Первый автосервисный журнал
Издается с 1997 года

Чистые среды в автомобиле Часть 1. Масляные фильтры

Чистые среды  в автомобиле Часть 1. Масляные фильтры

Перед вами очередная статья об ассортименте и технологиях Группы Motorservice. Начало в «АБС-авто» № 8/2015, с. 18–20, № 9/2015, с. 10–11 и № 10/2015, с. 14–15.

Начнем с двигателя

В автомобильных системах необходимо фильтровать практически все рабочие жидкости. А точнее, рабочие среды. Сразу скажем, что Группа Motorservice предлагает нашему рынку весь ассортимент автомобильных фильтров. Бренд, под которым они поставляются, настраивает на серьезный лад – это Kolbenschmidt (KS).

Дело в том, что на современном рынке выигрывают поставщики комплексных решений. Дальше логика простая. KS – мировой производитель деталей моторной группы: гильз, поршней, поршневых колец, блоков цилиндров, подшипников скольжения. А масляные, воздушные и топливные фильтры – неотъемлемая часть любого ДВС. Значит, фильтры KS проектируются и испытываются в составе единого организма двигателя.

Весь ассортимент автомобильных фильтров от Группы Motorservice представлен в таблице.

Мы начнем с группы моторных фильтров, а именно с триады «чистое масло, чистый воздух, чистое топливо». Но приоритет отдадим масляным фильтрам, и вот почему.

Если воздух и топливо являются, в общем-то, «расходными материалами», то масло – полноправная деталь двигателя. Деталь вполне осязаемая – это и надежный масляный клин в подшипниках, и упругая пленка в паре «кулачок – толкатель», и цепкий к хонинговальным рискам слой в цилиндропоршневой группе… От состояния «жидкой детали» зависит не только надежная работа, но и ресурс двигателя – главного автомобильного агрегата.

Системы фильтрации масла

В современных двигателях применяют две схемы очистки масла: полнопоточную и комбинированную. Наиболее распространена полнопоточная схема, когда масло многократно проходит по кругу «масляный насос – фильтр – пары трения – картер» (рис. 1). Фильтры для этих автомобилей называют полнопоточными. Иногда употребляется термин «магистральный фильтр».

В комбинированной системе (рис. 2) параллельно полнопоточному фильтру встраивают дополнительный фильтрующий элемент или центрифугу (центробежный фильтр).

В зарубежной литературе дополнительный фильтр именуют bypass filter, у нас же его называют «частичнопоточным», и вот почему. За время, когда через полнопоточный фильтр проходит 100% масла, частичнопоточный в зависимости от калибровки впускного канала (дросселя) пропускает от 3 до 10% – но с более тщательной «отбраковкой» инородных частиц.

В сравнении с полнопоточными, комбинированные системы в 2–3 раза снижают износ подшипников коленчатого вала и маслосъемных колец. Кроме того, они позволяют продлить срок службы моторного масла и почти в 2 раза увеличить ресурс полнопоточных фильтров. Но вместе с тем комбинированная система очистки масла усложняет двигатель и увеличивает его стоимость.

У читателя может возникнуть вопрос: а нельзя ли сделать полнопоточный фильтр с трехмикронной тонкостью отсева и не городить дополнительную магистраль? К сожалению, нельзя. Такой фильтр имел бы ничтожный срок службы из-за быстрого засорения.

Какими они бывают

В «масляной» линейке Группы Motorservice есть все виды фильтров. По назначению – полнопоточные и байпасные; по конструкции – неразборные spin-on и сменные картриджного типа (см. рис. на заставке).

Картриджи могут быть как традиционными с металлическими трубками-усилителями внут­ри и сетками снаружи, так и более современными, металла не содержащими. Последние удобно утилизировать, поэтому они прекрасно вписываются в экологические программы ведущих производителей автомобилей. Всего же ассортимент фильтров KS покрывает 90% европейского, 20% азиатского и изрядную долю автопарка СНГ.

В идеале фильтр должен удерживать 100% загрязняющих веществ без перепада давления. Но в реальной жизни приходится искать компромисс между эффективностью фильтрации и пропускной способностью. Поэтому конструкторы ввели понятие тонкости отсева загрязнений. Оно привязано к размерам фильтруемых частиц.

