Фильтр масляный: на страже смазочной системы двигателя

Система смазки — одна из важнейших в любом двигателе. Однако для нормальной работы системы и всего мотора масло необходимо регулярно очищать — с этой задачей справляется масляный фильтр. Все о масляных фильтрах, их типах и конструкции, а также об их правильном подборе и замене — рассказано в статье.

Что такое масляный фильтр?

Масляный фильтр (маслофильтр) — компонент системы смазки поршневых двигателей внутреннего сгорания; устройство для удаления загрязнений из циркулирующего по двигателю и его агрегатам моторного масла.

Масляные фильтры решают несколько задач:

• Предотвращение изменения вязкости моторного масла, вызванного повышением концентрации загрязняющих частиц и веществ;
• Предотвращение загрязнения масла частицами различного происхождения — нагара, коррозии и износа деталей двигателя, окисления и разложения компонентов самого масла и т.д.;
• Сохранение качеств и характеристик масла на протяжении всего межсервисного интервала;
• Снижение интенсивности износа деталей двигателя за счет удаления из масла металлических частиц, образующихся в парах трения (цилиндр-кольца, в шестернях, подшипниках и т.д.).

Масляный фильтр критически важен для сохранения свойств моторного масла и функционирования силового агрегата в целом. Загрязнение, выработка ресурса, поломка или полное отсутствие этого элемента резко снижает ресурс силового агрегата и приводит к разнообразным неисправностям. Маслофильтры подлежат регулярной замене, но прежде, чем выбрать нужный фильтр для автомобиля, следует разобраться в типах, конструкции и особенностях этих деталей.

Типы и применимость масляных фильтров

Масляные фильтры делятся на группы по заложенному в их основу принципу действия, назначению, конструкции, по объему проходящего масла и по основным характеристикам.

По принципу действия фильтры бывают следующих типов:

• Адсорбционные;
• Центробежные;
• Гравитационные (фильтры-отстойники);
• Магнитные.

О конструкции, работе и особенностях каждого из этих фильтров рассказано ниже.

По назначению масляные фильтры бывают следующих типов:

• Фильтры-отстойники — используются для удаления макроскопических частиц, песка, пыли, металлической стружки и других крупных включений;
• Фильтры грубой очистки (ФГО) — предназначены для удаления частиц размером 60-90 мкм и более;
• Фильтры тонкой очистки (ФТО) — предназначены для удаления частиц размером порядка 25-45 мкм.

По объему проходящего масла фильтры бывают двух типов:

Неполнопоточные фильтры устанавливаются таким образом, что через них во время работы двигателя проходит лишь часть поступающего из масла. Полнопоточные фильтры пропускают через себя все масло, обеспечивая его полную очистку до подачи на трущиеся детали двигателя.

Наконец, фильтры имеют различные характеристики, наиболее важными из которых являются полнота отсева, номинальная и средняя тонкость отсева. Полнота отсева, выраженная в процентах, показывает, какое количество содержащихся в масле загрязнений останавливается фильтром, этот параметр различен для частиц разного размера. Средняя тонкость отсева — это размер частиц, для которых полнота отсева составляет 50%, а номинальная тонкость отсева — это размер частиц, для которых полнота отсева составляет не менее 95%.

Типы, конструкция и особенности адсорбционных масляных фильтров

В адсорбционных фильтрах очистка масла осуществляется его процеживанием через пористый фильтрующий элемент, задерживающий (адсорбирующий) частицы загрязнений. Данные изделия являются ФТО масла. Существует два типа таких устройств:

• Сменные неразборные;
• Разборные со сменным фильтрующим элементом.

Устройства первого типа представляют собой неразборную конструкцию со стандартизированными установочными размерами, по мере загрязнения он просто заменяется на новый. Устройства второго типа представляют собой бескорпусный фильтрующий элемент, который устанавливается в корпус фильтра на транспортном средстве, и по мере загрязнения заменяется на новый.

Наиболее широко распространены адсорбционные фильтры трех типов:

• Объемно-адсорбирующие с гофрированным фильтрующим элементом;
• Объемно-адсорбирующие с дисковыми фильтрующим элементом;
• Ленточно-щелевые.

