Как работает масляный фильтр в автомобиле
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:
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:
Помимо этого различают:
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.
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:
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:
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.
Вот как устроен масляный фильтр двигателя
Вот почему моторное масло и фильтры настолько уникальны.
Наверняка, если вы даже не разбираетесь в устройстве автомобиля, вам знакомо что такое моторное масло и масляный фильтр. Многие из вас также знают какую роль выполняют моторное масло в машине? Но к сожалению, не многие знают, что делает масляный фильтр двигателя? Зачем он нужен и почему так важно выбирать качественные оригинальные фильтры или их качественные аналоги?
Вы не поверите, но масляный фильтр в автомобиле имеет интересное устройство, которое ничего общего не имеет с фильтрами для воды, как думают некоторые автолюбители. Сегодня мы решили подробно поговорить об этом компоненте в автомобиле, которому, к сожалению, владельцы автомобилей часто уделяют не достаточное внимание.
Сегодня на рынке существует большой выбор, как моторных масел, так и фильтрующих элементов. И если к маслу большинство из нас относятся внимательно, тщательно выбирая какое масло приобретать, то при выборе масляных фильтров многие считают, что не столь важно какой масляный фильтрующий элемент будет стоять на машине. Ведь для нас главное это масло. Но это ошибка, так как только качественный фильтр может обеспечить вашему двигателю хорошую смазку.
В первую очередь мы хотим отметить, что не все масляные фильтры для двигателя одинаковы. На рынке существует огромное количество брендов, которые выпускают эти фильтрующие автомобильные элементы, в различных исполнениях (разные внутренние элементы и конструкция).
Как правило стоимость фильтра зависит от компании, которая его производит и от его внутреннего устройства. В итоге, чем дороже внутренние компоненты фильтров, тем больше они стоят в автомагазинах.
Вот интересный англоязычный видеоролик, в котором его автор рассказывает нам о различиях современных масляных фильтров для двигателей. Благодаря этому ролику вы сможете узнать, чем отличаются фильтры друг от друга. Если не знаете английский язык включите субтитры и их перевод.
К сожалению, как мы уже сказали, многие автолюбители уделяют внимание масляному фильтру в своем автомобиле недостаточное внимание, считая, что он как фильтр для воды, который можно менять не вовремя. Но фильтр для двигателя намного сложнее, чем фильтр для воды и выполняет в машине важную задачу.
Дело в том, что внутри двигателя не должно находится мелких частиц грязи, частиц металла и т.п., которые, попав между трущимся деталями мотора, могут привести к выходу его из строя.
Откуда же в двигатели может появится грязь? На самом деле источников загрязнения двигателя много. Все мы знаем, что внутренние компоненты двигателя состоят из металла. Большинство внутренних деталей силового агрегата механически взаимодействуют друг с другом во время работы двигателя. К сожалению, это приводит к износу деталей и образованию металлической стружки.
Именно для того чтобы уменьшить трение компонентов двигателя и используется моторное масло, которое снижает износ деталей. Но все мы знаем моторное масло не вечно и уже через 5000-15000 км теряет свои защитные свойства и не обеспечивает внутренним компонентам двигателя достаточную смазку.
В итоге в масле начинают образовываться мелкие частицы износа металлических элементов (стружка и т.п.). Появление мелких частиц в масле еще больше способствуют быстрому износу мотора.
Также внутрь двигателя может попадать и грязь, песок. Например, песок может попасть в двигатель из-за поврежденной системы впуска воздуха.
В том числе, грязь в мотор может попасть через масляный щуп, а также из поврежденного, изношенного воздушного фильтра. Особенно вы рискуете загрязнить двигатель если используете неоригинальный подозрительно дешевый фильтр, который произвела мало кому известная компания. Кроме того, грязь также может попасть через воздушный фильтр, который не соответствует заводским размерам.
К счастью для того чтобы защищать двигатель от грязи, песка и частиц металла, в автопромышленности придумали использовать систему очистки моторного масла от различных посторонних фракций. Это и происходит за счет масляного фильтра.
Вот почему вы должны при выборе масляного фильтра отнестись к этому процессу очень серьезно, а также помнить, что нельзя затягивать с плановой заменой этого элемента. И естественно при смене масла не думайте о том, чтобы оставить старый фильтр. Ведь фильтр также не вечен и быстро загрязняется.