Важно знать, что «тонкость отсева» без уточнения, «какая именно тонкость», мало о чем говорит. Речь может идти о средней, номинальной или абсолютной тонкости отсева. Так, «средняя тонкость отсева» означает, что фильтр задержит 50% частиц указанного размера. «Номинальная» – что фильтром «тормозятся» 95% загрязнений. И наконец, «абсолютная» – что отфильтровываются все 100% частиц. При испытаниях проверяют номинальную тонкость отсева загрязнений.

Тенденции развития современных масляных фильтров таковы: во‑первых, уменьшение габаритов из-за тесного подкапотного пространства; во‑вторых, увеличение ресурса, диктуемое ростом межсервисных пробегов. Для решения этих задач производителю необходимо правильно выбрать фильтровальный материал. О нем – в следующем разделе.

Штора правит бал

Что ни говорите, а значение фильтров у нас недооценивают. Как-то раз еду за рулем, слушаю радио. В студии идет спор, какие запчасти покупать – оригинальные или от нашего юго-восточного соседа. Звонивший говорит: у соседа, конечно. У него дешевле. Какая разница, что за бумага стоит в фильтре. Мол, бумага и есть бумага…

А ведь представился профессионалом. С машинами, мол, не один десяток лет. Жаль, разубеждать его было некому. Придется сейчас, тем более, что мне довелось бывать на зарубежных за­водах, выпускающих фильтровальные материалы.

Так вот, главная деталь масляного фильтра – штора, изготовленная действительно из особой бумаги. Чаще всего ее укладывают многолучевой «звездой». Иногда – шевронным или спирально-складчатым способом, и не только в масляных, но в топливных и круглых воздушных фильтрах. Такие способы увеличивают поверхность фильтрующего элемента.

Параметры фильтровального материала определяются смесью сырья – натуральных и синтетических волокон. Их основными характеристиками являются длина и обработка. Первая влияет на прочность материала, а вторая – на его пропускную способность и эффективность фильтрации.

Полученную из волокон бумагу пропитывают различными смолами. Цель – дополнительное повышение химических и механических характеристик материала. Кроме того, на этапе изготовления фильтровальных материалов в них вводят огне-, водо-, износостойкие добавки и пластификаторы.

Таким образом, современные фильтровальные материалы представляют собой не просто бумагу в привычном понимании. Это трехмерные среды с высокой пористостью и большой внутренней поверхностью.

Помимо состава бумаги, свою лепту в качество фильтрации вносит геометрия гофр. Продвинутые производители формируют на шторе выступы, обеспечивая постоянный зазор между гофрами. А при гофрировании делают на вершинах лучей П-образные площадки, не позволяющие шторе «схлопываться» при прохождении потока масла. Тем самым ресурс элемента увеличивается еще на 15–20%. Вот вам и бумага, о которой так пренебрежительно отзывался слушатель.

В заключение этой главы отметим, что в фильтрах KS используется бумага ведущих мировых производителей фильтровальных материалов – Hollingsworth & Vose и Ahlstrom.

О задачах клапанов

Неразборный масляный фильтр spin-on показан на рис. 3. Надеемся, его конструкция понятна из чертежа – тонкостенный металлический корпус, уже знакомая нам штора и несколько клапанов. Чаще всего их бывает два – перепускной и обратный. Иногда к ним добавляется третий – противосливной. Но обо всем по порядку.

Главный клапан – перепускной. Иногда его называют предохранительным или обводным, а в иностранной литературе величают bypass valve.

Назначение перепускного клапана – обес­печить подачу масла к парам трения, если оно не может пройти через фильтрующий элемент. Такое случается при сильном загрязнении шторы, при холодном пуске двигателя, когда масло загустело, и при резком нажатии на педаль газа. Во всех перечисленных случаях давление в системе смазки возрастает, пружина клапана сжимается, клапан открывается, и масло проходит в двигатель, предотвращая масляное голодание (рис. 4 и 5).

