Масляный/смазочный фильтр

Масляно-смазочный фильтр — это фильтр, предназначенный для удаления загрязнений из моторного масла, трансмиссионного масла, смазочного масла или гидравлического масла. Их основное применение - двигатели внутреннего сгорания для автомобилей (как дорожных, так и внедорожных), самолетов, железнодорожных локомотивов, кораблей и лодок, а также статических двигателей, таких как генераторы и насосы. Гидравлические системы других транспортных средств, например автоматических коробок передач и гидроусилителя рулевого управления, часто оборудуются масляным фильтром. Газотурбинные двигатели, например двигатели реактивных самолетов, также требуют использования масляных фильтров. Масляные фильтры используются во многих различных типах гидравлического оборудования. Сама нефтяная промышленность использует фильтры для добычи нефти, перекачки нефти и переработки нефти. Современные масляные фильтры двигателя, как правило, бывают «полнопоточными» (рядными) или «байпасными».

История

История масляных/смазочных фильтров является свидетельством важности поддержания чистоты и производительности двигателя. От первых дней существования элементарных сеток и сетчатых фильтров до современных навинчиваемых фильтров и передовых технологий фильтрации, масляные фильтры со временем значительно изменились. По мере того, как автомобильная промышленность продолжает расти и развиваться, будут развиваться и технологии, используемые для обеспечения бесперебойной и эффективной работы двигателей.

Ранние разработки

Ранние фильтры. На заре автомобильных двигателей не было специальных масляных фильтров. Вместо этого для удаления крупных частиц из масла использовались простые сетки или сетчатые фильтры. Эти ранние устройства были элементарными и часто неэффективными для удаления более мелких загрязнений.

Прогресс: По мере развития технологии двигателей стала очевидной необходимость в более эффективной фильтрации масла. Масляные системы ранних двигателей постепенно совершенствовались и включали в себя более совершенные механизмы фильтрации.

Ключевые вехи

Полнопоточные фильтры. Полнопоточные масляные фильтры, фильтрующие все масло, протекающее через двигатель, стали значительным улучшением по сравнению с более ранними конструкциями. Эти фильтры были разработаны для удаления более широкого спектра загрязнений, улучшая производительность и долговечность двигателя.

Навинчиваемые фильтры. Крупный прорыв произошел в 1954 году, когда компания WIX изобрела навинчиваемый масляный фильтр. Эта конструкция произвела революцию в замене масляного фильтра, сделав ее быстрым и простым процессом. Навинчиваемый фильтр представляет собой автономный блок, который можно легко снять и заменить, отвинтив его от блока двигателя. Такая конструкция стала стандартом для большинства современных автомобилей.

Технологические достижения

Материалы и конструкция. Со временем материалы, используемые в масляных фильтрах, значительно улучшились. Ранние фильтры изготавливались из металлической сетки или бумаги, но в современных фильтрах часто используются синтетические материалы, которые обеспечивают более высокую эффективность фильтрации и долговечность. Конструкция фильтров также претерпела изменения: многие современные фильтры оснащены гофрированной бумагой или синтетическим материалом, что обеспечивает большую площадь поверхности для улавливания загрязнений.

Эффективность и долговечность: современные масляные фильтры предназначены для удаления даже мельчайших частиц из масла, обеспечивая плавную и эффективную работу двигателя. Они также сконструированы так, чтобы выдерживать суровые условия внутри двигателя, обеспечивая длительную работу.

Тенденции отрасли

Рост рынка: Мировой рынок масляных фильтров неуклонно растет, что обусловлено растущим спросом на автомобили и необходимостью регулярного технического обслуживания. Поскольку количество транспортных средств на дорогах продолжает расти, растет и спрос на масляные фильтры.

Инновации: Производители постоянно внедряют инновации, чтобы улучшить производительность и эффективность масляных фильтров. Это включает в себя разработку новых технологий фильтрации, таких как нановолоконные материалы, которые могут удалять из масла даже более мелкие частицы.

Экологические проблемы. Учитывая растущую обеспокоенность по поводу окружающей среды, производители также сосредотачивают внимание на разработке более экологичных масляных фильтров. Это включает в себя использование перерабатываемых материалов и разработку фильтров, которые можно легко утилизировать или переработать.

Клапаны сброса давления

Большинство систем смазки под давлением имеют клапан сброса избыточного давления, позволяющий маслу обходить фильтр, если его поток слишком ограничен, и защищать двигатель от масляного голодания. Обход фильтра может произойти, если фильтр засорен или масло загустело в холодную погоду. Клапан сброса избыточного давления часто встроен в топливный/дизельный фильтр. Фильтры, установленные таким образом, что масло имеет тенденцию стекать из них, обычно имеют обратный дренажный клапан, удерживающий масло в фильтре после остановки двигателя (или другой системы смазки). Это сделано для того, чтобы избежать задержки в повышении давления масла после перезапуска системы; без обратного дренажного клапана масло под давлением должно было бы заполнить фильтр, прежде чем попасть дальше к рабочим частям двигателя. Такая ситуация может привести к преждевременному износу движущихся частей из-за изначального отсутствия масла.

