращается выход из строя от перегрева.
Частичнопоточный масляный фильтр
, расположенный в параллельной основному маслопроводу линии, очищает за один раз лишь небольшую часть моторного масла. Большая же часть сначала поступает в двигатель без фильтрации. Однако этот небольшой объем проходит по параллельному контуру многократно, поэтому степень его очистки гораздо выше, чем у полнопоточного фильтра. Постепенно также качественно очищается и весь объем залитого моторного масла, хотя на это и требуется гораздо больше времени. Такие системы способны поддерживать масло в приемлемом состоянии на протяжении длительного вемени. Их весомое преимущество - даже при забитом фильтре и сломанных клапанах поток масла не прекратится и двигатель будет работать.
Конструкция комбинированного масляного фильтра
подразумевает размещение на масляной линии сразу двух фильтров - полнопоточного и частичнопоточного. Объемы моторного масла, проходящие сквозь них, соотносятся как 9:1. Степень очистки масла близка к полной, что автоматически увеличивает ресурс и двигателя, и моторного масла, и масляных фильтров. Здесь устройство масляного фильтра гарантирует максимальное качество фильтрации масла и наибольший срок его использования Чаще всего такой тип применяется на дизельных двигателях грузового автотранспорта и строительной техники.
В типичных фильтрах контейнерного типа стандартом является направление потока масла снаружи фильтра внутрь. Это означает, что масло проходит через цилиндрический фильтрующий материал с наружной поверхности фильтра во внутреннюю сердцевину.
Тем не менее, в некоторых случаях направление потока может быть прямо противоположным - при этом масло, поступающее в фильтр через сердцевину, поднимается наружу фильтра с помощью уникального дизайна складок. Это делается для того, чтобы улучшить управление потоком масла, а также уменьшить размер фильтрующего элемента.
Механизмы фильтрации и фильтрующие среды
Фильтрующие элементы подразделяются на несколько типов по различным механизмам фильтрации:
. Прямой перехват и глубинное задержание
— частица блокируются на фильтрующей поверхности в связи с тем, что размер частиц, больше, чем проходы в фильтрующей среде.
. Адсорбция
— электростатическое или молекулярное притяжение частиц между волокнами фильтрующей среды.
. Инерционное столкновение
— частицы сталкиваются с фильтрующим материалом по инерции при обтекании маслом и подвергаются абсорбции.
. Броуновское движение
— частицы размером менее 1 микрона перемещаются независимо от потока жидкости и адсорбируются при непосредственной близости. к фильтрующей среде. Этот механизм гораздо менее распространен, особенно в вязкой жидкости.
. Гравитационный эффект
— при низком давлении в потоке оседают гораздо больше загрязняющих частиц.
Два основных принципа фильтрации - поверхностный
и глубинный
. Простой пример поверхностного принципа фильтрации - это дуршлаг или сито. Чем больше макарон высыпается в друшлаг,
тем хуже сливается вода, так как эти же макароны закрывают отверстия и создают дополнительное сопротивление для воды.
Чтобы этого избежать, фильтр приходилось бы очень часто очищать от поверхностных загрязнений.
Таких недостатков лишён принцип глубинного фильтрования. Этот принцип основан на применении специального фильтровального полотна, который, к примеру, создается из смеси разных сортов древесины, в которую добавляются
специальные синтетические волокна. Это полотно еще пропитывают специальными смолами, чрбы придать ему особые свойства.
Полученная таким способом объёмная структура волокна позволяет задерживать значительное количество загрязнений, а также сохранять в течение длительного времени минимальный перепад давлений между входом
и выходом. Загрязнения в этом случае удерживаются внутри фильтровального материала.
Фильтры в автомобилях работают по принципу глубинной фильтрации.
На графике ниже показано, что глубинная фильтрации является более эффективной в захвате мелких частиц по сравнению с поверхностной фильтрацией. Это связано с глубокими слоями фильтра, обеспечивающими наиболее оптимальное улавливание частиц.
.
Типы фильтрующих материалов и грязеёмкость
Пористость фильтрующего материала играет важную роль в том, насколько хорошо фильтр может сохранять захваченные частицы. Это известно как грязеёмкость фильтра. Когда размер пор уменьшается, для поддержания низкого перепада давления через фильтрующий элемент, плотность пор должна увеличиться для поддержания объема масла в контакте с поверхностью. Другим фактором является материал фильтрующего элемента. Существуют три основных типа фильтрующего материала, используемых для фильтров:
1. Целлюлоза
- состоит из древесной массы с волокнами разного размера и несогласованным размером пор.
2. Стекловолокно (синтетические)
- cостоит из мелких искусственные стеклянных волокон с более последовательным размером пор.