Как работают масляный фильтр
Масляный насос вашего двигателя вталкивает моторное масло в фильтр, который герметично крепится к корпусу масляного фильтра двигателя.
Давление, генерируемое масляным насосом, достаточно, чтобы масло под давлением попадало через радиальные отверстия внутрь масляного фильтра, где находится обратный клапан с обратным ходом. То есть, давление масла открывает клапан фильтра и жидкость попадает внутрь фильтрующего элемента.
Внутри фильтра моторное масло попадает в металлический цилиндр с отверстиями (основание фильтра), за которыми находится синтетические или бумажные складчатые волокна (в зависимости от типа, марки и стоимости масляного фильтра), которые и выполняют главную задачу фильтрации масла, задерживая грязь, частицы металла и другие мелкие фракции, которые появляются в масле в процессе эксплуатации автомобиля.
Также в качестве фильтрующего элемента внутри масляного фильтра в последние годы некоторые производители стали использовать пластиковые складчатые структуры, которые намного лучше справляются с очисткой масла от грязи. Кроме того, такие фильтра более долговечны.
Клапан с обратным ходом, показанный ниже, позволяет задерживать масло в двигателе, когда машина не работает. Этот односторонний обратный клапан представляет собой силиконовую или нитриловую мембрану, которая и не дает жидкости свободно выливаться вниз.
Также этот клапан, удерживая масло в системе, позволяет при запуске двигателя почти мгновенно получить нужное давление масла в системе, для эффективной смазки (т.е. вы рискуете что запустите мотор на «сухую»).
Этот клапан, например, также может сделать так, чтобы моторное масло обходило фильтрующий картридж, протекая без фильтрата.
Почему же в фильтре может увеличится давление масла? Все дело в том, что если, например, фильтр сильно засорился грязью или уже долгое время используется в автомобиле, то масло не сможет течь так быстро как раньше.
В итоге в системе образуется избыточное давление.
Кроме того, давление в фильтре может вырасти из-за увеличения вязкости моторного масла (особенно в холодных погодных условиях).
Чтобы снизить давление и используется байпасный клапан. В этом случае клапан открывается и моторное масло начинает циркуляцию в обход фильтрующего картриджа фильтра.
В результате такой системы обеспечивается достаточная смазка двигателя в любых условиях.
Также внутри масляного фильтра расположена листовая или цилиндрическая пружина, которая помогает клапану с обратным ходом удерживать герметичность фильтра предотвращая вытекание масла из системы, когда машина стоит с выключенным мотором.
Еще одна важная вещь любого масляного фильтра, это его рейтинг эффективности. Помните, что не все фильтры одинаково и соответственно одинаково справляются с очисткой масла. Поэтому в мире существует специальный рейтинг эффективности масляных фильтров.
Обычно подобный рейтинг эффективности фильтров основан на их способности удерживать определенный процент частиц грязи (как правило размером
20 микрон) в течение определенного периода времени.
Так что, как видите, масляные фильтры интересны по своему устройству, и выполняют очень важную роль в автомобиле. Так что не советуем вам забывать об этом важном компоненте вашей машины. Меняйте фильтр вовремя, вместе с моторным маслом.
Также не советуем вам использовать дешевые масляные фильтры, которые, скорее всего, будут не эффективны при очистке масла от грязи, а также не смогут служить долгий срок.
Если вы хотите еще узнать, как работают масляные фильтры в автомобилях, то вот вам еще несколько интересных видео:
Мы убедили вас что автомобильные масляные фильтра удивительны и очень важны в любом автомобиле оснащенный двигателем внутреннего сгорания?
Фильтр масляный: устройство и принцип работы
Система смазки двигателя внутреннего сгорания является одним из важнейших решений в устройстве ДВС. При этом циркулирующее по системе моторное масло защищает детали от сухого трения, предотвращая быстрый износ, перегрев и заклинивание.
Также масло очищает двигатель и накапливает в себе продукты естественного износа. Чтобы такие загрязнения дальше не циркулировали по системе, в систему дополнительно интегрирован так называемый масляный фильтр (oil filter).
При этом основными задачами, которые выполняют фильтры масляные, являются:
С учетом таких особенностей важно знать, как работает фильтр для масла, когда менять масляные фильтра, а также какой масляный фильтр лучше выбрать для замены. Подробнее читайте в нашей статье.
