Назначение, устройство и принцип работы масляного фильтра

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

В 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

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

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:

• Веревка (ремень) и рычаг. Первой обматывают фильтр и привязывают рычаг, в качестве которого может быть использована отвертка или гаечный ключ.
• Отвертка и молоток. Этот способ применяют для одноразовых конструкций. Корпус просто пробивается отверткой, которая далее используется как рычаг для отвинчивания.

Нормальное состояние фильтра для очистки моторного масла обеспечит правильность работы и длительный срок эксплуатации двигателя автомобиля. Не стоит пренебрегать своевременной заменой и использованием оригинальных деталей.

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.