Виды масляного фильтра

Механический

В механических конструкциях используется элемент, изготовленный из сыпучего материала (например, хлопковых отходов) или складчатой ​​фильтровальной бумаги для улавливания и изоляции взвешенных загрязнений. По мере накопления материала на фильтрующей среде (или внутри нее) поток масла постепенно ограничивается. Это требует периодической замены фильтрующего элемента (или всего фильтра, если элемент отдельно не подлежит замене).

Картридж и навинчиваемый

Сменный бумажный фильтрующий элемент для JCB.

Ранние фильтры моторного масла имели конструкцию картриджа (или сменного элемента), в котором постоянный корпус содержит сменный фильтрующий элемент или картридж. Корпус крепится либо непосредственно на двигателе, либо дистанционно с помощью подающих и обратных трубок, соединяющих его с двигателем. В середине 1950-х годов была представлена ​​конструкция навинчиваемого масляного фильтра: автономный корпус и узел элементов, который нужно было отвинчивать от крепления, выбрасывать и заменять новым. Это сделало замену фильтров более удобной и, возможно, менее беспорядочной, и быстро стало доминирующим типом масляных фильтров, устанавливаемых мировыми автопроизводителями. Предлагались комплекты для переоборудования автомобилей, изначально оснащенных фильтрами картриджного типа. В 1990-х годах европейские и азиатские автопроизводители, в частности, начали возвращаться к конструкции фильтров со сменными элементами, поскольку при каждой замене фильтра образуется меньше отходов. Американские автопроизводители также начали переходить на фильтры со сменными картриджами, и для популярных применений предлагаются комплекты для модернизации навинчиваемых фильтров картриджного типа. Имеющиеся в продаже автомобильные масляные фильтры различаются по конструкции, материалам и деталям конструкции. Те, которые сделаны из полностью синтетического материала, за исключением содержащихся внутри металлических сливных цилиндров, намного превосходят и служат дольше, чем традиционные типы картона/целлюлозы/бумаги, которые до сих пор преобладают. Эти переменные влияют на эффективность, долговечность и стоимость фильтра.

Масляные фильтры мотоцикла на Kawasaki W175. Старый (слева) и новый (справа).

Магнитный

Магнитные фильтры используют постоянный магнит или электромагнит для улавливания ферромагнитных частиц. Преимущество магнитной фильтрации заключается в том, что для обслуживания фильтра требуется просто очистить поверхность магнита от частиц. В автоматических трансмиссиях автомобилей в поддоне для жидкости часто имеется магнит, который улавливает магнитные частицы и продлевает срок службы жидкостного фильтра медиа-типа. Некоторые компании производят магниты, которые прикрепляются к внешней стороне масляного фильтра или магнитных сливных пробок — впервые изобретенные и предложенные для автомобилей и мотоциклов в середине 1930-х годов — чтобы помочь улавливать эти металлические частицы, хотя продолжаются споры об эффективности таких устройств.

Седиментация

Седиментационный или гравитационный фильтр позволяет загрязнениям тяжелее масла оседать на дно контейнера под действием силы тяжести.

Центробежный

Центрифуга для очистки масла представляет собой роторное седиментационное устройство, использующее центробежную силу, а не силу тяжести для отделения загрязнений от масла, так же, как и любая другая центрифуга. Масло под давлением поступает в центр корпуса и попадает в барабанный ротор, который свободно вращается на подшипнике и уплотняется. Ротор имеет два реактивных сопла, предназначенных для направления потока масла во внутренний корпус для вращения барабана. Затем масло скатывается к нижней части стенки корпуса, оставляя частицы масляных загрязнений прилипшими к стенкам корпуса. Корпус необходимо периодически чистить, иначе частицы будут накапливаться до такой толщины, что барабан перестанет вращаться. В этом состоянии нефильтрованное масло будет рециркулироваться. Преимущества центрифуги заключаются в следующем: (i) очищенное масло может отделяться от любой воды, которая, будучи тяжелее масла, оседает на дне и может быть слита (при условии, что вода не эмульгируется с маслом); и (ii) вероятность их блокировки гораздо ниже, чем у обычного фильтра. Если давления масла недостаточно для вращения центрифуги, вместо этого она может иметь механический или электрический привод.

Примечание. Некоторые дополнительные фильтры называются центробежными, но они не являются настоящими центрифугами; скорее, масло направляется таким образом, что возникает центробежное завихрение, которое помогает загрязнениям прилипать к внешней стороне фильтра.

Высокая эффективность (HE)

Высокоэффективные масляные фильтры представляют собой тип обходных фильтров, которые, как утверждается, позволяют увеличить интервалы замены масла. Масляные фильтры HE обычно имеют размер пор 3 микрометра, что, как показали исследования, снижает износ двигателя. Некоторым автопаркам удалось увеличить интервалы замены до 5-10 раз.