Устройство масляного фильтра
Чтобы понять, где стоит масляный фильтр двигателя и как он выглядит, на подавляющем большинстве авто достаточно открыть капот и заглянуть на переднюю или боковую часть двигателя в нижней части.
Обычно фильтр очистки масла представляет собой металлическую «колбу» с внутренней резьбой и накручивается на специальный шток масляного фильтра (шток имеет наружную резьбу). В месте прилегания фильтра к двигателю также на корпусе фильтра обычно установлена резиновая прокладка.
Устройство масляного фильтра двигателя следующее:
Обратите внимание, некоторые автомобили имеют несъемный масляный фильтр. Если точнее, корпус таких фильтров не снимается, при этом параллельно замене моторного масла в двигателе меняется только картридж масляного фильтра. При этом такие решение менее распространено по сравнению с фильтрами, которые накручиваются по резьбе на специальный шток и меняются целиком.
Дренажный клапан (противодренажный) необходим для того, чтобы удерживать «столб» масла в заборной магистрали уже после того, как двигатель остановлен и маслонасос не работает. В результате масло на заглушенном двигателе не стекает в поддон полностью, что позволяет сразу подать смазку в мотор после запуска силового агрегата (исключено масляное голодание в первые секунды после пуска ДВС).
Как работает маслофильтр
В целом, система смазки двигателя на большинстве моторов и принцип работы масляного фильтра не отличаются сложностью.
Рекомендации
Территория заблуждений, или мифы о масляных фильтрах.
Есть такая передача на российском телеканале РенТВ, называется «Территория заблуждений». Так вот, общаясь в комментариях к своей предыдущей записи о размере масляных фильтров (см. Высокие технологии или экономия?), я с удивлением обнаружил, что несмотря на простейшую конструкцию масляного фильтра, на эту тему можно снять отличный сюжет для указанной передачи. Ну или, как минимум, для известных всем «Разрушителей мифов» с телеканала «Дискавери».
Предыстория вопроса, побудившая меня взяться за написание данной статьи. Приведу фрагменты двух диалогов из переписки в комментариях между мной и коллегами по drive2. Текст переписки привожу не полностью, а только чтобы выделить основную суть.
Коллега1: Про масляный фильтр:
— какое давление масла в системе и при каких оборотах двигателя?
— какое давление открытия перепускного клапана в фильтре?
— какое время (в %) масло проходит через фильтр?
— что фильтрует фильтр в масле?
Правильно ответив на вопросы, станет понятнее почему фильтр маленький 🙂
Я: Намек на то, что клапан почти всегда открыт?
Коллега1: «клапан почти всегда открыт?» Верно. В зависимости от усталости двигателя, клапан открыт от ХХ…
Я: На масляных форумах пишут, что играет роль не давление в системе, а перепад давления в фильтре.
Коллега1: Распилите фильтр, осмотрите фильтрующий элемент. Давление на 3000 об\мин от 2,4 до 5,3 кг/см! Подумайте об объёмной подаче масла на 3000 об\мин около 30 л.\мин. Посмотрите ещё раз на фильтрующий элемент 🙂 «перепад давления в фильтре» — это как?
Коллега1 (чуть позже): Как вариант: через фильтр постоянно прокачивается масло. А клапан не отсекает полностью, а перенаправляет ту часть масла, которую не может пропустить через себя, в обход его.
На этом я остановил дальнейшую дискуссию и предложил вернуться к ней в отдельной статье.
Коллега2: Вся разница только в качестве фильтрующего элемента. Размер значение тоже имеет — элементарно по конструктивным размерам. Например, для удобства обслуживания (большой фильтр может не втиснутся в узкое пространство). А вот уходить от стандартного к более большему, вообще может быть губительным для движка.
Я: С качеством все понятно. А чем может навредить двигателю фильтр большего размера, чем оригинальный? В чем основной вред?
Коллега2: Масло фильтроваться не будет вот и все. Клапан там есть. Посмотри вовнутрь фильтра.
Я: Просьба пояснить чуть подробнее, почему масло не будет фильтроваться в более крупном фильтре по сравнению со стандартным и как на это влияет клапан. Устройство фильтра я представляю, так как периодически распиливаю отработанные фильтры разных марок.
