Системы очистки: какими они бывают
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». За примерами далеко ходить не надо – так очищается масло в двигателях большинства легковых автомобилей. Фильтры для них так и называют – полнопоточные.
В комбинированной системе параллельно полнопоточному фильтру включают дополнительный фильтрующий элемент или центрифугу.
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 пропускает от 1 до 10% – но с более тщательной «отбраковкой» инородных частиц. В качестве примера назовем такие цифры: тонкость отсева полнопоточного фильтра составляет около 45 мкм, а частичнопоточного – 1–3 мкм.
Испытания, проведенные в НАМИ, показали, что 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.
Полнопоточная система с неразборным фильтром (а). Полнопоточная система с разборным
фильтром (б). Комбинированная система с полнопоточным и частичнопоточным фильтрами (в)
Но вместе с тем комбинированная система очистки масла усложняет двигатель и увеличивает его стоимость. И здесь 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.
Есть такая поговорка: новое – это хорошо забытое старое. Она удивительным образом подходит к теме данного раздела. Так, принцип комбинированной очистки масла известен очень давно. В свое время наши «Победы» и «двадцать первые» «Волги» имели два масляных фильтра: полнопоточный пластинчатый и частичнопоточный картонный. Их и называли соответственно: фильтры грубой и тонкой очистки.
Первый не менялся никогда – его пластины очищались поворотом специального рычажка, после чего грязь оказывалась в нижней части корпуса и удалялась при замене масла. Второй имел сменный элемент – сейчас его назвали бы «картриджем». Именовался он АСФО – автомобильный суперфильтр-отстойник. Аналогичные решения применялись и на зарубежных автомобилях.
Эти фильтры были хороши для моторных масел того времени. А сегодня они оказалась бы неработоспособными, и вот почему. Благодаря эффективным моющим и диспергирующим присадкам уровень измельчения загрязнений в современных маслах очень высок – следовательно, посторонние частицы беспрепятственно пройдут через пластины фильтра грубой очистки и быстро забьют поры картонного элемента тонкой очистки.
Поэтому с появлением качественных масел модернизировались и системы очистки – они стали полнопоточными, а пластинчатые фильтры ушли в историю, уступив место «коллегам» с бумажной шторой.
Но комбинированные системы вовсе не канули в Лету. Когда двигатели обрели множество прецизионных узлов, комбинированный способ очистки вновь оказался востребованным – но уже на ином, более высоком уровне.
А вы, читатель, можете задать своим друзьям вопрос «на засыпку»: что общего у «Победы» с современным Mercedes? И когда те пожмут плечами или снобистски поморщатся, щегольните эрудицией: обе машины имеют комбинированные системы очистки моторного масла и два фильтра: полнопоточный и частичнопоточный.
Устройство масляного фильтра тонкой очистки
Задача МФ тонкой очистки заключается в том, чтобы улавливать мелкодисперсные примеси, снижающие эффективность моторного масла, свободно проходящие через элементы фильтра грубой очистки.
Конструктивно корпус устройства состоит из двух сваренных частей, имеет цилиндрическую форму со сферическим дном. Ко дну корпуса приварена трубка, на противоположном конце которой расположен тройник для слива масла через масляный радиатор в картер двигателя. В верхней части центральной трубки имеется калиброванное отверстие. На дне корпуса располагается впускное отверстие, к которому подсоединяется подводящая масло трубка. Также есть второе отверстие, заглушенное резьбовой пробкой, которое позволяет сливать отстоянное масло с примесями.
Центральная трубка на верхнем конце имеет резьбу, благодаря этому крышка МФ плотно притягивается к корпусу посредством гайки. Для обеспечения максимальной герметичности под крышкой размещается паранитовая прокладка, кроме этого используется специальное медное кольцо под затяжную гайку. Самой главной деталью является сам фильтрующий элемент, который бывает двух типов: ДЛСФО-3 и ЭФЛ-3. Во избежание смещения элемента вдоль центральной трубки с одной стороны его поджимает специальная пружина, которая, в свою очередь, фиксируется поджимной гайкой.
Сам фильтрующий элемент собирается путем набора картонных пластин и прокладок, далее они скрепляются специальными стяжками, которые фиксируются кольцевыми замками. Образовавшаяся кассета плотно располагается между дном и крышкой корпуса МФ. По центру крышки расположено отверстие, такое же имеется и в донной части корпуса, в них располагаются картонные сальники, которые плотно прижимаются к центральной трубке и не дают загрязненному маслу попадать во внутреннюю полость.