3. Композитный
- состоит из комбинации целлюлозы и стекловолокна.
Целлюлозные фильтры изготавливаются из волокон различного размера. Они обладают хорошей грязеёмкостью за счет высокого уровня адсборции. Недостатком такого фильтра является то, что продукты окисления масла вызывают распад чистой целлюлозы, но добавка даже 25% полиэфира увеличивает стойкость материала к старению в пять раз.
Фильтры из стекловолокна обладают меньшим размером волокон, что способствует более высокой грязеёмкости и долговечность фильтра.
Наиболее эффективными являются многослойные материалы, в которых на одном полотне располагают слои с разной плотностью и размером пор. За счет этого получается значительный прирост грязеёмкости, вплоть до 100%.
Виды отказов фильтра
Ченнелинг (канализирование)
- во время больших перепадов давления, проходы в фильтрующем материале могут увеличиться настолько, что нефильтрованное масло может свободно проходить без эффективного захвата загрязнителя. Кроме того, загрязняющие частицы, которые были ранее задержаны в фильтре, в соответствии с увеличенными проходами могут быть смыты и загрязнить масло. Поток масла смывает с поверхности фильтрующего элемента накопленную грязь, увлекая ее в магистраль.
Усталостные трещины
- в циклических условиях потока внутри фильтрующего элемента могут образовываться трещины, и масло проходит через них нефильтрованным.
Разрушение волокон
- волокна фильтрующего материала могут разрушаться и производить новые загрязнения, состоящие из фильтрующего материала. Это может быть вызвано неправильным размещением корпуса фильтра или недостаточно точной его установкой, при который он может генерировать разрушительные вибрации.
Охрупчивание от несовместимости масла или очень большие перепады давления также могут привести к распаду фильтрующего материала.
Закупорка
- во время работы поры фильтрующего материала могут быть полностью забиты при превышениии грязеемкости. Закупорка может произойти преждевременно при излишней влажности, охлаждаении, наличии большого количества окисленных продуктов, шлама и т. д.
Поддержание установленных фильтров
Лучший способ оградить фильтр от достижения предельной грязеемкости - избегать загрязнения в системе с самого начала. Чем меньше внешних загрязнений попадет в систему, тем меньше загрязняющих веществ они сами создадут внутри (частицы создают частицы на контакте трущихся поверхностей). Используйте следующие рекомендации для поддержания установленных фильтров:
Обеспечьте надлежащее состояние сапунов, устанавленных для предотвращения загрязнения и попадания влаги в систему.
. Держите уплотнения и цилиндры чистыми и сухими, используя соответствующие средства.
. Выберите соответствующий сорт масла и пакет присадок по противодействию загрязнениям и уменьшению внутреннего трения.
Если возникли подозренния и вопросы по фильтру - фильтр не должен быть уничтожен, так как это было бы выбрасыванием ключевых доказательств. Поддерживайте фильтр в том же состоянии, в каком он был удален, и используйте его для анализа изготовителем или в лаборатории.
Утилизация фильтров
Масляные фильтры не предназначены для выбрасывания их в мусорную корзину. Ужесточение правил по охране окружающей среды диктуют соответствующие распоряжения по утилизации фильтров. Общие правила включают слив масла, дробление или сжигание фильтра.
.jpg)
Типрвые компоненты масляного фильтра
A. Индикатор состояния
- это устройство обычно измеряет перепад давление для того, чтобы указывать оставшийся срок эксплуатации или отказ масляного фильтра.
B. Головка фильтра
- верхняя часть корпуса фильтра, содержащая порты для входного а и выходного потока, а также показатели байпаса и перепада давления.
C. Перепускной клапан
- иногда называют предохранительным, обводным или байпасным. Его назначение - обеспечить гарантированную подачу моторного масла в систему смазки двигателя в случае, если оно не может пройти через фильтрующий элемент при его полном засорении или слишком большой вязкости масла при низких температурах. Для более жестких условий эксплуатации, с ежедневным пуском промерзшего зимой двигателя, лучше всего подходят фильтры с перепускным клапаном, расположенным на входе. При такой схеме полость фильтра никогда не промывается при перепуске масла.
D. Основание
- опорная часть фильтрующей структуры, обеспечивающая соединение с головкой фильтра. Это помогает предотвратить утечки или разрывы в связи с увеличением перепада давление и часто содержит монтажные устройства для подключения к головке фильтра.
Е. Корпус фильтра
- служит для монтажа всех элементов фильтра, помогает направить масляный поток через фильтрующий элемент. Корпус не оказывает большого влияния на работу масляного фильтра. Однако он позволяет сохранять целостность всех его внутренних элементов.