Коллега2: Распиливать фильтры и не изучить принцип работы))) забавно! Фильтра сам менял? Когда фильтр снимал с движка, трубку видел? Которая торчит из проема колодца масляного фильтра. В этой трубке отверстие — суть масляный канал. А почему нужно фильтр крутить до определенного упора и чуть назад? Для того чтобы канал открыл клапан и масло шло через фильтрующий материал. А клапан может сидеть ближе или глубже от основания фильтра. Представим ситуацию: ставишь большой фильтр и клапан глубоко… Что будет? Правильно! Масло попадет в корпус масляного фильтра, но не будет проходить через фильтрующий элемент!
На этом моменте я также остановил дальнейшую дискуссию.
Коллега3 (подключился к дискуссии): Сомнительная версия. Я тоже распилил немало фильтров. Ни на одном не видел, чтобы клапан открывался трубкой. Также впервые вижу про «до упора и чуть-чуть назад».
Коллега2: Мы вчера с Петровичем этот вопрос обсуждали. Сошлись на том что он внимательно изучит и напишет развернутую статью. Я действительно несколько ошибся с функцией клапана, но тем не менее он не просто так там задуман. Что касается затяжки фильтра — это как «ЖИ — ШИ» для первоклассника. Прикручиваем фильтр до упора и на 3/4 оборота назад. В любом мануале для начинающих описано.
Если вы заметили, я намеренно не стал спорить и с пеной у рта отстаивать свою точку зрения, тем самым провоцируя так называемый «срач». Но думаю, что для многих читателей, из приведенных выше диалогов стало понятно, что существует реальная необходимость разобраться, как все-таки устроен и работает масляный фильтр, а также как его правильно устанавливать.
Чтобы не превратить статью в поток сумбурных мыслей, давайте структурируем проблему и выделим ключевые вопросы, которые нам необходимо рассмотреть. Я увидел в комментариях два серьезных заблуждения:
Заблуждение 1: Перепускной клапан в масляном фильтре открыт на любых оборотах двигателя, чуть превышающих обороты холостого хода (1500+ об./мин.), поэтому размер фильтровального элемента не столь важен, так как все равно масло большую часть времени идет в обход и не фильтруется.
Заблуждение 2: Резьбовой патрубок, расположенный на двигателе, при закручивании фильтра нажимает на некий клапан в фильтре, при этом клапан открывает масляный канал для поступления масла в двигатель. Поэтому фильтр не должен быть больше стандартного, чтобы патрубок мог достать до клапана. По этой же причине фильтр после закручивания следует открутить обратно на 3/4 оборота, иначе клапан не откроется.
Если заблуждение насчет того, что происходит внутри фильтра при работе двигателя, ничем фатальным, в принципе, не грозит, то неправильная установка фильтра, да еще вызванная заблуждением насчет его устройства, может привести к потере масла и поломке двигателя.
Поэтому сегодня мы рассмотрим следующие вопросы:
Вопрос 1: Как устроен типовой неразборный автомобильный фильтр очистки масла, какие функции выполняют отдельные элементы фильтра.
Вопрос 2: При каких условиях открывается перепускной клапан в масляном фильтре и в чем важность этого клапана.
Вопрос 3: Как правильно следует устанавливать и затягивать масляный фильтр.
Сразу предупреждаю непримиримых борцов с «диванными экспертами», что я не гидравлик, не претендую на статус эксперта по фильтрам и рассматриваю данные вопросы как обыкновенный практикующий автолюбитель, имеющий техническое образование. Свои мысли я не преподношу как «луч света в темном царстве», а лишь хочу более подробно разобраться в данном вопросе и поделиться этой информацией с такими же коллегами-автолюбителями.
Наверняка среди читателей есть люди, гораздо более профессионально владеющие этой тематикой, прошу их также высказаться, поправить меня, если я в чем-то не прав, и поучаствовать в общей дискуссии. Я же буду подходить к своим объяснениям просто, по рабоче-крестьянски, с точки зрения простой бытовой логики. Также прошу прощения у специалистов, если буду применять неправильную терминологию.
1. Устройство масляного фильтра.
Все современные неразборные масляные фильтры имеют примерно одинаковую конструкцию, которая представлена на рис. 3 ниже. Элементы фильтров разных производителей и марок авто могут немного отличаться как конструктивно, так и их расположением в корпусе фильтра, но их состав и принцип работы практически во всех случаях совершенно одинаковый.
