Масляний/мастильний фільтр

Масляний/мастильний фільтр — це фільтр, призначений для видалення забруднень із моторного масла, трансмісійного масла, мастила або гідравлічного масла. Їх головним чином використовують у двигунах внутрішнього згоряння для транспортних засобів (як на дорозі, так і позашляховиках), двигунах літаків, залізничних локомотивах, кораблях і човнах, а також у статичних двигунах, таких як генератори та насоси. Інші гідравлічні системи транспортних засобів, наприклад автоматичні коробки передач і гідропідсилювач керма, часто оснащені масляним фільтром. Газотурбінні двигуни, наприклад, на реактивних літаках, також потребують використання масляних фільтрів. Масляні фільтри використовуються в різних типах гідравлічних машин. Сама нафтова промисловість використовує фільтри для виробництва нафти, перекачування нафти та переробки нафти. Сучасні масляні фільтри двигуна, як правило, є «повнопоточними» (рядними) або «байпасними».

історія

Історія масляного/мастильного фільтра є свідченням важливості підтримки чистоти та продуктивності двигуна. Від перших днів рудиментарних сіток і сітчастих фільтрів до сучасних обертових фільтрів і передових технологій фільтрації, масляні фільтри значно еволюціонували з часом. Оскільки автомобільна промисловість продовжує розвиватися та розвиватися, так само будуть розвиватися технології, які використовуються для забезпечення безперебійної та ефективної роботи двигунів.

Ранні розробки

Ранні фільтри: на початку появи автомобільних двигунів не було спеціальних масляних фільтрів. Замість цього використовували прості сітки або сітчасті фільтри для видалення великих часток з олії. Ці ранні пристрої були рудиментарними і часто неефективними для видалення дрібніших забруднень.

Прогрес: у міру розвитку технології двигунів стала очевидною потреба в більш ефективній фільтрації масла. Масляні системи ранніх двигунів поступово вдосконалювали, щоб включити кращі механізми фільтрації.

Ключові віхи

Повнопотокові фільтри: повнопоточні масляні фільтри, які фільтрують всю оливу, що протікає через двигун, стали значним удосконаленням у порівнянні з попередніми конструкціями. Ці фільтри були розроблені для видалення ширшого спектру забруднювачів, покращуючи продуктивність двигуна та довговічність.

Накрутні фільтри: великий прорив стався в 1954 році, коли компанія WIX винайшла накрутний масляний фільтр. Ця конструкція революціонізувала заміну масляного фільтра, зробивши її швидким і легким процесом. Фільтр, що обертається, є самостійним блоком, який можна легко зняти та замінити, відкрутивши його від блоку двигуна. Цей дизайн став стандартом для більшості сучасних транспортних засобів.

Технологічні досягнення

Матеріали та конструкція: з часом матеріали, що використовуються у масляних фільтрах, значно покращилися. Ранні фільтри виготовлялися з металевої сітки або паперу, але сучасні фільтри часто використовують синтетичні матеріали, які забезпечують кращу ефективність фільтрації та довговічність. Конструкція фільтрів також розвинулася: багато сучасних фільтрів містять гофрований папір або синтетичний носій, який забезпечує більшу площу поверхні для захоплення забруднень.

Ефективність і довговічність: сучасні масляні фільтри розроблені для видалення навіть найдрібніших частинок з масла, забезпечуючи плавну та ефективну роботу двигуна. Вони також створені, щоб витримувати важкі умови всередині двигуна, забезпечуючи тривалу роботу.

Галузеві тенденції

Зростання ринку: світовий ринок масляних фільтрів неухильно зростає завдяки зростанню попиту на автомобілі та необхідності регулярного технічного обслуговування. Оскільки кількість транспортних засобів на дорогах продовжує зростати, зростає і попит на масляні фільтри.

Інновації: виробники постійно впроваджують інновації, щоб покращити роботу та ефективність масляних фільтрів. Це включає в себе розробку нових технологій фільтрації, таких як нановолокнисті середовища, які можуть видаляти навіть менші частинки з масла.

Занепокоєння навколишнім середовищем: Зважаючи на зростання занепокоєння навколишнім середовищем, виробники також зосереджуються на розробці масляних фільтрів, які є більш екологічними. Це включає в себе використання матеріалів, які можна переробити, і дизайн фільтрів, які можна легко утилізувати або переробити.

Клапани скидання тиску

Більшість систем змащування під тиском містять запобіжний клапан надлишкового тиску, який дозволяє маслу обходити фільтр, якщо його обмеження потоку є надмірним, щоб захистити двигун від масляного голоду. Обхід фільтра може виникнути, якщо фільтр забитий або масло загусло в холодну погоду. Запобіжний клапан надлишкового тиску часто вбудований у паливний/дизельний фільтр. Фільтри, встановлені таким чином, що масло має тенденцію витікати з них, зазвичай включають протизливний клапан для утримання масла у фільтрі після вимкнення двигуна (або іншої системи змащення). Це робиться для того, щоб уникнути затримки підвищення тиску масла після перезапуску системи; без клапана проти зливу масло під тиском повинно було б заповнити фільтр перед тим, як потрапити до робочих частин двигуна. Така ситуація може призвести до передчасного зносу рухомих частин через початкову нестачу масла.

