Работа масляного фильтра

Petrovich35 ›
Блог ›
Территория заблуждений, или мифы о масляных фильтрах.

Всем привет!

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.

——————————————————- Диалог 1 ——————————————————-

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… ~1500 об/мин.

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.

——————————————————- Диалог 2 ——————————————————-

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.

3. Устройство автомобильного фильтра очистки масла.

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).

Полный размер4. Корпус и крышка масляного фильтра.

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.

Полный размер5. Устройство фильтровальной катушки.

6. Различные виды фильтровального материала.

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.

Полный размер7. Пружина.

Полный размер8. Разновидности пружин.

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.

Полный размер9. Противодренажный клапан.

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.

Полный размер10. Расположение противодренажного клапана.

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.

Полный размер11. Перепускной клапан.

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.

Полный размер12. Примеры перепускных клапанов.

Полный размер13. Примеры расположения перепускного клапана.

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.

14. Работа фильтра в режиме фильтрации.15. Работа фильтра в байпасном режиме без фильтрации.

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.

16. Масляный фильтр MANN W820.

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.

Полный размер17. Типовое устройство масляного фильтра.

3. Правильная установка масляного фильтра.

Переходим к следующему вопросу. Большинство современных масляных фильтров имеют неразборную конструкцию и устанавливаются на двигатель путем накручивания на приемный резьбовой патрубок системы смазки двигателя (фото 18).

18. Площадка для установки масляного фильтра.

Почему так важно, чтобы масляный фильтр был затянут с определенным усилием, и не был ни недотянут, ни перетянут?

Если фильтр будет недотянут, при работе двигателя масло под давлением будет выдавливаться через неплотно прилегающую прокладку. Двигатель будет терять масло и в итоге останется совсем без масла, а может, и без фильтра, который открутится по дороге.

Если же фильтр затянуть слишком сильно, «со всей дури», то, во-первых, можно банально сорвать резьбу на приемном патрубке, а во-вторых, так деформировать или выдавить прокладку, что она опять же начнет пропускать масло. Поэтому на большинстве масляных фильтров различных производителей нанесены либо текстовые инструкции, либо картинки, как правильно устанавливать фильтр. Все они примерно одинаковые:

1. Смазать моторным маслом поверхность прокладки (это требуется для того, чтобы прокладка скользила по посадочной поверхности двигателя, не сминаясь и своим трением не создавая иллюзии достаточного момента затяжки).

2. Закрутить фильтр от руки до касания прокладкой посадочной поверхности (то есть с этого момента дальнейшее закручивание фильтра будет обжимать прокладку).

3. Произвести окончательную затяжку, довернув фильтр еще на 3/4 оборота. На некоторых фильтрах указывают момент затяжки, также я встречал рекомендации довернуть на 4/5 оборота или 1 полный оборот, но чаще всего фигурирует 3/4 оборота. То есть, примерно одного оборота с момента касания прокладкой посадочной поверхности будет достаточно для правильной затяжки фильтра. Тем самым обеспечивается требуемая герметичность соединения.

Примеры таких инструкций на фото 19. Ни о каком затягивании с последующим обратным откручиванием фильтра я рекомендаций не встречал, да это и так должно быть понятно, что открутив почти на оборот назад, мы получим совершенно незатянутый фильтр. Если кто-то все равно сомневается, обратите внимание на стрелки на картинках, в каком направлении требуется доворачивать фильтр.

Полный размер19. Инструкции производителей по правильной установке масляных фильтров.

Также, после рассмотрения устройства и принципа работы масляного фильтра, становится очевидным, что усилие затяжки фильтра и длина резьбового приемного патрубка двигателя никак не связаны с работой клапанов фильтра.

На этом все, надеюсь, данная запись помогла разобраться еще с частью околоавтомобильных мифов.

Всем хорошего дня, до связи!

Полный размер20.