Конструкция такого фильтра очень простая, масло поступает из двигателя в фильтр через несколько отверстий, расположенных по окружности крышки фильтра, затем проходит через фильтрующий элемент и, уже очищенное, поступает обратно в двигатель через центральное резьбовое отверстие. Также в фильтре предусмотрено два клапана — противодренажный и перепускной, мы подробно рассмотрим их работу чуть позже.
Для иллюстрации, ниже представлены фото масляных фильтров, распиленных с целью изучения их внутренностей. Я и сам вскрываю отработанные фильтры, но для этой записи многие фото фильтров были взяты с сайта oilchoice.ru, с разрешения администратора сайта GubkinS . На данном сайте представлен не один десяток распиленных фильтров, с качественными фотографиями, поэтому я и решил их оттуда позаимствовать. Чтобы наилучшим образом проиллюстрировать тот или иной элемент фильтра, я отобрал фотографии разных фильтров, а не какого-то одного.
Вскрыв масляный фильтр, мы видим, что корпус фильтра состоит из тонкостенного металлического стакана, который сверху закрыт завальцованной толстостенной металлической крышкой. По периметру крышки расположено несколько отверстий, по которым неочищенное масло поступает в фильтр. Центральное резьбовое отверстие служит для выхода очищенного масла из фильтра и одновременно для крепления фильтра к двигателю. Фильтр прикручивается к резьбовому патрубку, расположенному на двигателе. С наружной стороны крышки установлено резиновое уплотнительное кольцо прямоугольного, круглого или полукруглого профиля, которое обеспечивает герметичность соединения фильтра с двигателем (фото 4).
Основной объем фильтра занимает фильтровальная катушка. В большинстве случаев, катушка представляет из себя внутреннюю обойму из перфорированного металлического листа с отверстиями для прохода масла, вокруг которой располагается фильтровальный материал (фото 5). Как правило, катушка имеет верхнюю и нижнюю металлические крышки, хотя встречаются конструкции и без крышек.
В качестве фильтровального материала часто используют фильтровальную бумагу, но иногда используется и нетканый волокнистый материал. Фильтровальная бумага, для увеличения площади фильтрации, укладывается гофрами. Гофры обычно ровные, но некоторые фирмы, для увеличения площади фильтрования, еще дополнительно укладывают бумагу шевроном, как, например, в фильтрах Purflux.
Чтобы катушка не болталась внутри фильтра, снизу ее обычно поджимает пружина. Пружины применяются как спиральные, так и пластинчатые. Иногда пружина отсутствует, а ее роль выполняет упругий противодренажный клапан.
Также в конструкции большинства масляных фильтров предусмотрены два клапана.
Входные отверстия для масла в крышке фильтра закрыты изнутри противодренажным клапаном. Этот клапан видно при наружном осмотре фильтра. Обычно он представляет собой эластичное кольцо из обычной или силиконовой резины, хотя встречаются и более сложные конструкции с использованием пружин.
Вне зависимости от конструкции, противодренажный клапан выполняет две основные функции.
Во-первых, если фильтр расположен не строго вертикально отверстиями вверх, этот клапан не позволяет маслу стекать из фильтра в поддон двигателя, когда двигатель остановлен. Благодаря этому, двигатель не испытывает масляного голодания из-за пустого фильтра во время пуска после длительной остановки.
При подаче масла снаружи, под воздействием потока масла, клапан отгибается и пропускает масло внутрь, но обратно он масло пропускать не должен, даже если фильтр расположен отверстиями вниз.
Вторая функция противодренажного клапана — не допускать перетока масла из полости с грязным маслом (с наружной стороны фильтровальной катушки) в полость с очищенным маслом (внутрь центральной обоймы). Т.е. клапан герметизирует изнутри крышку фильтра и изолирует центральное выходное отверстие от расположенных по периферии входных отверстий.