В МФ предусмотрена возможность смены фильтрующего элемента. Подключается фильтр параллельно масляной магистрали и пропускает через себя около 20 % от общего объема масла, которое подается специальным маслонасосом, а поступление к фильтру и отток от него осуществляется через гибкие шланги.
Попав в корпус МФ тонкой очистки, масло оказывается между пластинами и прокладками фильтрующего элемента. Попав в полость элемента, часть его проходит между пластинами и плотно прижатыми лучами прокладок, за счет чего происходит частичная фильтрация. Другая часть масла просачивается через пористую структуру пластин и прокладок, оставляя на их поверхности часть примесей, затем проходит в каналы лучей и поступает во внутреннюю область фильтрующего элемента.
В верхней части центральной трубки размещено калиброванное отверстие, через которое очищенное масло проходит из полости фильтрующего элемента внутрь трубки и далее сливается в картер двигателя. Калиброванное отверстие предназначено для ограничения потока масла в случае нарушения в конструкции фильтрующего элемента. Например, если будет нарушена плотность стяжки фильтрующих пластин и прокладок, давление внутри системы смазки может значительно снизиться, что совершенно недопустимо.
Также в масляном фильтре тонкой очистки предусмотрен механизм прогрева, эта функция крайне важна, так как холодное масло обладает высокой степенью вязкости и не способно просачиваться через фильтрующие пластины. Прогрев масла осуществляется за счет его прохождения через отверстия, расположенные в чашке сальника крышки, далее оно поступает напрямую в полость фильтрующего элемента и через калиброванное отверстие и центральную трубку стекает в картер двигателя. По мере прохождения масла корпус МФ начинает нагреваться, по данному признаку можно судить о работоспособности элемента.
Работоспособным МФ остается до тех пора, пока все полости фильтрующего элемента не будут заполнены примесями. После того как фильтрующий элемент окажется заполнен, дальнейшее использование устройства неэффективно и потребуется его замена. Эксплуатация двигателя без фильтрующего элемента не рекомендуется, так как резко возрастет уровень загрязнения в масле, что приводит к сокращению ресурса двигателя.
Ошибки замены масла и масляного фильтра в двигателе
В основном ошибки неопытных автолюбителей связаны со сроками замены масла и масляного фильтра в двигателе. Обычно человек придерживается тех сроков, которые указал производитель авто. Но ведь эти сроки были определены на основе информации, полученной во время испытания автомобиля на стенде. Причем масло использовалось то, которое поставляется на конвейер, где собирался ваш автомобиль. Но владелец машины заливает в мотор другое масло, которое подходит по параметрам. Но сколько оно прослужит в двигателе вашего авто, не знает никто.
В инструкции по эксплуатации авто написано, что нужно заливать новое масло в мотор каждые 15 тысяч километров (некоторые пишут, что 20 тысяч км). Если вы хотите сохранить двигатель, делать это необходимо гораздо чаще. Замена масла и масляного фильтра двигателя должна производиться каждые 10 тысяч километров пробега!
Некоторые считают, что когда автомобилем пользуются редко, то менять масло можно один раз в 12 месяцев. Объясняют они это тем, что если авто долго стоит, то масло может окислиться из-за попадания воздуха, и утратит свои смазочные качества. Если следовать этой логике, то если автомобиль постоянно эксплуатируется, то масло в двигателе должно быть защищено от попадания кислорода.
Очевидно, что это утверждение ошибочно, и если вы хоть немного разбираетесь в физике, то не поверите в него. Ведь масло будет окисляться постоянно, вне зависимости от того, стоит авто в гараже круглый год или вы ездите на машине каждый день. Следовательно, менять моторное масло раз в год (даже если вы не накатали и тысячу километров пробега) бессмысленно. Конечно, если вам нравится процедура замены масла и масляного фильтра двигателя, делайте ее, плохо мотору от этого не будет.
Большинство двигателей на современных автомобилях страдают «масложором». Производители знают это, но утверждают, что уровень масла в моторе вашего авто не опустится ниже минимальной отметки на щупе между заездами на техосмотр.
Они уверяют: вы можете не беспокоиться о том, какой уровень масла в двигателе на самом деле, главное регулярно проводить техосмотр. Но в реальности же, если вы не хотите потерять мотор, лучше не ждать, пока уровень масла опустится до минимально возможного. Ведь если наступит «масложор», то произойдет масляное голодание. Как следствие, двигатель отправится на капитальный ремонт в лучшем случае, а в худшем — на свалку.