F. Центральная труба
(внутренний каркас) - это центральный канал для выхода потока из фильтрующего материала. Отвечает за возврат отфильтрованного масла в двигатель. Центральная трубка является остовом всего фильтр, действует в качестве опоры для фильтрующего элемента и предотвращает его разрушение при увеличении перепада давления.
G. Фильтрующий элемент(штора
) - гофрированный фильтрующий пматериал, обеспечивающий большую площадь поверхности фильтрации. Фильтрующий материал имеет множество мелких пор, состоит он в основном из микроскопических волокон целлюлозы и синтетических материалов. Также применяют стекловолокно и полиэстер, которые повышают эффективность фильтрации и долговечность фильтра. Материал в некоторых случаях насыщают смолой, которая придает ему дополнительную жесткость и прочность.
H. Заглушка
- торцевая крышка несущей конструкции фильтрующего элемента на противоположном конце фильтра. Помогает предотвратить утечки или разрывы в связи с увеличением перепада давления.
I. Дренажный порт
- этот порт обеспечивает возможность слива масла перед снятием масляного фильтра. Он может также использоваться для взятия образца масла или удаления излишек масла перед утилизацией.
J. Пружина
- задает натяжение для перепускного клапана. В других конфигурациях может быть использована пластинчатая пружина.
К. Противосливной клапан
- это предварительно смазанное уплотнительное кольцо.. Не даёт маслу уйти из фильтра на неработающем двигателе. Иначе, при каждом старте двигателя сначала будет наполняться фильтр и только потом будут смазываться детали мотора.
L. Пылезащитное уплотнение
- предотвращает попадание пыли и других загрязняющих веществ внутрь корпуса фильтра.
Масляный фильтр имеет строго ограниченный ресурс и подлежит замене одновременно с маслом. Повторное использование масляного фильтра грозит возникновением масляного голодания двигателя и его поломкой. Экономия на масляном фильтре может привести к затратам, многократно превышающим стоимость фильтра.
Роман Маслов.
Масляный фильтр - одна из самых востребованных позиций в магазинах автозапчастей. С каждым годом количество торговых марок масляных фильтров на полках наших автомагазинов только увеличивается. У потребителей, равно как и у продавцов, закономерно возникают вопросы: «А есть ли между ними хоть какая-то разница, или отличаются только надписи на корпусе и упаковке»? Портал «Про Автобизнес» провел расследование и предоставляет вам ответ на этот вопрос.
Целью нашей работы не является испытание фильтрующих способностей каждой модели и их ресурса. Это лишь попытка анализа конструкции масляных фильтров на основе общепринятых знаний и понятий, учитывающих последние тенденции в области производства масляных фильтров. Что касается выбранного ассортимента, то в рамках данного проекта мы приобрели одну модель масляного фильтра для двигателя Toyota наиболее распространенных на рынке Сибири торговых марок. Оригинальный номер фильтра - 90915-10000003. При покупке были выбраны фильтры из самых разных ценовых категорий. Таким образом, в данном проекте «поучаствовали» как самые дорогие изделия на рынке, так и самые доступные. Это очень важно для целей нашего исследования, поскольку дает возможность ответить на вопрос: «Существуют ли, в принципе, конструктивные отличия между фильтрами класса премиум и фильтрами эконом-класса»? Участниками нашего теста стали масляные фильтры следующих брендов: Mann Filter (Германия), TopFills (Корея), BIG (Корея), RB-Exide (Корея), Lynx (Корея), Champion (Евросоюз), VIC (Япония), Sakura (Корея), Micro (Япония), Union (Япония), Toyota Genuine Parts (оригинальные фильтры).
Каждый фильтр мы оценили
по нескольким параметрам:
1) упаковка
2) корпус фильтра
3) конструкция фильтрующего
элемента
4) конструкция пружины
5) противодренажный клапан
6) крышка фильтра
7) уплотнительное кольцо фильтра.
Упаковка
Конечному потребителю, возможно, этот пункт исследования не так интересен, поскольку оценить упаковку фильтра мы можем только по одному показателю - а именно, соответствию либо несоответствию требованиям российского законодательства. Данный этап нашей работы будет интересен для представителей автосервиса и особенно для продавцов фильтров. Дело в том, что если компания будет продавать товары, упаковка которых не отвечает российскому ГОСТу, это может стать причиной применения различных санкций со стороны регулирующих органов - от штрафов до требования убрать товар из продажи.
Требования российского законодательства в общем-то достаточно просты. На упаковке русским языком должна содержаться информация о применяемости товара, наименовании производителя, адрес компании.