Как работает и устроен масляный фильтр. Разберем обычный автомобиль, его двигатель. Плюс подробное видео

Масляный фильтр, это очень важная составляющая любого двигателя автомобиля. НЕ смотря, на простоту конструкции, этот элемент продлевает жизнь силового агрегата как минимум в три раза, он банально очищает масло, а также убирает (я бы сказал — аккумулирует) всю грязь из двигателя (стружку, копоть, нагар и т.д.). Но многие из нас с вами не знают — как он работает, как он устроен. Сегодня я постараюсь убрать этот пробел, расскажу «что и как», конечно же будет текстовая версия, плюс видео …

Если хотите масляный фильтр это печень автомобиля, именно он собирает все вредные вещества в двигателе, которые однозначно образуются в процессе работы. Если вы думаете что грязи просто не откуда браться, то вы ошибаетесь, стружка возникает в любом случае, от притирания металлических деталей, таких как – кольца поршней, вкладыши коленвала, клапана и т.д. Конечно металл очень прочный, да его еще и масло смазывает, однако микростружка все равно появляется от повышенных оборотов, нагрузки и прочего. Также от температуры масло пригорает, в масле начинает появляться грязь. Все это также отрицательно влияет на ресурс двигателя в целом.

Стоит отметить, что если бы не было масляного фильтра, то ресурс силового агрегата, снизился бы как минимум в 2 – 3 раза.

Так что ставить и главное вовремя менять его обязательно! ЗАПОМНИТЕ – долговечность мотора зависит от этого элемента, можно сказать напрямую.

Типы масляных фильтров

Стоит отметить, что на современных авто, фильтрующие элементы могут быть неодинаковы. Я сейчас не имею в виду сам принцип фильтрации, я имею в виду исполнение.

Могут быть:

  • В металлическом отдельном корпусе, такие обычно прикручиваются к двигателю. Они имеют свой корпус, не зависимый от корпуса силового агрегата. Это самый распространенный тип.

  • Просто фильтрующий элемент или погружной фильтр. Он устанавливается в специальные «стаканы» либо как еще называют «чашки». То есть его туда погружают отсюда и название. Здесь нет своего корпуса, то есть меняется сам «картридж», который собрал грязь. Такие варианты также имеют место быть, однако они не так распространены, хотя в последнее время все больше производителей смотрят в эту сторону. Все потому что «стакан» можно сделать и пластиковый, а ведь это реально экономия.

Какой вариант лучше, сейчас выяснять не будем, возможно будет отдельная статья, сейчас все же хочется поговорить именно – как работает фильтрующий элемент, но для начала давайте подумаем из чего он состоит.

Из чего устроен?

Зачастую мы видим металлический корпус, который выполнен в форме цилиндра. Верхняя часть это просто купол, а вот нижняя с мелкими отверстиями по кругу, а также с центральным под резьбу.

Но фильтрующего элемента не видно, он находится внутри.

Если честно то — масляный фильтрующий элемент, это очень простая конструкция, всю основную работу выполняет специальная бумага, которая и работает в качестве фильтра. Она находится внутри нашего цилиндрического корпуса, она банально там заперта.

Также есть два клапана – антидренажный (который препятствует вытеканию масла из фильтра) и перепускной (он сбрасывает давление, когда масло холодное и не может нормально фильтроваться через бумагу).

Вот собственно и все устройство, повторим еще раз:

  • Фильтрующий элемент, обычно это специальная бумага
  • Два клапана, перепускной и антидренажный
  • Цилиндрический, металлический корпус
  • Нижняя часть с специальными отверстиями, через которые заходит грязное масло и подается чистое, также центральное отверстие служит еще и для крепления (в нем нарезается резьба)

Отдельно стоит упомянуть погружной вариант, там меняется только сам фильтр (то есть бумажный картридж), а также уплотнительные резинки.

Как работает?

Принцип работы прост. Грязное масло заходит через мелкие отверстия, которые идут по кругу, его туда закачивает масляный насос, который качает смазку из поддона двигателя. Далее оно «отгибает» антидренажный клапан и проходит в полость между бумагой и фильтрующим элементом. Стоит отметить если антидренажный клапан, не работает так как нужно, либо порвался (разрушился), у вас будет гореть лампа давления несколько секунд, на холодную. Перейдите по ссылке, в той статье мы подробно разобрали проблему.

Если смазка горячая, то есть разогрелась от двигателя, то она начинает фильтроваться через бумагу, на бумаге остаются частички грязи, стружка и т.д.

Если смазка холодная (особенно зимой), то ее пропускная способность падает в разы, ибо она густая и не может должным образом проходить через бумажную часть. Поэтому открывается перепускной клапан, он открывается только тогда, когда давление в фильтре вырастает выше 0,8 атмосферы. И масло проходит через него.