Таким образом, чтобы дренажный клапан был герметичным и сохранял эту герметичность в широком диапазоне температур, важен материал клапана, его температурные свойства и эластичность, а также насколько аккуратно он изготовлен. По собственным наблюдениям, лучше всего работают при различных температурах клапаны из силиконовой резины, им нипочем ни мороз, ни горячее масло. Наиболее аккуратно изготовлены клапаны в фильтрах известных фирм. Дешевые фильтры редко могут похвастаться и тем, и другим, клапаны в них обычно изготовлены неказисто и из обычной резины. Поэтому если хотим сэкономить, то лучше это делать в теплое время года, так как на морозе резиновый клапан дубеет. Встречаются вообще фильтры без клапанов, их лучше избегать.
Второй клапан — перепускной. Он обычно расположен с другой стороны катушки, хотя встречаются и фильтры с клапанами, расположенными с одной стороны, но это скорее редкость.
Перепускной клапан позволяет направлять масло в обход фильтровального материала напрямую в двигатель, без очистки. Открываясь, клапан пропускает масло сразу к выходу из фильтра. Поэтому его иногда еще называют байпасный, от английского слова bypass (обход). Чуть ниже мы вернемся к более подробному рассмотрению принципа работы этого клапана.
Конструктивно перепускной клапан представляет собой подпружиненную тарелку, которая перекрывает отверстие в торце катушки. От жесткости пружины зависит давление, при котором открывается клапан. Материал тарелки может быть металл, пластик, резина. Основные требования к клапану, чтобы он работал четко, без заеданий и надежно герметизировал отверстие в крышке катушки.
Обычно перепускной клапан расположен с внутренней стороны крышки катушки, но встречаются также конструкции с внешним расположением клапана, а также когда клапан встроен в пластинчатую пружину, которая поджимает катушку. На фото ниже представлены перепускные клапаны различных конструкций. Иногда встречаются фильтры, в которых производитель экономит и не устанавливает перепускной клапан.
2. Принцип работы перепускного клапана и условия, при которых он открывается.
Как уже отмечалось выше, перепускной клапан открывается только при возникновении определенных условий. Большую часть времени работы двигателя он закрыт, так как при его открытии фильтр перестает выполнять свои фильтрующие функции и просто передает в двигатель неочищенное масло, минуя фильтрующий элемент.
Работа фильтра в режиме фильтрации и работа в байпасном режиме показаны на рисунках 14 и 15 ниже.
Условные обозначения на рис 14:
1 — корпус фильтра.
2 — резиновая прокладка на крышке фильтра.
3 — противодренажный клапан.
4 — фильтровальная катушка.
5 — перепускной клапан.
Теперь вернемся к ошибочному мнению, что перепускной клапан при работе двигателя почти всегда открыт. Это заблуждение возникает из-за того, что в большинстве фильтров перепускные клапаны рассчитаны на давление открытия, редко превышающее 2.5 бар, а чаще в диапазоне 0.8-1.5 бар. Например, в масляном фильтре MANN W820, клапан рассчитан на давление открытия 1.0 бар.
При этом масляный насос при работе двигателя в штатных режимах нагнетает гораздо большее давление в масляной системе, в диапазоне 2.5-5.5 бар (цифры примерные и различаются для разных типов и марок двигателей). Исходя из этих цифр, часть автовладельцев делает вывод, что раз давление в масляной системе постоянно выше давления открытия перепускного клапана, то значит, и он большую часть времени находится в открытом состоянии. В этом и есть главное заблуждение, и давайте на простых примерах покажем, что это не так.
Чтобы понять, как будет вести себя клапан, сначала рассмотрим две граничные ситуации. Так как мы уже рассмотрели устройство масляного фильтра, то представим себе, что в нем все осталось как было, но мы удалили фильтровальный материал. То есть катушка теперь имеет лишь металлический каркас, и не оказывает никакого сопротивления потоку жидкости, гидравлическое сопротивление катушки равно нулю. Как в этом случае будет происходить движение масла? Думаю, даже далекому от техники человеку будет понятно, что жидкость (масло) будет двигаться по пути наименьшего сопротивления. То есть если катушка не оказывает никакого сопротивления потоку жидкости, то при любом, даже самом большом абсолютном давлении в системе смазки, масло пойдет через катушку, минуя перепускной клапан. Потому что для открытия клапана нужно определенное усилие (давление), а для прохода через голую катушку усилие не требуется, и в итоге масло пойдет через фильтр прямотоком. В этом случае потоки масла будут направлены через катушку, как показано на рис. 14.