Полностью соответствуют требованиям ГОСТа упаковки таких фильтров как TopFills, BIG, RB-Exide, Lynx, Sakura. Как мы видим, южнокорейские производители фильтров проявили поразительное единодушие в своем почтении к российскому торговому законодательству и разместили на своих упаковках максимально полную информацию на русском языке.
Европейские производители Champi-on и Mann оказались менее внимательными. На упаковках этих фильтров присутствует почти вся необходимая информация.
Полным нигилизмом в данном вопросе отличились японские производители фильтров Union, VIC, Micro, Toyota Genuine Parts. Ни на одной из упаковок нам не удалось найти необходимую информацию на русском языке!
Важен ещё один момент. Обратите внимание, как некоторые производители указывают страну производства фильтра. В большинстве случаев указывается точная страна производства: Made in Korea, Made in Japan. А вот на упаковках фильтров Sakura, Topfills, Champion нам не удалось найти точную информацию относительно страны производства.
Корпус фильтра
Эта часть фильтра, можно сказать, не является наиболее ответственной за его работоспособность. Сравнить различные модели железных корпусов фильтров можно всего лишь по двум показателям: жесткость корпуса и качество внутренней обработки поверхности. По первому показателю все участники нашего исследования практически равны, за исключением корпуса фильтра Sakura. Он оказался самым мягким из всех. Возникает закономерный вопрос, может ли это отличие существенно повлиять на эксплуатационные характеристики фильтра. В штатных условиях эксплуатации - нет, а вот если в масляной системе произойдет повышение давления или в фильтр снаружи попадет камень, то более мягкий корпус может сослужить плохую службу. К примеру, высокое давление в масляной системе (которое нередко возникает зимой при холодном запуске двигателя с густым маслом) может привести к разрыву корпуса фильтра. Впрочем, надо признать, что вероятность такого ЧП не столь высока. Обработка внутренней поверхности антикоррозионным составом не вызывает ни у кого из участников каких-либо замечаний. По этому показателю отличается только фильтр Mann, у которого внутренняя поверхность корпуса помимо основного антикоррозийного состава покрыта ещё и дополнительным антигальваническим составом.
Фильтроэлемент
Фильтроэлемент - это основная деталь фильтра, отвечающая за качество его работы. Оценивать фильтроэлемент следует по нескольким параметрам: качество и количество фильтроэлемента, клапанная система (перепускной клапан), а также качество укладки фильтрующей бумаги. В рамках нашего анализа мы, к сожалению, не сможем оценить качество фильтрующей бумаги. Такой тест требует проведения специальных испытаний в сертифицированной лаборатории. Важно отметить, что ни цвет, ни структура её поверхности (текстура), ни толщина никоим образом не говорят о её качестве. Поэтому тот факт, что некоторые производители используют в своих фильтрах гладкую и тонкую фильтровальную бумагу розового цвета, вовсе не означает, что такой фильтр будет лучше или хуже очищать масло, чем фильтр с очень плотной и ворсистой бумагой серого цвета.
Рассмотрим другие особенности конструкции фильтроэлементов. В первую очередь бросается в глаза фильтроэлемент оригинального фильтра. Как видите, здесь применена совершенно другая конструкция фильтроэлемента. Он изготовлен не из бумаги, а из специального губчатого материала. Отметим, что данный фильтр был закуплен в Японии, у официального дилера Toyota, и сомнений в его подлинности нет. Соответственно, можно сделать вывод, что именно такую конструкцию специалисты Toyota после проведения собственных испытаний посчитали более эффективной. Во всех остальных фильтрах используется бумага. Один из косвенных факторов качества фильтроэлемента - это объем фильтрующей бумаги. Но это только в том случае, если речь идет о бумаге с одинаковой плотностью. Если же сравнивать фильтры, в которых используется разная структура бумаги, то площадь у них может отличаться, а качество фильтрации быть идентичным. Если мы перевернем все фильтроэлементы и поставим их в ряд, то увидим, в каких из них площадь окажется больше - в тех, которые больше по своим размерам. Диаметр фильтроэлемента у всех производителей одинаковый, а вот высота немного отличается. Самые высокие фильтроэлементы у VIC, Union, Micro. Середняки по этому показателю: Champion, Mann, Lynx, TopFills. В фильтрах BIG, RB-exide, Sakura - самые невысокие фильтроэлементы. Это объясняется конструкцией пружины, которая прижимает фильтроэлемент.
Отличаются также способы скрепления бумаги. Одни производители используют металлическую скобу, другие применяют обычную склейку. Металлическая скоба считается более надежным соединением. При использовании такого способа скрепления вероятность разрыва бумаги при повышенном давлении в масляной системе равна нулю. Из представленных здесь фильтров соединение краев бумаги металлической скобой используют Union, TopFills, Mann.