Основу объемно-адсорбирующих фильтров первого типа составляет цилиндрический фильтрующий элемент, изготовленный из специальной бумаги (картона) или нетканых синтетических материалов. Полоса фильтрующего материала сложена в гармошку и помещена между двумя металлическими кольцами, придающими конструкции жесткость. Дополнительно элемент может быть обернут войлоком, а на элементы больших размеров устанавливается картонная или металлическая перфорированная обечайка.

В разборных фильтрах элемент помещается в корпус со съемной крышкой. В неразборных фильтрах элемент помещается в глухой металлический корпус, в нижней части которого выполнена крышка с центральным и периферийными отверстиями. Через периферийную перфорацию масло подается в корпус, через центральное — отводится в главный масляный канал двигателя. Внутри фильтра располагается пружинный перепускной клапан, обеспечивающий отвод масла в обход фильтроэлемента при его чрезмерном загрязнении. Также в фильтре предусмотрены противодренажный и противосливной клапаны в виде резиновых колец, первый предотвращает слив масла при остановке силового агрегата, а второй — при замене самого фильтра. Фильтр монтируется на мотор с помощью резьбы на выпускном отверстии, для уплотнения используется одно или два резиновых кольца.

В устройствах второго типа фильтрующий элемент выполнен в виде стопки картонных дисков, через шайбы посаженных на стяжной болт, и помещенных в корпус. Сегодня такие фильтры практически вытеснены фильтрами с гофрированным элементом.

Ленточно-щелевые фильтры тоже устроены довольно просто. Их основу составляет металлический гофрированный стакан, на который виток к витку намотана тонкая латунная проволока. В результате намотки проволоки образуются тонкие щели, которые задерживают загрязняющие частицы. В одном фильтре может быть предусмотрено два и более таких стаканов. Как правило, ленточно-щелевые фильтры используются в качестве ФГО.

Конструкция и характеристики адсорбционных маслофильтров должны соответствовать ГОСТ Р 53844-2010.

Конструкция и принцип работы центробежных фильтров

Сегодня находят применение активно-реактивные фильтры центробежной очистки масла, в которых вращение ротора обеспечивается истекающими с высокой скоростью струями масла. В общем случае такой фильтр состоит из корпуса, внутри которого на неподвижной полой оси располагается ротор с жиклерам-соплами. Ротор состоит из корпуса (днища) и стакана, на нижней или боковой поверхности ротора под некоторым углом к оси (тангенциально) установлены два или более жиклера (сопла).

Работает центробежный маслофильтр следующим образом. Масло под некоторым давлением подается к оси ротора, откуда оно через отверстия поступает в стакан ротора и далее к жиклерам. Так как сопла имеют небольшой диаметр, масло истекает из них тонкими струями с высокой скоростью, создавая реактивный момент — за счет этого ротор получает вращение (частота вращения может достигать 5000-6000 оборотов в минуту). При вращении ротора в заполняющем его масле возникают центробежные силы, эти силы отбрасывают более тяжелые частицы загрязнений к стенкам стакана ротора, где они и оседают. Очищенное масло, выходящее из форсунок, попадает в корпус фильтра и отводится от него в двигатель.

Обычно центробежные фильтры выполняются неполнопоточными, на многих двигателях они объединяются в один блок с ФГО.

Конструкция и принц работы фильтров-отстойников

Сразу следует заметить, что фильтры-отстойники не используются в качестве самостоятельных элементов очистки масла, а обычно входят в состав ФГО. Основу этого устройства составляет корпус, в нижней части которого установлен стакан, а в верхней части располагается пластинчатый ФГО, состоящий из ряда металлических пластин. При пропуске масла через такой фильтр частицы загрязнений отделяются на пластинах и оседают в стакане. По мере загрязнения стакан снимается и очищается от осадка, также прочищается и разборный пластинчатый ФГО.

Конструкция и принцип работы магнитных фильтров

Магнитный фильтр — это обычная пробка масляного поддона с интегрированным магнитом. Магнитная пробка поддона обеспечивает сбор стальных частиц (стружки, пыли), которые попадают в масло в результате износа трущихся деталей силового агрегата. Металлические частицы притягиваются магнитом и оседают на пробке, а затем удаляются с нее при каждой замене моторного масла.