Рис. 4. Как действует перепускной
клапан? Двигатель работает, давление
нормальное, перепускной клапан закрыт,
масло проходит через фильтрующую
штору
Рис. 4. Как действует перепускной клапан? Двигатель работает, давление нормальное, перепускной клапан закрыт, масло проходит через фильтрующую штору

Обратный клапан часто называют антидренажным (anti-drain valve). Его назначение – перекрывать впускные отверстия, расположенные по кольцу в крышке корпуса. Тем самым при неработающем двигателе масло удерживается в фильтре и предотвращается «сухой» пуск – ведь на заполнение пустого фильтра маслом потребуется время, в течение которого пары трения могут испытывать масляное голодание.

Некоторые неразборные фильтры имеют еще один клапан – противосливной (anti-syphon valve). Он перекрывает выпускное (центральное) отверстие и не позволяет маслу вытекать из корпуса при отворачивании фильтра. Иными словами, фильтр становится «чернильницей-непроливайкой». Так обеспечивается чистота рук механика, двигателя и, конечно, окружающей среды.

Актуальные советы

Рис. 5. Двигатель работает, давление
превышено (холодный пуск, резкий газ
или штора засорилась). Перепускной
клапан открыт, пропуская масло в обход
шторы, масло проходит через
фильтрующую штору
Рис. 5. Двигатель работает, давление превышено (холодный пуск, резкий газ или штора засорилась). Перепускной клапан открыт, пропуская масло в обход шторы, масло проходит через фильтрующую штору

Замена картриджей обычно проблем не вызывает. Вместе с фильтроэлементом необходимо заменять и все уплотнения, поставляемые в комплекте. С неразборными фильтрами все гораздо интереснее.

Количество и расположение клапанов зависит от конструкции двигателя и размещения фильтра. Вариантов рабочих положений у масляного фильтра несколько: горизонтальное, наклонное, вертикальное отверстиями вниз, вертикальное отверстиями вверх.

Маленький пример. Если фильтр расположен на блоке отверстиями вверх, то при выключенном зажигании масло в двигатель стекать не будет. Оно благополучно останется в корпусе фильтра. Значит, при запуске мотора фильтр наполнять не потребуется. Вывод: антидренажный клапан тут не нужен. Как, впрочем, и противосливной. Фильтр для этого двигателя технологически проще и дешевле.

Теперь о перепускном клапане. Если этот клапан расположен в блоке двигателя, то в фильтре он отсутствует. Скажем больше – такой фильтр может быть вообще бесклапанным! Хотя выглядеть будет как «коллега» с клапанами.

Так вот. Но не дай вам бог поставить бесклапанный фильтр на обычный мотор, даже если резьба подойдет. Несколько холодных пусков, густое масло штора не пропускает, и здравствуйте, задиры!

Рис. 6. Деформированный масляный
фильтр. Виновник – неисправный
редукц
Рис. 6. Деформированный масляный фильтр. Виновник – неисправный редукц

Вот почему фильтры надо подбирать не по габаритам и присоединительной резьбе, а строго по каталогу. В нашем случае это совсем несложно, поскольку Группа Motorservice оказывает клиентам постоянную информационную поддержку.

Бывает, фильтр раздувается как небольшой мячик. А если его зажать в тиски и разрезать, окажется, что штора деформирована и смята (рис. 6). Не спешите винить в этом фильтр – при сертификации его испытывают на отсутствие остаточных деформаций при давлении масла 1,5 МПа. А полтора мегапаскаля соответствуют пятнадцати(!) техническим атмосферам. Такого давления в исправной системе смазки двигателя не бывает. Значит, она неисправна? Совершенно верно, проверяйте и при необходимости заменяйте редукционный клапан. Скорее всего, именно он окажется виновником «гипертонии».

На этом сегодня закончим. Впереди у нас разговор о других фильтрах KS – топливных, воздушных, салонных и некоторых специальных. До встречи в 2016 году.

Иллюстрации Группы Motorservice

  • Юрий Буцкий

Адрес редакции

111033 Москва, ул. Самокатная, 2а, стр.1, офис 313

На карте

Контакты

Тел.: (495) 361-1260

E-mail: отправить письмо

Социальные сети

Журнал «АБС-авто» © 2018, все права защищены