Стоит также отметить, что качество укладки бумаги практически у всех производителей хорошее. Исключение составляет фильтр TopFills, в котором бумага уложена довольно небрежно, что может свидетельствовать о невысоком уровне производства.
Перепускной клапан
Для чего нужен этот клапан, все, наверное, уже знают, но мы всё же напомним. При холодном запуске, когда масло сильно густое и не может пройти через фильтрующую бумагу, перепускной клапан открывается и масло начинает поступать в двигатель, обходя фильтр. То же самое происходит при критическом засорении масляного фильтра. Тем самым исключается масляное голодание двигателя, которое намного вреднее, чем минутная работа на загрязненном масле. Стоит отметить, что на рынке были обнаружены фильтры, в конструкции которых перепускной клапан отсутствует вовсе. Как правило, это достаточно дешевые масляные фильтры, произведенные в Юго-Восточной Азии. Есть и исключения. К примеру, в одном из магазинов Владивостока нам в руки попался фильтр Toyota в оригинальной упаковке, в котором перепускной клапан отсутствовал. Судя по штрих-коду, фильтр был произведен в одной из стран Юго-Восточной Азии. В летнее время такой фильтр ещё будет работать, а вот зимой возможно масляное голодание. Самое интересное, что фильтр продавался в России по цене 330 рублей! Обнаружить отсутствие перепускного клапана можно, заглянув внутрь фильтра.
Конструкция перепускного клапана почти у всех производителей фильтров идентична. Выделяется только оригинальный фильтр и Sakura. У оригинального фильтра используется плоская витая пружина, а у Sakura подпружиненная часть находится снаружи фильтра. При нажатии на клапан происходит постоянное перекашивание клапана. Есть опасность, что после серии срабатываний такой клапан перекосит окончательно и фильтр будет постоянно подтравливать грязное масло в двигатель.
У всех остальных фильтров клапаны похожи, отличается только материал, из которого изготовлен клапан, и жесткость пружины. Стоит заметить, что многие производители в последнее время отказались от использования металлических клапанов, поскольку есть вероятность, что при сильном морозе такой клапан может примерзнуть к корпусу фильтроэлемента и не сработать в самый необходимый момент. Металлические клапаны применяют японские производители VIC, Union, Micro.
Пружина
Про эту деталь фильтра много не расскажешь. Отметим лишь то, что в последнее время многие лидеры рынка перешли на комплектацию своих фильтров пластинчатыми пружинами. Цилиндрическая пружина занимает слишком много места в корпусе фильтра. Кроме того, при использовании высокой цилиндрической пружины есть вероятность её смещения внутри фильтра и перекоса фильтроэлемента. Впрочем, есть солидные производители, выпускающие фильтры и с цилиндрическими пружинами, в частности Union и Micro. Пружина имеет небольшую высоту и изготовлена из качественного нержавеющего металла. И все же плоская пружина считается более современной.
Противодренажный клапан
Конструктивно этот клапан представляет собой небольшое резиновое кольцо с широкими краями, которые закрывают отверстия в чашке фильтра и не позволяют маслу вытекать из фильтра после падения давления в системе. Резинка должна быть очень эластичной, маслостойкой и выдерживать высокую температуру. В рамках нашего анализа мы можем оценить только эластичность резинки и качество прилегания резинки к чашке. По этим двум параметрам больше всего нам понравился фильтр Mann, у которого клапан изготовлен из силикона. Этот материал с течением времени и под воздействием всех негативных факторов сохраняет свои изначальные свойства. Следовательно, можно быть уверенным, что противодренажный клапан будет работать в течение всего срока службы фильтра. Неприятное впечатление оставил противодренажный клапан фильтра BIG - сама резинка довольно жесткая, а её края имеют неровности, через которые масло может вытекать из фильтра. То есть после долгой стоянки в таком фильтре может совсем не остаться масла. У фильтра TopFills между резинкой и крышкой тоже остаются зазоры, но по другой причине. Края резинки этого фильтра ложатся прямо на точки сварки крышки фильтра к корпусу; из-за этого между резинкой и корпусом возникают небольшие щели. Ещё один неприятный момент обнаружен у фильтра Sakura - с какой бы силой мы ни давили на резинку, добиться полного прилегания так и не удалось, то есть масло из этого фильтра тоже может свободно вытекать. У всех остальных производителей противодренажный клапан особых замечаний не вызывает.
