Какие бывают: Масляные фильтры

[X-13]

До середины двадцатых годов прошлого века, в системе смазки автомобильного двигателя вообще не было фильтров и неочищенное масло приходилось менять через каждые 700-800 километров пробега. Ресурс моторов, снабженных фильтрами, сразу увеличился почти втрое, а потребность в масле сократилась в десятки раз.

Функция масляного фильтра заключается в предотвращении попадания любого внешнего загрязнения в систему смазки двигателя и в то же время - в удалении любого загрязнения, которое было создано в процессе работы двигателя.

Виды загрязнения:
1) Твердые частицы, попавшие в камеру сгорания с воздухом и топливом;
2) Продукты трения движущихся частей двигателя;
3) Водные и углеродистые остатки образовавшиеся в процессе сгорания топлива;
4) Продукты распада моторного масла.

Условия работы фильтра очистки масла достаточно тяжелые: горячее масло, нагнетаемое под высоким давлением, влага, пары бензина, охлаждающей жидкости и т.д. Такие условия требуют применения в конструкции фильтра качественных материалов.

Общие требования к конструкции масляных фильтров:
С учетом требований ОСТа и мирового опыта производства и эксплуатации фильтров в общем случае эти требования сводятся к следующим:
1) Достаточная полнота отсева (грязеемкость) фильтра, т.е. способность задерживать и аккумулировать значительное количество частиц загрязнений, которая зависит от площади фильтрации (размера фильтрующей шторы) и определяет срок службы фильтра (по ОСТ - не менее 25%).
2) Оптимальная тонкость отсева частиц - параметр, определяющий размеры пор фильтрующей шторы. Слишком мелкие поры ускоряют засорение фильтра, а слишком крупные могут не обеспечивать должной степени очистки масла (по ОСТ - не более 57 мкм).
3) Малое гидравлическое сопротивление фильтра (по ОСТ - не более 0,03 МПа).
4) Достаточная прочность корпуса и соединения с двигателем (по ОСТ должен быть герметичен при давлении не менее 1,5 Р(ном) или 0,75 МПа; предельный перепад давления, не вызывающий разрушения - 3,0 Р(ном) или 0,90 МПа).
5) Возможность подачи масла в двигатель при полном засорении фильтра и/или при запуске и работе двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха.
6) Предотвращение слива масла из фильтра и масляных каналов в картер при неработающем двигателе.
7) Предотвращение пролива масла из фильтра при его замене.
8) Термостойкость деталей фильтра - температуры до плюс 125 градусов.
9) Достаточная прочность фильтрующего элемента (по ОСТ - 2ДР открытия перепускного клапана или 0,14 МПа, не менее).
10) Способность задерживать воду и не отфильтровывать присадки к маслам.
11) Материалы фильтрующих элементов в период эксплуатации не должны выделять в поток масла составляющих компонентов.
12) Поверхности масляных фильтров, детали и резиновые уплотнения должны быть водо-, масло- и безнзостойкими.
13) Срок службы фильтрующего элемента должен быть не менее 10 тыс. км пробега.
14) Компактность и удобство ухода и технического обслуживания.


1) Перепускной клапан;
2) Фильтрующий элемент с горизонтальным тиснением;
3) Фильтрующий элемент с вертикальным гофрированием;
4) Антидренажный клапан;
5) Прокладка;
Такие элементы, как "корпус" и "металическая трубка с отверстиями" и "нижняя крышка" здесь не указаны.
(Примечание: пункты 2 и 3 - это все один фильтрующий элемент).

Корпус
Как известно, большинство фильтров очистки масла, устанавливаемых под капотом легковых автомобилей, имеет неразборную конструкцию, т.е. является по сути одноразовым. Корпус такого фильтра изготавливается из листовой стали методом глубокой вытяжки, и соединяется с крышкой с помощью завальцовки. Преимущества такого устройства - высокое сопротивление механическому повреждению в течении его эксплуатации и крайняя простота замены. В процессе замены масла используемый фильтр должен быть снят, прокладка нового фильтра смочена маслом, а сменный фильтр плотно привернут к двигателю.
Для защиты фильтра от воздействия паров бензина, охлаждающей жидкости, соляного тумана, влаги и т.д. корпус чаще всего покрывают обычной эмалью, которая не отличается высокой долговечностью. Фильтры известных фирм, покрывают порошковой краской, которая по сравнению с обычными эмалями отличается высокой стойкостью к химическим и механическим воздействиям, а крышка корпуса фильтра изготовлена из оцинкованной стали, что предотвращает ее коррозию во время эксплуатации.
К крышке методом точечной сварки присоединен усилитель, основное назначение которого обеспечивать достаточную прочность фильтра и соединения с двигателем.
Большое внимание уделяется герметичности фильтра при повышенном давлении, поэтому между крышкой и усилителем фильтра предусмотрено резиновое уплотнительное кольцо, которое, в отличии от часто применяемого в дешевых фильтрах пластизоля, не вымывается горячим маслом.