Как правильно проверить уровень масла? Делать это не стоит после того, как авто всю ночь простояло в гараже. Допустим, в этом случае измеренный уровень масла будет минимальным. Но эксплуатировать машину нельзя, ведь когда вы заведете двигатель, масла, вероятнее всего, не хватит, чтобы смазать все его трущиеся поверхности.
Как только вы запустите двигатель, масло пойдет в масляные каналы, при этом масляный насос будет засасывать воздух их картера, который пересохнет. Вы сами знаете, что происходит, когда масло поступает с перебоями к трущимся поверхностям.
Масляный фильтр ваз 2107: для чего предназначен и как его менять
Это значит, что проверку уровня масла необходимо проводить на горячем моторе спустя десять-пятнадцать минут после того, как вы заглушили его. В этот момент масло не полностью опустится в картер, и вы сможете узнать с высокой точностью, какое реальное количество масла в двигателе.
Как быть, если вы выяснили, что масла практически нет в моторе? Многие владельцы авто считают, что долить масло разрешается только то, что было залито ранее. Но этот вариант идеальный. Однако если у вас нет возможности использовать такое масло, залейте смазочный состав другого бренда. Это лучше, чем вообще ничего не залить.
Важно! Масло должно быть синтетическим, если ранее было залито синтетическое (либо полусинтетическое или минеральное соответственно). Также соответствовать должна вязкость. Несмотря на то что присадки в залитом масле могут быть другие по сравнению с родным, ничего страшного с двигателем не произойдет
В любом случае мотор доживет до следующей замены масла, которая должна быть у вас по плану
Несмотря на то что присадки в залитом масле могут быть другие по сравнению с родным, ничего страшного с двигателем не произойдет. В любом случае мотор доживет до следующей замены масла, которая должна быть у вас по плану.
Масляный фильтр
Масляный фильтр со сменным фильтрующим элементом
Масляный фильтр служит для очистки масла от твердых частиц продуктов изнашивания деталей двигателя, нагара и т. п. Загрязненное масло вызывает ускоренное изнашивание двигателя и засоряет каналы смазочной системы. Масляные фильтры называют полнопоточными, если через них проходит все масло, и неполнопоточными, если через них проходит только его часть. Неполнопоточные фильтры применяют как дополнительные к основным — полнопоточным для более тонкой очистки масла. Масляный фильтр может быть сменным, и его нужно заменять новым при каждой замене масла или иметь сменный только фильтрующий элемент. В большинстве двигателей легковых автомобилей применяют полнопоточные сменные фильтры (рис. 2.43), хотя встречаются конструкции, в которых заменяют только фильтрующий элемент.
Конструкция центробежного масляного фильтра (центрифуги): 1 — корпус; 2 — колпак ротора; 3 — ротор; 4 — колпак фильтра; 5 — гайка крепления колпака ротора; 6 — упорный шарикоподшипник; 7 — упорная шайба; 8 — гайка крепления ротора; 9 — гайка крепления колпака фильтра; 10 — верхняя втулка ротора; 11 — ось ротора; 12 — экран; 13 — нижняя втулка ротора; 14 — палец стопора; 15 — пластина стопора; 16 — пружина стопора; 17 — трубка отвода масла
В смазочных системах грузовых автомобилей часто применяют по два фильтра: один — полнопоточный со сменным фильтрующим элементом, второй — неполнопоточный центробежный (центрифуга). Центробежный фильтр (центрифуга) приводится в действие за счет реактивных сил масла, вытекающего под давлением из специальных сопел (жиклеров), направленных в разные стороны. Вращающийся с большой скоростью вместе с соплами колпак, находящийся внутри корпуса фильтра, заполнен маслом, из которого за счет центробежных сил удаляются твердые частицы, которые оседают на внутренней поверхности колпака. Центробежные фильтры очень Хорошо очищают масло, но только по массовому признаку. Например, частицы сажи ими улавливаются плохо, т. к. массы сажи и масла близки по величине.