Крышка фильтра
У всех производителей крышки одинаковы, за исключением фильтра Mann и оригинального фильтра. Все производители используют сварку. В Mann Filter и в оригинальных фильтрах используется завальцовка, благодаря которой на обратной стороне крышки отсутствуют точки сварки, которые, как мы уже знаем, могут нарушить герметичность противодренажного клапана. Кроме того, корпус фильтра Mann в месте присоединения к крышке фильтра имеет специальные грани. Это сделано специально - для того чтобы при накрутке фильтра с большим усилием исключить опасность проворачивания корпуса фильтра вокруг фильтра.
Уплотнительное кольцо
Среди специалистов нередко можно услышать споры относительно того, какая фирма резинки предпочтительнее. Кто-то ратует за круглые резинки, другие - за прямоугольные. На практике разницы никакой нет. Главное, чтобы материал, из которого она изготовлена, был достаточно эластичен. Несмотря на то, что у многих производителей прокладка очень невысокая и тонкая, делать из этого выводы по поводу качества прилегания фильтра к блоку двигателя мы не будем.
Выводы:
В большинстве случаев более дорогие масляные фильтры отличаются от дешевых аналогов: в этих фильтрах используется более удачная, более современная конструкция. По тому, как эти фильтры изготовлены, можно судить о высокой производственной культуре на предприятиях-производителях. Если в сегменте фильтров премиум-класса практически не обнаружено явных «провалов» в конструкции, то в сегменте фильтров эконом-класса есть несколько примеров небрежного исполнения, что может отразиться на качестве фильтрации масла.
С течением времени моторное масло засоряется механическими примесями, образующимися в результате износа деталей двигателя, и приобретает абразивные свойства. Такое масло уже не смазывает двигатель, а лишь ускоряет износ его деталей. Поэтому масло в моторе необходимо очищать — с этой задачей справляются масляные фильтры, о которых пойдет речь в представленной статье.
Назначение масляного фильтра
Нормальная работа двигателя обеспечивается смазкой всех его трущихся деталей: коренных и шатунных подшипников коленвала, деталей ГРМ, поршневых колец в цилиндрах и т.д. Эту задачу решает смазочная система двигателя, подающая масло ко всем деталям. Однако в процессе работы даже смазанные детали контактируют друг с другом (хоть и через пленку масла), происходит износ, и в масло попадают микроскопические частицы металла размером в единицы и десятки микрометров. В результате со временем масло из смазочного материала становится абразивом, который приводит к ускоренному износу деталей двигателя.
Чтобы решить эту проблему, в систему смазки двигателя вводится фильтр, который очищает масло от механических загрязнений. Современные фильтры устроены таким образом, что задерживают до 95% частиц размером от 25-45 микрометров. Кроме того, фильтр очищает масло от частиц нагара и других загрязнений.
Фильтр имеет и еще одну функцию: он обеспечивает задержку масла в магистрали и каналах двигателя после того, как двигатель остановлен. Такое решение делает пуск двигателя более безопасным, так как первые мгновения он не совсем сухой, а имеет некоторое количество смазки в трущихся деталях.
Масляный фильтр является частью системы смазки двигателя, главная задача которого — очистка поступающего в насос масла от твердых частиц и осадочных отложений, накапливающихся в поддоне картера.
В современных автомобилях используются различные конструкции фильтров: полнопоточные, частичнопоточные и комбинированные. Каждая из них имеет свои особенности применения и срок службы.
Назначение фильтра в системе смазки двигателя
Расположение фильтра на двигателеВ процессе работы системы смазки масло циклично проходит через основные узлы и механизмы двигателя, смывая с них нагар, сажу и другие продукты износа деталей. Удаленные загрязнения вместе с излишками масла попадают в поддон (в системах с мокрым картером) или в специальный бак (в конструкциях с сухим картером). Чтобы такое масло могло использоваться в последующих циклах, очень важно предотвратить повторное попадание отходов в систему.
Определить, где находится в системе масляный фильтр, несложно. Как правило, он расположен в нижней части корпуса двигателя таким образом, чтобы его можно было легко заменить. Внешне он представляет собой цилиндрический корпус с резьбой (черного, синего, белого или зеленого цветов), внутри которого находится фильтрующий элемент.
Устройство масляного фильтра
Устройство масляного фильтра Конструктивно фильтры для моторного масла состоят из следующих элементов:
- Цилиндрический корпус с крышкой. Он имеет несколько входных отверстий и одно выходное с резьбой для крепления.
- Фильтрующий элемент. Задерживает частички загрязнений, пропуская далее в систему только очищенное масло. Чаще всего его изготавливают из специального картона. Чтобы увеличить полезную площадь фильтрующего элемента, его складывают в форме гармошки или скручивают в рулон. Для более эффективной службы картон также имеет специальную пропитку, не дающую ему разрушаться под воздействием масла.