Вопросы выбора и замены маслофильтров

Все маслофильтры в процессе работы засоряются и требуют замены или промывки. Обычные адсорбционные фильтры меняются при каждой регламентированной замене масла, центробежные и фильтры-отстойники промываются при достижении определенного пробега или времени работы двигателя. На замену необходимо использовать только те масляные фильтры, которые рекомендованы производителем транспортного средства, в противном случае возможна недостаточная очистка масла или нарушение работы масляной системы.

Операции по замене и обслуживанию масляных фильтров необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства или трактора. Все работы выполняются только на остановленном двигателе после слива масла, для замены фильтра может потребоваться специальный инструмент (например — съемник для отворачивания неразборных фильтров). При правильном выполнении работ силовой агрегат будет обеспечен чистым маслом в любых условиях эксплуатации.

Конструкция и принцип работы масляного фильтра

Масляный фильтр представляет собой компонент двигателя, предназначенный для фильтрации загрязнений из смазывающей жидкости, поступающую и циркулирующую в моторе. В автомобильной промышленности фильтра различаются по принципу действия, назначению и объёму проходящего масла. Последние, в свою очередь, делятся на 3 вида: полнопоточные, частичнопоточные и комбинированные.

Назначение масляного фильтра

В смазочной системе двигателя масло циркулирует через узлы и механические компоненты двигателя, омывая их. Таким образом, ликвидируется нагар, осадки и прочие загрязнения, предупреждая ускоренный износ элементов двигателя.

Весь мусор и излишки смазки, в зависимости от системы картера, попадают в поддон или бак. Для того что бы масло могло далее использоваться в работе мотора и полноценно выполнять свои функции, требуется предотвратить попадание собранных отходов в систему циркуляции смазки. Именно эту задачу и выполняет масляный фильтр, расположенный, как правило, в нижней части корпуса двигателя автомобиля.

Фильтрующий элемент решает сразу несколько проблем:

• снижение вязкости масла, которое может быть вызвано переизбытком загрязняющих веществ;
• очистка жидкости от загрязнений любого происхождения (сажа, ржавчина, продукты износа и т.д.);
• сохранение химических и физических характеристик масла на протяжении всего периода использования;
• уменьшение износа компонентов двигателя посредством удаления из смазочной жидкости металлических включений.

Наличие маслофильтра обеспечивает стабильную работу силовому агрегату в целом.

Конструкция мембранного маслофильтра

Конструкция элемента достаточно проста:

1. Корпус в виде цилиндра с крышкой, на котором расположено несколько входных отверстий и одно выходное с резьбой для крепления.
2. Фильтрующая мембрана. Именно она задерживает весь мусор, а в двигатель подаёт уже очищенное масло. Производится мембрана, как правило, из специализированного картона, который выкладывается в корпусе гармошкой или рулоном. Для увеличения срока службы прокладочный материал дополнительно пропитывают веществами, устойчивыми к воздействию моторных масел.
3. Перепускной клапан. Используется в не штатных ситуациях и предназначен для перенаправления масла в мотор, в обход мембраны. Такая ситуация может возникнуть, на пример, при пониженных температурах или при сильном загрязнении фильтра. Повышенная вязкость масла или забитый фильтрующий элемент не позволяют пройти смазочной жидкости через фильтр к узлам двигателя. В этом случае двигатель будет работать на не очищенном масле, но это лучше чем он останется вовсе без смазки.
4. Обратный или противодренажный клапан не даёт маслу сливаться обратно в фильтр из мотора. Способствует быстрому поступления смазки к деталям двигателя при запуске.
5. Прижимная пружина фиксирует обратный клапан во время выключенного двигателя.
6. Уплотнитель в виде резиновой прокладки — предназначен для герметизации в месте соединения с корпусом двигателя.

С практической точки зрения работа фильтра выглядит таким образом: во время старта двигателя насос засасывает из поддона или бака масло, которое поступает в отверстия маслофильтра, очищается и далее попадает в основную магистраль системы смазки. Все примеси и осадки остаются в мембране фильтра.