Устройство неразборного (а) и разборного (б) полнопоточного объемноадсорбирующего масляного фильтра: 1 — корпус; 2 — штора (фильтрующий элемент); 3 — перепускной клапан; 4 — противодренажный клапан; 5 — противосливной клапан; 6 — путь масла при открытии перепускного клапана; 7 — канал слива масла в картер при замене фильтрующего элемента
Фильтрующие элементы полнопоточных фильтров изготавливают из пористого материала (бумаги, пористого картона, синтетических материалов). В случае засорения пор фильтрующего элемента его пропускная способность ухудшается. Для того чтобы в главной масляной магистрали не произошло падения давления масла, внутри фильтра имеется перепускной клапан. Перепускной клапан открывается при определенном значении давления внутри фильтра и обеспечивает проход масла в двигатель, минуя фильтрующий элемент. Следует отметить, что лучше подавать в двигатель неочищенное масло, чем допустить падение давления в системе смазки. Перепускной клапан может открываться также в случае чрезмерного загустевания масла при холодном пуске двигателя. Имеются конструкции фильтров, в которых установлены два перепускных клапана. Иногда используются специальные датчики, сигнализирующие о засорении масляного фильтра. Дренажный клапан, установленный на входе в фильтр препятствует вытеканию масла из фильтра после остановки двигателя, чтобы при последующем пуске не терялось время на заполнение корпуса фильтра и двигатель не испытывал масляного голодания.
Подробнее о масляных фильтрах можно прочесть в главе Масляный фильтр подробно
Как устроены масляные фильтры?
Сменный фильтрующий элемент
Конструкция масляного фильтра двигателя достаточно сложна и от нее во многом зависит принцип работы элемента. Большинство этих изделий состоят из следующих составных частей и элементов:
- корпус цилиндрической формы;
- нижняя крышка, имеющая впускное и выпускное отверстие (когда фильтр неразборный, крышка соединяется с корпусом сваркой или вальцовкой);
- сам фильтрующий элемент, состоящий из картона, особой бумаги, войлока или прочих пористых материалов, имеющих пропитку;
- перепускной клапан масляного фильтра;
- клапан, предотвращающий слоив масла после остановки мотора (называется противодренажным);
- противосливной клапан – им оснащаются неразборные модели;
- прижимная пружина (есть у неразборных фильтров).
Устройство корпуса масляного фильтра разборной конструкции принципиально не отличается. У этих изделий есть сменный фильтрующий элемент, который можно купить отдельно, сняв герметичную крышку. Далее рассмотрим более подробно принцип работы каждого составного элемента.
Корпус с крышкой
В крышке каждого фильтра для масла есть отверстия, расположенные радиально. Через них производится подача смазочной жидкости. Она проникает внутрь в полость между корпусом и шторой (фильтрующий элемент), после чего проходит сквозь нее и в очищенном виде выходит сквозь центральное отверстие. У этого отверстия есть резьба, благодаря которой изделие накручивается на штуцер автомобильного двигателя. Обычно корпус изготавливается из стали и обладает высокой прочностью, так как должен переносить высокое давление в пределах 2-16 атмосфер.
Фильтрующий материал
Внутренний фильтрующий материал
Так называемая штора является важнейшей деталью фильтра для масла в машине. Изготавливается она из разных материалов, но чаще всего производители используют особый картон или бумагу с пропитками. Штора складывается, подобно гармошке, и закручивается, формируя многолучевую звезду. За счет этого увеличивается площадь фильтрующего элемента без расширения объемов корпуса.
Штора скрепляется металлическими кольцами, которые придают ей цилиндрическую форму и предотвращают распадание. Многие фильтры, кроме бумажной шторки, комплектуются войлочной вставкой, располагаемой по периметру. Она задерживает самые крупные частички загрязнений и продлевают ресурс основного фильтрующего материала.
Перепускной клапан
В конструкцию масляного фильтра двигателя автомобиля входит перепускной клапан. Он имеет пружинную систему и предотвращает масляное голодание, когда жидкость слишком вязкая (например, при запуске холодного мотора зимой или когда фильтр сильно забит). Клапан открывается, когда превышается пороговое давление, перенаправляя масло в мотор мимо фильтра. Необходимость установки перепускного клапана обусловлена тем, что лучше недолго смазывать мотор грязным маслом, нежели он будет минуту или более работать без смазки вовсе.
Другие элементы
Среди других деталей, входящих в устройство масляных фильтров для автомобилей, можно выделить противодренажный клапан. Он имеет вид резинового кольца, которое прикрывает впускные отверстия в корпусе. Данный клапан предупреждает вытекание масла из мотора, когда он останавливается. Есть еще противосливной клапан, называемый сервисным. Он нужен для предупреждения вытекания жидкости из фильтра, когда его меняют в мастерской.
Фильтр тонкой очистки
Фильтр тонкой очистки масла расположен с правой стороны двигателя и прикреплен с помощью кронштейна к переднему щиту радиатора.