После разогрева, до + 60, +80 градусов Цельсия, смазка становится жидкой и уже способна просачиваться (фильтроваться) через поверхность. Поэтому перепускной клапан закрывается, и процесс фильтрации идет по полной.

После того как фильтрация произошла, чистое масло сбрасывается в центральное основное отверстие и уже дальше поступает в двигатель.

Двигатель, масло, фильтрация

Начнем с бесспорного тезиса: чистота масла – одно из условий надежности и долговечности двигателя. А чистота масла зависит в первую очередь от работы масляного фильтра.

Давайте вспомним, как происходит очистка в обычном фильтре spin-on с перепускным клапаном. Пока клапан закрыт, всё вроде хорошо: масло проходит через фильтрующую штору, загрязнения задерживаются, очищенное масло продолжает свой путь в двигатель, к парам трения.

Но вот штора забивается и теряет пропускную способность. Или происходит холодный пуск двигателя, что при активной эксплуатации дело обычное. Или водитель резко «газует» при старте или обгоне, что тоже не редкость. Итог во всех случаях один: давление в системе смазки резко возрастает, перепускной клапан открывается, и в двигатель поступает неочищенное масло, смывая со шторы изрядную часть старых загрязнений.

Вот и получается, что обычный фильтр чистит масло периодически… Как в том анекдоте про «мигалку»: работает – не работает, работает – не работает… А такое непостоянство означает одно: обычный фильтр очищает масло неэффективно. Есть ли выход из этой ситуации?

Оказывается, есть. Его более 20 лет назад нашел талантливый изобретатель и подвижник из Полтавы А.Н. Колтунов (1938–2002). Смотря далеко вперед, Анатолий Николаевич создал масляный фильтр с защитой перепускного клапана. Это изделие (кстати, названное «КОЛАН» по имени изобретателя), имеет два фильтрующих элемента: основную гофрированную штору и дополнительный элемент из нетканого материала, установленный перед перепускным клапаном. И когда клапан открывается… правильно, работает дополнительный элемент, благодаря чему очистка масла успешно продолжается. Но это еще не всё… Однако, чтобы продолжить, нам придется сделать небольшое отступление.

При сборке двигателей за рубежом блоки цилиндров тщательно моют с помощью специального оборудования под высоким давлением. Это операция сложная, энергоемкая и стоящая баснословных денег, поэтому наши моторные заводы внедрять ее, скажем так, не спешат. А для СТОА, выполняющих капитальный ремонт, ее освоение вообще невозможно.

Поэтому беда наших моторов, как новых, так и отремонтированных – технологическая грязь и продукты приработки трущихся пар. В частности – стружка. Все это означает, что в масло попадают металлические и прочие абразивные частицы с «габаритами» в несколько миллиметров. Это не опечатка: не микрон, а именно миллиметров!

И вот представьте: гигантские (с точки зрения зазоров) куски металла подхватываются маслом. А дальше – либо направляются в фильтр, либо стремятся проникнуть в зазоры прецизионных пар. И сталкиваясь с движущимися деталями, перемалываются, будто кофе в кофемолке.

Что получается, если на двигателе установлен обычный масляный фильтр с одним фильтрующим элементом и двумя клапанами – перепускным и антидренажным? Штора задерживает металлические загрязнения и кварцевую пыль, пропущенную воздушным фильтром, и это хорошо. Но вот открывается перепускной клапан, и стружка с абразивной пылью вновь идет в двигатель, и это уже плохо.

Часть стружки опять попадает в фильтр, часть перемалывается в более мелкую, попадая и в фильтр, и в пары трения. А поскольку перепускной клапан открывается часто и надолго, мелких частиц образуется все больше, и они вредят всем: и двигателю, и масляному фильтру, и моторному маслу.

Сначала о двигателе. Перемолотая стружка рано или поздно проникает в прецизионные пары трения и резко ускоряет их износ, оставляя глубокие борозды на трущихся поверхностях, в частности – на подшипниках скольжения. Вы разбирали моторы? Значит, наверняка видели борозды на вкладышах 0,5–1,5 мм глубиной – они-то и приблизили ремонт агрегата.