Виды фильтра по объёму пропускаемого масла

При выборе масляного фильтра руководствуются несколькими параметрами, один из которых пропускная способность (количество за единицу времени). Эта характеристика позволяет определить эффективность очистки при помощи того или иного фильтрующего элемента. Выделяют три вида устройств:

1. Полнопоточный. Самый популярный и простой вариант, который устанавливается последовательно с другими компонентами системы. Всё масло, всасываемое насосом, проходит через него, что соответствует максимально быстрой очистке всего объема жидкости. Как только фильтр засоряется, происходит сработка перепускного клапана, и весь объем смазки в неочищенном виде поступает в магистраль системы.
2. Частичнопоточный. Конструкция устанавливается в систему таким образом, чтобы моторное масло проходило сквозь него частично. Значительным преимуществом такого фильтра является – качественная очистка, однако в этом случае теряется скорость прохождения смазочной жидкости через систему.
3. Комбинированный. Принцип фильтрации в основном применяется для дизельных двигателей. Сразу используются полно- и частичнопоточный фильтры. Первый берёт на себя 90% очищения масла, а второй соответственно 10%. Комбинированная схема позволяет получить преимущества от обоих видов фильтров: качество и скорость очистки.

Также, исходя из конструкции, различают:

• одноразовые, неразборные конструкции;
• разборные, со сменным фильтрующим элементом.

Принципиально эти фильтры не отличаются между собой, однако у второго на крышке расположена гайка. Она позволяет разбирать конструкцию для замены отработанной мембраны и промывки внутренней части фильтра.

Центробежный маслофильтр

Центробежные фильтры чаще всего используются в двигателях тракторов, внедорожников, строительной техники и других тяжелых машин. Они состоят из корпуса, в котором на статичной полой оси расположен ротор с соплами. Ротор представляет собой корпус и стакан, нижняя или боковая часть которого оснащена жиклерами, установленными под углом к оси.

На практике центробежный масляный фильтр работает так, что под давлением масло подаётся на ось, оттуда сквозь отверстия попадает в стакан и к соплам. Последние обладают небольшим диаметром, поэтому смазка вытекает из них струйками и на высокой скорости, чем создаёт реактивный момент. Так сам ротор начинает активное вращение до 5-6 тысяч оборотов в минуту. В процессе вращения возникает центробежная сила, которая выталкивает из жидкости все загрязнения на стенки роторного стакана, где они и остаются. Чистое масло, выходящее из форсунок, поступает в корпус и далее в магистраль двигателя.

Чаще всего центробежные фильтры являются частичнопоточными.

Ресурс работы и замена маслофильтра

Меняется масляный фильтр в процессе замены масла. Производители рекомендуют это делать через каждые 10-15 тысяч км. На практике этот интервал лучше уменьшить до 7-ми тысяч км, а при применении низкокачественного топлива и масла – ещё на треть.

Для определения более точных сроков эксплуатации фильтра, необходимо учитывать его качество. Реплики служат в разы меньше оригиналов – обязательна замена через каждые 2-3 тысячи километров.

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.

Проблема кроется в экономии изготовителя на фильтрующей мембране, оригинал отслужит в разы больше.

Замена фильтра производится при помощи ключей, так как нередко его уплотнительное кольцо приплавляется к корпусу. Для извлечения маслофильтра можно воспользоваться следующими инструментами:

• 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 вышеперечисленного инвентаря для демонтажа применимы съёмники цепного и ленточного типа. Их устанавливают на корпус фильтра и плотно затягивают. Если же под рукой не оказалось специнструмента, то можно воспользоваться следующими способами:

1. Производится обмотка фильтра верёвкой, к ней же привязывается рычаг (гаечный ключ или отвёртка).
2. При помощи молотка и отвёртки можно пробить корпус и последняя используется как рычаг для отвинчивания, однако данный метод применим только для одноразовых фильтров.

От нормальной работы фильтра во многом зависит и стабильная работа мотора, а также срок эксплуатации его механических элементов. Так что, не стоит пренебрегать своевременной заменой масляного фильтра, ведь от этого может зависеть долголетие двигателя автомобиля.