Види масляного фільтра

Механічний

У механічних конструкціях використовується елемент, виготовлений із сипучого матеріалу (наприклад, відходів бавовни) або складчастого фільтрувального паперу для захоплення та секвестрування зважених забруднень. Оскільки матеріал накопичується на (або в) фільтруючому середовищі, потік масла поступово обмежується. Це вимагає періодичної заміни фільтруючого елемента (або всього фільтра, якщо елемент не замінюється окремо).

Картридж і спинка

Змінний паперовий фільтруючий елемент для JCB

Ранні масляні фільтри двигуна мали конструкцію картриджа (або змінного елемента), у якому постійний корпус містить змінний фільтруючий елемент або картридж. Корпус монтується або безпосередньо на двигуні, або дистанційно за допомогою трубок подачі та повернення, які з’єднують його з двигуном. У середині 1950-х років була представлена ​​конструкція обертового масляного фільтра: автономний корпус і вузол елементів, який потрібно було відкрутити від кріплення, викинути та замінити новим. Це зробило заміну фільтрів зручнішою та потенційно менш брудною, і швидко стало домінуючим типом масляних фільтрів, які встановлюють світові автовиробники. Комплекти для переобладнання пропонувалися для автомобілів, які спочатку були оснащені картриджними фільтрами. У 1990-х роках європейські та азіатські автовиробники, зокрема, почали повертатися до конструкції фільтра зі змінними елементами, оскільки при кожній заміні фільтра утворюється менше відходів. Американські автовиробники також почали переходити на змінні картриджні фільтри, а для популярних застосувань пропонуються комплекти для модернізації для перетворення обертових фільтрів на картриджні. Комерційно доступні автомобільні масляні фільтри відрізняються своєю конструкцією, матеріалами та деталями конструкції. Ті, які виготовлені з повністю синтетичного матеріалу, за винятком металевих зливних циліндрів, що містяться всередині, набагато кращі та довговічніші, ніж традиційні типи картону/целюлози/паперу, які все ще переважають. Ці змінні впливають на ефективність, довговічність і вартість фільтра.

Масляні фільтри для мотоциклів на Kawasaki W175. Старий (ліворуч) і новий (праворуч).

Магнітний

Магнітні фільтри використовують постійний магніт або електромагніт для вловлювання феромагнітних частинок. Перевага магнітної фільтрації полягає в тому, що обслуговування фільтра вимагає лише очищення поверхні магніту від частинок. Автоматичні коробки передач у транспортних засобах часто мають магніт у піддоні для рідини, щоб поглинати магнітні частинки та подовжувати термін служби рідинного фільтра медіа. Деякі компанії виробляють магніти, які прикріплюються до зовнішньої сторони масляного фільтра або магнітних зливних пробок — вперше винайдених і запропонованих для автомобілів і мотоциклів у середині 1930-х років — щоб допомогти уловлювати ці металеві частинки, хоча щодо ефективності тривають дискусії. таких пристроїв.

Осадження

Седиментаційний або гравітаційний фільтр дозволяє забрудненням, важчим за нафту, осідати на дно контейнера під дією сили тяжіння.

Відцентровий

Центрифужний очищувач олії — це ротаційний пристрій для осадження, який використовує відцентрову силу, а не силу тяжіння, щоб відокремити забруднення від олії, так само, як і будь-яка інша центрифуга. Масло під тиском потрапляє в центр корпусу та проходить у ротор барабана, вільно обертаючись на підшипнику та ущільненні. Ротор має дві реактивні форсунки, призначені для направлення потоку масла на внутрішній корпус для обертання барабана. Потім масло сповзає на дно стінки корпусу, залишаючи частинки мастила, що прилипають до стінок корпусу. Корпус необхідно періодично очищати, інакше частинки накопичаться до такої товщини, що барабан перестане обертатися. У цьому стані нефільтроване масло буде рециркулювати. Переваги центрифуги: (i) що очищена олія може відокремлюватися від будь-якої води, яка, будучи важчою за олію, осідає на дні та може бути злита (за умови, що будь-яка вода не емульгується з олією); і (ii) вони мають набагато меншу ймовірність блокування, ніж звичайний фільтр. Якщо тиск масла недостатній для обертання центрифуги, замість цього вона може працювати механічно або електрично.

Примітка: деякі спін-оф фільтри описуються як відцентрові, але вони не є справжніми центрифугами; скоріше, масло спрямовується таким чином, що виникає відцентровий завихрення, яке допомагає забрудненням прилипати до зовнішньої частини фільтра.

Висока ефективність (HE)

Високоефективні масляні фільтри — це тип обхідних фільтрів, які, як стверджується, забезпечують подовжені інтервали заміни масла. Масляні фільтри HE зазвичай мають розмір пор 3 мікрометри, що, як показали дослідження, зменшує знос двигуна. Деякі автопарки змогли збільшити інтервали заміни до 5-10 разів.