Масляный фильтр
Масляный 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. Другие гидравлические системы транспортных средств, например, автоматические коробки передач и гидроусилитель руля , 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
[ редактировать ]Ранние автомобильные двигатели не имели масляных фильтров, а имели лишь элементарное сетчатое сито, расположенное на впуске масляного насоса . Следовательно, наряду с в целом низким качеством доступного масла, требовалась очень частая замена масла. Масляный фильтр Purolator был первым масляным фильтром для автомобиля; он произвел революцию в индустрии фильтрации и производится до сих пор. [1] Purolator представлял собой обходной фильтр, при котором большая часть масла перекачивалась из масляного картера непосредственно к рабочим частям двигателя, в то время как меньшая часть масла направлялась через фильтр по второму пути потока, фильтруя масло с течением времени. [2]
Байпасный и полнопоточный
[ редактировать ]Полнопоточный
[ редактировать ]Полнопоточная система будет иметь насос, который подает масло под давлением через фильтр к подшипникам двигателя, после чего масло самотеком возвращается в поддон картера . В случае двигателя с сухим картером масло, попадающее в картер, откачивается вторым насосом в удаленный масляный бак. Функция полнопоточного фильтра — защита двигателя от износа вследствие истирания.
Обход
[ редактировать ]Современные системы байпасных масляных фильтров представляют собой вторичные системы, в которых масло из главного масляного насоса подается в байпасный фильтр, причем масло затем поступает не в двигатель, а возвращается в поддон картера или масляный бак. Целью байпаса является наличие вторичной системы фильтрации для поддержания масла в хорошем состоянии, без грязи, сажи и воды, что обеспечивает гораздо меньшее удержание частиц, чем это практично для полнопоточной фильтрации. Полнопоточный фильтр по-прежнему используется для не допускайте, чтобы чрезмерно крупные частицы вызывали существенное истирание или острую блокировку двигателя. Первоначально использовался в коммерческих и промышленных дизельных двигателях с большими объемами масла, где затраты на анализ масла и дополнительную фильтрацию для увеличения интервалов замены масла имеют экономический смысл; обходные масляные фильтры становятся все более распространенными в частных потребительских применениях. [3] [4] [5] (Очень важно, чтобы байпас не ставил под угрозу подачу масла под давлением в полнопоточной системе; один из способов избежать такого компромисса — сделать байпасную систему полностью независимой).
Клапаны сброса давления
[ редактировать ]
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 масляный фильтр. Фильтры, установленные таким образом, что масло имеет тенденцию стекать из них, обычно включают противодренажный клапан для удержания масла в фильтре после остановки двигателя (или другой системы смазки). Это сделано для того, чтобы избежать задержки повышения давления масла после перезапуска системы; без обратного дренажного клапана масло под давлением должно было бы заполнить фильтр, прежде чем перейти к рабочим частям двигателя. Такая ситуация может привести к преждевременному износу движущихся частей из-за изначального отсутствия масла.
Виды масляного фильтра
[ редактировать ]Механический
[ редактировать ]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
[ редактировать ]
Ранние масляные фильтры двигателя 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. [6] 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. [7] Имеющиеся в продаже автомобильные масляные фильтры различаются по конструкции, материалам и деталям конструкции. Те, которые сделаны из полностью синтетического материала, за исключением металлических сливных цилиндров, содержащихся внутри, 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. [8]
Магнитный
[ редактировать ]Магнитные фильтры используют постоянный магнит или электромагнит для улавливания ферромагнитных частиц. Преимущество магнитной фильтрации состоит 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 крепятся к внешней стороне масляного фильтра или магнитных сливных пробок — впервые изобретенные и предложенные для автомобилей и мотоциклов в середине 1930-х годов. [9] — помочь в улавливании этих металлических частиц, хотя продолжаются споры об эффективности таких устройств. [10]
Седиментация
[ редактировать ]Седиментационный фильтр позволяет загрязнениям или гравитационный тяжелее масла оседать на дно контейнера под действием силы тяжести .
Центробежный
[ редактировать ]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 масляная центрифуга. Масло под давлением поступает в центр корпуса и попадает в чашу центрифуги (также называемую ротором), свободно вращаясь на подшипнике и уплотнении . Чаша центрифуги имеет четыре струйных сопла, предназначенных для направления потока масла во внутренний корпус для вращения чаши центрифуги. Внутри чаши центрифуги грязное масло скользит вверх по стенке корпуса чаши центрифуги и через диск чаши центрифуги, оставляя частицы масляных загрязнений прилипшими к стенкам чаши центрифуги. Чашу центрифуги необходимо периодически очищать, иначе твердые частицы будут накапливаться до такой толщины, что частицы будут проходить через чашу центрифуги. В этом состоянии нефильтрованное масло будет рециркулироваться.