Фильтрующий элемент
Фильтроэлемент (штора) - главная деталь фильтра, составляющая 30-50% его стоимости. В качестве материала шторы применяется фильтровальная бумака на целлюлозной основе, пропитанная формальдегидными смолами и подвергнутая полимеризации. Полимеризация проходит в печи при температуре 160-190 градусов Цельсия. Перед подачей бумаги в печь ее обрезают по краям и гофриуют.
В процессе полимеризации происходит испарение летучих веществ, взаимная фиксация волокон и открытие каналов пор, которые выполняют отсев посторонних частиц из масляного потока. Если бумагу не полимеризовать или нарушить технологию, то штора просто расслоится на волокна, забив масляные каналы двигателя. После печи гофрированная полимеризованная бумага поступает на обрезку, сворачивается в кольцо и приклеивается торцами к стальным крышкам, образуя сам фильтрующий элемент. Торцевые крышки фильроэлемента изготавливаются из металла или из бумаги. Второй вариант менее предпочтителен, т.е. бумажные крышки подвержены деформации, что снижает эффективность работы фильтра (но опять-же более часто используется в изготовлении недорогих фильтров).
Для обеспечения герметичности и надежности работы фильтроэлемента, при соединении крышек со шторой используется специальный маслостойкий клей, сохраняющий свои свойства при высоких температурах (этот клей дорогой и неизвестно, чем соедниняют фильтроэлемент и крышку на недорогих фильтрах).
Свойства бумаги обеспечивают шторе высокую пористость, а пропитка - прочность и водостойкость (пропитка на разных марках фильтров - разная и на некоторых, ее нет вообще).
Для достижения максимально возможной площади шторы при минимальных габаритах фильтра, бумагу укладывают специальным образом - обычно в виде многолучевой звезды. Для того, чтобы с одной стороны обеспечить работоспособность всей поверхности фильтровальной бумаги, а с другой стороны - увеличить ее стойкость против пульсирующего механического воздействия, на бумаге путем тиснения выдавливают специальные выпуклости, служащие соблюдению определенного расстояния между складками.
Благодоря продуманной геометрии складок возможно уместить большую фильтрующую поверхность на маленькой площади крышек фильтрующего элемента, форма которого довольно гибко подстраивается под форму корпуса корпуса.
По данным НАМИ, качественная бумажная штора, уложенная звездой, должна иметь площадь от 1100 до 1600 см в квадрате. Между площадью шторы и ресурсом фильтра существует прямая зависимость и здесь не работает правило "чем больше, тем лучше". С ростом площади шторы увеличивается количество гофр по окружности фильтроэлемента, при этом расстояние между ними уменьшается. Это может привести к преждевременному засорению и выходу из строя фильтроэлемента.

Перепускной клапан
Перепускной клапан (by-pass valve) иногда называют предохранителем, обводным или "бай-пасным".
Достаточное и постоянное снабжение двигателя моторным маслом должно быть обеспеченно при любых условиях эксплуатации, иначе может наступить масляное голодание двигателя, что приводит к повышенному износу.
Поэтому масляный фильтр оснащен перепускным клапаном. Давление этого клапана точно настроено на условия в системе циркуляции масла и составляет от 0,6 до 0,75 кгс/см^2. Если гидравлическое сопротивление фильтра превышает заданное давление открытия перепускного клапана, то клапан открывается, и масло частично протекает к двигателю, минуя фильтрующий элемент. Это случается при запуске холодного двигателя или в тех случаях, когда фильтр достиг или превысил свой срок службы. Перепускной клапан фильтра совмещен с фильтроэлементом, что исключает перетоки масла внутри фильтра и попадание неочищенного масла в систему смазки двигателя.

Антидренажный клапан
Антидренажный (обратный) клапан (anti-drain valve) применяется для исключения слива масла из двигателя и масляных каналов в картер после остановки двигателя, чтобы при следующем пуске обеспечить быстрое поступление масла в систему, а также предотвращения пролива масла при замене фильтра.
Обычно антидренажный клапан изготавливают в виде резинового кольца переменного сечения, а герметизация обеспечивается упругостью самой резины. Если фильтр долго ждет своей очереди на складе или в гараже, упругие свойства кольца снижаются, и клапан, казалось-бы нового фильтра оказывается неработоспособным. Масло на стоянке стекало в картер, а двигатель запускался в режиме масляного голодания. Кроме того - резина быстро стареет при работе в масле и при повышенных температурах, теряет упругие свойства.

RX ФактЪ