Теперь о моторном масле. Перемалываясь в «жерновах» двигателя при 3–5 тыс. об/мин и пытаясь внедриться в трущиеся детали, крупные частицы начинают «гореть» на входе в зазоры прецизионных пар, т.е. окисляться при высоких температурах. А это способствует быстрому срабатыванию антиокислительных присадок масла и, следовательно, его старению. Кроме того, из-за атак абразивных загрязнений на пары трения расходуются противоизносные присадки, а благодаря большому количеству перемолотой «пыли» снижается ресурс моющих и диспергирующих присадок. Так сбалансированная композиция присадок стремительно «теряет силы».

И наконец, о фильтре без защиты перепускного клапана. Те же мелко перемолотые частицы, попав на штору, забивают поры фильтровального материала, сокращая ресурс фильтроэлемента. И вместо положенных 10–15 тыс. км пробега фильтр может отработать лишь 3–4 тыс., а то и меньше. Но водитель об этом не догадается! Ведь при забитой шторе перепускной клапан открывается, и неочищенное масло идет напрямую, давление держится, контрольная лампочка не загорается. Но подчеркнем еще раз: всё описанное происходит, если на двигателе установлен обычный масляный фильтр.

С фильтром «КОЛАН» картина иная. Крупная стружка, попав однажды в фильтр, остается в нем навсегда. Она не циркулирует по системе, не возвращается в двигатель через открытый клапан, поскольку тот надежно защищен дополнительным фильтрующим элементом. А фильтрации задержанная стружка не вредит – ведь относительно крупная частица всегда имеет сложную асимметричную форму и прилегает к фильтрующей шторе с зазором.

Итак, стружка не возвращается. Следовательно, в двигателе ничего не перемалывается. Отсюда следуют три оптимистичных вывода:

• во-первых, прецизионные пары двигателя не страдают от внедрений постороннего металла;

• во-вторых, поры фильтровального материала не забиваются интенсивно абразивной «пылью» – ведь благодаря полтавским фильтрам перемалывания не происходит;

• в-третьих, стружка не «горит», «гореть» тут нечему, поэтому и масло окисляется не так быстро, да и вся композиция присадок срабатывается гораздо медленнее. Иными словами, масло в течение длительного времени сохраняет свой ресурс.

Кстати, полтавские специалисты основательно изучили поведение масла при фильтрации. Основываясь на эксплуатации нескольких десятков автомобилей, они собрали любопытную статистику. При использовании обычного фильтра моторное масло чернеет через 3–4 тыс. км пробега. А с фильтрами «КОЛАН» через 8–9 тыс. км оно лишь незначительно темнеет, приобретая оливковый цвет. Это не потому, что моющие присадки (детергенты) работают плохо. Просто с фильтрами «КОЛАН» они работают по назначению, а не устраняют последствия горения стружки.

Подводим итоги. Мы стали свидетелями рождения новой философии фильтрации «КОЛАН». У потребителя появился фильтр, позволяющий:

• очищать масло непрерывно на все 100%, а не периодически, в зависимости от положения клапана;

• хоронить в своем корпусе стружку и прочие загрязнения, не пропуская их назад в двигатель;

• продлевать ресурс двигателя, резко уменьшая атаки загрязнений на прецизионные пары;

• продлевать жизнь моторному маслу за счет уменьшения расхода (срабатываемости) композиции присадок;

• продлевать ресурс самого фильтра за счет отсутствия мелких «помолотых» загрязнений, забивающих поры фильтрующих элементов;

• упростить техпроцесс изготовления или капитального ремонта двигателя, значительно снизить затраты по промывке блока, а также упразднить обкатку – фильтр «КОЛАН» сам соберет всю технологическую грязь и продукты приработки деталей;

• контролировать водителю степень загрязненности масляного фильтра в салоне автомобиля по наличию или отсутствию давления в системе смазки двигателя.

Список этот можно продолжить – например, вспомнить о диагностических возможностях фильтров «КОЛАН» и рециклинге этих изделий. Но сейчас важнее другое – осознать, что стандартный масляный фильтр spin-on, принципиально не менявшийся более полувека, наконец-то получил мощный, по-настоящему качественный скачок в развитии. И многие потребители уже оценили это по достоинству.

  • Владимир Волков, канд. техн. наук, директор ИЦПА ФГУП «НАМИ»
  • Юрий Буцкий