Корпус 5 фильтра цилиндрический, со сферическим дном, сваривается из двух частей. Внутри корпуса расположена центральная трубка 4, приваренная к дну корпуса. К нижнему концу трубки приваривается тройник 20 для слива масла из фильтра, а также из масляного радиатора в картер двигателя. В верхней части центральной трубки 4 имеется калиброванное отверстие 9. В дне корпуса сделано два отверстия: одно с подводящей трубкой 2 для подвода масла и другое, закрытое резьбовой пробкой 1, для слива отстоя.
Корпус фильтра герметически закрыт крышкой 6, которая притянута специальной гайкой 8, навертывающейся на верхний резьбовой конец центральной трубки 4. Для предотвращения вытекания масла из корпуса фильтра между крышкой и корпусом установлена паронитовая прокладка 10, а под головкой гайки — медная шайба 7. Основной частью фильтра является помещенный в его корпусе стандартный фильтрующий элемент типа ДЛСФО-3 или ЭФЛ-3. Фильтрующий элемент удерживается от перемещений по высоте центральной трубки пружиной 19, прижимающей его к торцу специальной гайкой 8.
Фильтрующий элемент состоит из набора отдельных картонных деталей — пластин 13 и прокладок 14, имеющих в средней части вырезы. Пластины и прокладки заключены между металлическим дном 18 и крышкой 11, стянутыми металлическими стяжками 23. Концы металлических стяжек закреплены проволочными запорными кольцами 22. В центре дна и крышки сделаны отверстия, снабженные картонными сальниками 3, плотно обжимающими центральную трубку корпуса фильтра и не допускающими проникновение грязного масла в центральную полость элемента.
Фильтр тонкой очистки масла со сменным картонным фильтрующим элементом включен в систему смазки параллельно основной масляной магистрали. Через фильтр проходит около 20% общего количества масла, подаваемого насосом. Подвод масла к фильтру и отвод от него осуществлены с помощью гибких шлангов. Масло к нему поступает из главной магистрали и отводится в масляный картер через штуцер в крышке полости толкателей.
Масло, поступающее в корпус фильтра, проходит через зазоры между прокладками и пластинами во внутренние отсеки 15 прокладок. Далее масло частично проникает в щели, образуемые плотно сжатыми пластинами и поверхностями лучей 17 прокладок, частично фильтруется при проходе через пластины и прокладки, материал которых имеет пористую структуру, и затем попадает в каналы 16 луча, соединенные с центральной полостью элемента. Часть находящейся в масле грязи оседает в отсеках 15 прокладок во время прохождения через них масла, а часть задерживается по пути просачивания масла сквозь пластины и прокладки, а также по пути просачивания масла между пластинами и лучами прокладок.
Очищенное масло, поступившее в центральную полость элемента, проходит через калиброванное отверстие 9 внутрь центральной трубки 4 корпуса фильтра и стекает в картер двигателя. Назначение калиброванного отверстия — ограничить количество масла, проходящего через фильтр, при случайном нарушении плотности стяжки набора элемента и предотвратить возможное при этом падение давления в системе смазки.
Холодное масло из-за его большой вязкости не продавливается через фильтрующий элемент Для быстрого прогрева фильтра после пуска двигателя в чашке сальника крышки сделано шесть отверстий 21. Неочищенное масло, поступающее через эти отверстия, стекает в центральную полость элемента и через калиброванное отверстие, находящееся в трубке, стекает в картер. Но нагреву элемента можно судить о том, работает ли он или нет: если корпус фильтра при работающем двигателе горячий, фильтр функционирует нормально.
В фильтре тонкой очистки масла задерживаются мельчайшие частицы продуктов износа и смолистые вещества, находящиеся в масле. Таким образом обеспечивается многократная циркуляция масла, находящегося в масляной магистрали, через фильтр тонкой очистки и удаление из масла загрязнений, образующихся в процессе работы двигателя и попадающих извне. В результате удаления указанных примесей уменьшается износ деталей двигателя и увеличивается срок службы масла.
Очистка масла продолжается до заполнения грязью всех отсеков элемента, после чего фильтрация практически прекращается и отработавший фильтрующий элемент должен быть заменен новым. Для удаления фильтрующего элемента из корпуса фильтра (при замене) на крышке элемента имеется проволочная ручка. Эксплуатация двигателя без фильтрующего элемента в корпусе фильтра не рекомендуется.