- Перепускной клапан (нижний) масляного фильтра. В экстренных случаях он выполняет перенаправление потока масла напрямую в систему, минуя фильтрующий элемент. Логика проста — пусть лучше двигатель работает на неочищенном масле, чем вовсе без него. Такая ситуация может возникнуть, например, зимой: из-за действия пониженных температур масло становится более вязким, а потому не может пройти через фильтрующий элемент до момента выхода двигателя на рабочую температуру. Либо клапан срабатывает, если фильтрующий элемент «забит» и не справляется с объемом проходящего масла.
- Обратный клапан (противодренажный). Препятствует сливу масла из системы назад в фильтр. Это сделано для мгновенной подачи масла к вращающимся деталям при запуске двигателя.
- Прижимная пружина. Удерживает обратный клапан при отключенном двигателе.
- Уплотнитель (резиновая прокладка). Необходим для того, чтобы масло не вытекало в местах крепления.
На практике принцип работы стандартного масляного фильтра заключается в следующем: в момент запуска двигателя насос начинает всасывать из поддона (бака) моторное масло, которое проходит в отверстия фильтрующего элемента и затем поступает в магистраль системы смазки. Частицы нагара, сажа и другие отходы задерживаются в фильтре.
Виды фильтров для моторного масла
Полнопоточная и комбинированная схемы смазки Основными параметрами при выборе фильтра являются пропускная способность (сколько масла пройдет за единицу времени) и его объем (размер). Эти характеристики определяют, как быстро и насколько эффективно будет выполняться очистка. В зависимости от конструкции масляного фильтра и схемы его установки выделяют три группы устройств:
- Проточный (полнопоточный). Наиболее распространенный вариант. Он имеет простую конструкцию и устанавливается последовательно с другими элементами системы смазки. Это означает, что через него проходит все масло, всасываемое насосом, и очистка осуществляется максимально быстро. Когда такой фильтр засоряется, срабатывает перепускной клапан и неочищенное масло в полном объеме поступает в двигатель.
- Частично проточный (частичнопоточный). Он подключается в систему таким образом, чтобы через него проходила только часть масла. Преимущество данной схемы установки — в более качественной очистке. С другой стороны, скорость прохождения масла в систему уменьшается.
- Комбинированная схема фильтрации. Она используется преимущественно на дизельных двигателях. В этом случае в системе устанавливается и полнопоточный, и частичнопоточный фильтры. Через первый проходит до 90% смазки, а второй выполняет очистку лишь 10%. Это позволяет получить преимущества обеих схем: высокое качество очистки и защищенности мотора.
Помимо этого различают:
- одноразовые конструкции (неразборные);
- разборные масляные фильтры со сменным фильтрующим элементом.
Одноразовый и разборной масляный фильтр Внешне такие конструкции почти не отличаются, но у разборного на верхней крышке расположена специальная гайка. Она откручивается и позволяет выполнить промывку или замену внутренней части фильтра.
Центробежный масляный фильтр
Кроме перечисленных типов в системе смазки тяжелых машин (тракторов, внедорожников, строительной техники) могут применяться центробежные масляные фильтры. Конструктивно они состоят из корпуса, внутри которого находится ротор и ось. Нагнетание масла внутрь центрифуги осуществляется через отверстия в оси (радиальные и продольные). Это обеспечивает попадание смазки на ротор.
Поскольку скорость подачи масла достаточно высока, оно ударяется о крышку центрифуги и провоцирует вращение ротора под действием реактивных сил.
Возникающая в этот момент центробежная сила выталкивает из масла примеси и загрязнения, которые задерживаются в виде осадков на крышке фильтра. После этого очищенное моторное масло подается в основную магистраль системы.
Особенности обслуживания
Как правило, замена масляного фильтра (фильтрующего элемента) осуществляется одновременно с заменой масла, но это необязательное условие. Согласно рекомендациям производителей, менять масло и фильтр необходимо каждые 10-15 тысяч километров пробега автомобиля. На практике лучше делать это чаще: примерно каждые семь тысяч. При эксплуатации в сложных условиях, а также при использовании некачественного топлива или масла интервал замены следует сократить на 30%.
Для легковых автомобилей нормальной фильтрацией считается удержание 50% твердых фракций размером свыше 45 мкм или 0,05 мм.
Чтобы точно определить сроки эксплуатации, нужно учитывать тип масляного фильтра, а также его марку. Неоригинальные комплектующие прослужат значительно меньше, а иногда потребуется осуществлять замену поддельного масляного фильтра каждые 2-3 тысячи километров. Проблема кроется в качестве, а также в количестве фильтрующего элемента, на которых стараются экономить нелегальные производители. Конечно, оригинальный масляный фильтр стоит дороже, но и служит он намного дольше.