Преимущества центробежного байпасного фильтра : (i) продление срока службы первичного масляного фильтра, (ii) удаление широкого спектра загрязненных частиц, включая мелкие микронные частицы, (iii) улучшение качества масла, (iv) продление срока службы смазочного масла и (v) снизить затраты на техническое обслуживание.
Если давление моторного масла недостаточно для вращения масляной центрифуги, вместо этого она может приводиться в действие внешним подающим насосом.
Примечание: некоторые дополнительные фильтры [11] описаны как центробежные, но это не настоящие центрифуги; скорее, масло направляется таким образом, что возникает центробежное завихрение, которое помогает загрязнениям прилипать к внешней стороне фильтра.
Высокая эффективность (HE)
[ редактировать ]Высокоэффективные масляные фильтры представляют собой тип обходных фильтров, которые, как утверждается, позволяют увеличить интервалы замены масла. [5] Масляные фильтры HE обычно имеют размер пор 3 микрометра , что, как показали исследования, снижает износ двигателя. [12] Некоторым автопаркам удалось увеличить интервалы замены до 5-10 раз. [13]
Размещение фильтра в масляной системе
[ редактировать ]Решение о том, насколько чистым должно быть масло, важно, поскольку с увеличением чистоты стоимость быстро возрастает. Определив оптимальный целевой уровень чистоты для программы контроля загрязнения, многие инженеры сталкиваются с проблемой оптимизации расположения фильтра. Чтобы обеспечить эффективный баланс проникновения твердых частиц, инженер должен учитывать различные элементы, например, будет ли фильтр использоваться для защиты или для контроля загрязнений, простота доступа для обслуживания и производительность устройства, рассматриваемая как отвечающая задачам целевого набора. . [14]
См. также
[ редактировать ]- Воздушный фильтр
- Топливный фильтр
- Импульсный фильтр
- Список автозапчастей
- Ключ для масляного фильтра
- Фильтры для продуктов питания и напитков
- Тележка с гидравлическим масляным фильтром
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Журнал Fleet Maintenance об истории Purolator» . Вебцитация.org. Архивировано из оригинала 24 февраля 2009 года . Проверено 7 января 2013 г.
- ^ Примечание: 27 ноября 1923 года американские изобретатели Джордж Гринхал и Эрнест Свитленд подали патент США № 1721250 на автомобильный масляный фильтр и назвали его Purolator , что означает «чистое масло позже».
- ^ Оценка эффективности технологии обходного масляного фильтра - 1 квартал 2003 г. - DoE FreedomCAR
- ^ Оценка эффективности технологии обходного масляного фильтра - 4 квартал 2003 г. - DoE FreedomCAR
- ^ Jump up to: а б Оценка масляных фильтров HE на флоте штата - Агентство по охране окружающей среды Калифорнии
- ^ Розен (ред.), Эрвин М. (1975). Руководство Peterson по поиску и устранению неисправностей и ремонту автомобилей . Grosset & Dunlap, Inc. ISBN 978-0-448-11946-5 .
- ^ «Представлены комплекты для модернизации масляного фильтра» . Findarticles.com . Проверено 7 января 2013 г.
- ^ Рассел В. Найз (19 февраля 2008 г.). «Диссекционный анализ масляного фильтра» . Knizefamily.net . Проверено 7 января 2013 г.
- ^ «Магнитная пробка для слива масла притягивает металлические частицы. Популярная механика» , статья-фото, декабрь 1934 г., внизу стр. 866.
- ^ «Магниты масляного фильтра не повредят, но и не сильно помогут» . Проверено 30 марта 2011 г.
- ^ Например, на двигателе Landrover TD5.
- ^ Стейли, Дэвид Р. «Корреляция эффективности фильтрации смазочного масла с износом двигателя, технический документ SAE 881825», 1988 г.>
- ^ Оценка технологии обходного масляного фильтра - итоговый отчет, заархивировано 27 мая 2010 г. в Wayback Machine , март 2006 г., Министерство энергетики FreedomCar.
- ^ «Стратегии оптимального расположения фильтров» (PDF) . Проверено 7 января 2013 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]