Теперь давайте рассмотрим другую граничную ситуацию, полностью противоположную. Представим, что мы заменили фильтровальную бумагу на металлическую ленту. То есть заварили катушку наглухо, и теперь она совсем не пропускает масло, гидравлическое сопротивление катушки равно бесконечности. Куда в этом случае двинется поток масла? Правильно, по пути наименьшего сопротивления, то есть через перепускной клапан. В этом случае, если давление масла на входе в фильтр превысит давление открытия клапана, то масло пойдет через клапан, преодолевая сопротивление пружины клапана. В этом случае в двигатель будет поступать масло, пусть и неочищенное.
То есть, перепускной клапан выполняет роль «спасителя» двигателя от масляного голодания, если по каким-либо причинам фильтровальная катушка перестала пропускать масло. Если же клапан будет рассчитан на давление, превышающее возможности масляного насоса, то в этом случае масляный фильтр ни при каких условиях не будет пропускать через себя масло и превратится по сути в заглушку, которая оставит двигатель без масла. Именно поэтому важно, чтобы клапан открывался при определенном давлении, так как от его правильной работы будет зависеть, когда в двигатель будет поступать очищенное масло, а когда неочищенное, и не превратится ли фильтр в губительную для двигателя заглушку. Данная ситуация проиллюстрирована на рис. 15.
Из рассмотренных выше примеров мы увидели, что для открытия перепускного клапана важно не то, какое давление развивает масляный насос, а успевает ли фильтровальная катушка пропускать через себя масло, чтобы клапан не открылся раньше времени. То есть, клапан открывается не от абсолютного давления в системе, развиваемого масляным насосом, а от перепада давления на входе в фильтр и на выходе из него.
Если катушка по мере загрязнения начинает хуже пропускать масло, то ее гидравлическое сопротивление будет расти, соответственно возрастет и перепад давления на входе и выходе катушки, в итоге в определенный момент времени откроется перепускной клапан. Эта ситуация может также возникнуть, если масло имеет большую вязкость и не успевает достаточно быстро прокачиваться сквозь фильтровальный материал, например, при холодном пуске двигателя в мороз. В этом случае клапан открывается, и густое масло поступает в двигатель напрямую, неочищенным. Как только масло прогреется, его вязкость уменьшится и катушка начнет нормально пропускать масло, перепускной клапан закроется, так как в нем больше нет необходимости.
Аналогично, если двигатель вдруг резко наберет обороты, например, при резком нажатии на акселератор, то давление в масляной системе резко возрастет, и в этих переходных режимах фильтрующий материал может не справиться с прокачкой резко возросшего объема масла, то в этом случае также откроется перепускной клапан и тем самым обеспечит двигатель маслом.
Во всех остальных случаях клапан остается закрытым при любом абсолютном давлении в масляной системе, так как масло идет по пути наименьшего сопротивления, то есть через фильтровальный материал.
Резюмируя, перепускной клапан срабатывает лишь при ограниченном количестве условий. Он не позволяет двигателю остаться без масла, когда фильтрующий элемент забивается продуктами износа, а также когда масло густое и плохо прокачивается через фильтрующий элемент (например, в морозы), или же в переходных режимах работы двигателя (например, при резком наборе оборотов). В этих случаях перепускной клапан открывается и в двигатель поступает неочищенное масло в обход фильтровального материала. Как говорится, лучше подать в двигатель неочищенное масло, чем оставить двигатель вообще без масла. Поэтому важным параметром является перепад давления, при котором открывается перепускной клапан. Клапан не должен открываться слишком рано, чтобы фильтр выполнял свою фильтрующую функцию, и не должен открываться слишком поздно, чтобы не оставить двигатель без масла.
Есть интересная статья в сети, «Эксперимент читателя ABW.BY: масляный фильтр работает всего 2500 километров?» www.abw.by/novosti/experience/183246/, после которой я решил менять фильтры почаще. В первую очередь это касается дешевых фильтров, в которых производитель экономит на всем. Поэтому для себя я решил менять масляный фильтр каждые 5 ткм пробега, особенно при тяжелых условиях эксплуатации, и избегать дешевых фильтров с небольшим ресурсом.
Итак, мы разобрались с устройством и принципом работы масляного фильтра. Как видите, в устройстве фильтра нет ничего сложного, состоит он всего из нескольких деталей, а принцип его работы тоже очень простой.
3. Правильная установка масляного фильтра.