Ключи для снятия масляного фильтра Для замены фильтра моторного масла его необходимо снять с двигателя, что бывает нелегко сделать, поскольку уплотнительное кольцо под действием высоких температур нередко «прикипает» к картеру двигателя. Для решения этой проблемы используются специальные ключи:
- Специальная накидная головка (имеет определенный размер) — наиболее правильный способ.
- Накидной ключ — имеет подвижный округлый захват с зубьями.
- Ключ в размер — представляет собой округлый хомут с зазубринами фиксированного размера. Такой ключ подбирается под конкретную модель фильтра.
- Ключ-краб — универсальный вариант, имеющий три ножки, обхватывающие и зажимающие корпус.
Помимо ключей, могут применяться съемники ленточного и цепного типа, которые накидывают на корпус и плотно затягивают. Если специальных приспособлений нет, существуют способы, как открутить масляный фильтр без использования ключа.
Масляный фильтр со сменным фильтрующим элементом
Масляный фильтр
служит для очистки масла от твердых частиц продуктов изнашивания деталей двигателя, нагара и т. п. Загрязненное масло вызывает ускоренное изнашивание двигателя и засоряет каналы смазочной системы. Масляные фильтры называют полнопоточными
, если через них проходит все масло, и неполнопоточными
, если через них проходит только его часть. Неполнопоточные фильтры применяют как дополнительные к основным - полнопоточным для более тонкой очистки масла. Масляный фильтр может быть сменным, и его нужно заменять новым при каждой замене масла или иметь сменный только фильтрующий элемент. В большинстве двигателей легковых автомобилей применяют полнопоточные сменные фильтры (рис. 2.43), хотя встречаются конструкции, в которых заменяют только фильтрующий элемент.
Конструкция центробежного масляного фильтра (центрифуги)
:
1 - корпус;
2 - колпак ротора;
3 - ротор;
4 - колпак фильтра;
5 - гайка крепления колпака ротора;
6 - упорный шарикоподшипник;
7 - упорная шайба;
8 - гайка крепления ротора;
9 - гайка крепления колпака фильтра;
10 - верхняя втулка ротора;
11 - ось ротора;
12 - экран;
13 - нижняя втулка ротора;
14 - палец стопора;
15 - пластина стопора;
16 - пружина стопора;
17 - трубка отвода масла
В смазочных системах грузовых автомобилей часто применяют по два фильтра: один - полнопоточный со сменным фильтрующим элементом, второй - неполнопоточный центробежный (центрифуга). Центробежный фильтр (центрифуга) приводится в действие за счет реактивных сил масла, вытекающего под давлением из специальных сопел (жиклеров), направленных в разные стороны. Вращающийся с большой скоростью вместе с соплами колпак, находящийся внутри корпуса фильтра, заполнен маслом, из которого за счет центробежных сил удаляются твердые частицы, которые оседают на внутренней поверхности колпака. Центробежные фильтры очень Хорошо очищают масло, но только по массовому признаку. Например, частицы сажи ими улавливаются плохо, т. к. массы сажи и масла
близки по величине.
Устройство неразборного (а) и разборного (б) полнопоточного объемноадсорбирующего масляного фильтра:
1 - корпус;
2 - штора (фильтрующий элемент);
3 - перепускной клапан;
4 - противодренажный клапан;
5 - противосливной клапан;
6 - путь масла при открытии перепускного клапана;
7 - канал слива масла в картер при замене фильтрующего элемента
Фильтрующие элементы полнопоточных фильтров изготавливают из пористого материала (бумаги, пористого картона, синтетических материалов). В случае засорения пор фильтрующего элемента его пропускная способность ухудшается. Для того чтобы в главной масляной магистрали не произошло падения давления масла, внутри фильтра имеется перепускной клапан
. Перепускной клапан открывается при определенном значении давления внутри фильтра и обеспечивает проход масла в двигатель, минуя фильтрующий
элемент.
Следует отметить, что лучше подавать в двигатель неочищенное масло, чем допустить падение давления в системе смазки.
Перепускной клапан может открываться также в случае чрезмерного загустевания масла при холодном пуске двигателя. Имеются конструкции фильтров, в которых установлены два перепускных клапана. Иногда используются специальные датчики, сигнализирующие о засорении масляного фильтра.
Дренажный клапан
, установленный на входе в фильтр препятствует вытеканию масла из фильтра после остановки двигателя, чтобы при последующем пуске не терялось время на заполнение корпуса фильтра и двигатель не испытывал масляного голодания.
