Фильтр масляный: устройство и принцип работы

Симптомы загрязненного фильтра

Определить, нормально ли функционирует масляный фильтр, не так просто: лампочка контрольного давления не загорается и водитель спокоен, не подозревая, что, возможно, в двигатель идет уже нефильтрованная моторная жидкость. Но в некоторых случаях стоит присмотреться к работе двигателя, чтобы увидеть симптомы неисправности фильтра:

1. Перегрев. Присутствие в смазочном материале неотфильтрованных частиц вызывает повышенное трение между деталями двигателя, что создает излишнюю нагрузку на охлаждающую систему. К тому же загрязнения постепенно превращаются в отложения, накапливающиеся в виде осадка на стенках БЦ и ГРМ. В результате теплопроводность падает, и мотор начинает перегреваться.
2. Утечка. У забитого фильтра могут совершенно не работать внутренние элементы: например, клапаны. В результате возможен разрыв или частичное повреждение изделия, ведущее к протечке смазочного состава.

Где находится?

У каждого производителя он находится индивидуально. Если у вас мотор находится продольно (задний привод), например как на классических ВАЗ, то располагаться он может либо справа, либо слева, но всегда внизу около защиты.

Если у вас мотор находится поперечно (передний привод) зачастую масляный фильтр находится на лицевой (передней) части мотора, внизу также перед защитой, открываете капот и она перед вами. Делается это для того, чтобы можно было быстро и легко заменить этот элемент при смене масла.

Распознать его можно легко, обычно производители их окрашивают в несколько цветов: — черный, синий, белый или зеленый. Посмотрите вниз и увидите такой «бочонок». Как видите все элементарно.

Стоит отметить, что на многих современных автомобилях, производители начинают отходить от металлических корпусов и на их замену приходят пластиковые.

Устройство масляного фильтра и как он работает

Неразборные фильтры состоят из нескольких основных компонентов.

1. Противодренажный клапан

Он необходим для пресечения слива моторного масла в картер из масляных каналов и непосредственно фильтра после остановки работы мотора. Благодаря этому не допускается возникновения воздушных пробок в системе смазки и обеспечивается своевременная подача масла. Конструкция противодренажного клапана незначительно отличается, в зависимости от фирмы-изготовителя, однако наиболее распространенным вариантом является диск, изготовленный из резины, который и перекрывает входные каналы в корпусе фильтра.

2. Перепускной клапан

Он необходим для обеспечения поступления масла в мотор при невозможности его прохождения сквозь фильтрующий элемент. Причины этого могут быть разными – засорение фильтрующего элемента, чрезмерная вязкость моторного масла в условиях сильных морозов и т. д. Клапан срабатывает при достижении максимально допустимого давления масла. Это значение колеблется в диапазоне от 0.55 до 2.6 кг/см² и зависит от компоновки силового агрегата.

3. Фильтрующий элемент

Для его изготовления, как правило, используется гофрированная бумага, предварительно пропитанная особыми смолами. Сама бумага отличается пористой структурой, а высокие показатели маслостойкости и водостойкости достигаются за счет пропитки. Укладка бумаги в фильтр осуществляется особым образом, что позволяет получить наибольшую площадь фильтрации и уложиться в небольшие размеры корпуса фильтра.

Альтернативу гофрированной бумаге составляют разные типы волокон – синтетические и хлопчатобумажные. Однако они используются не так часто.

4. Противосливной клапан

Как правило, данным клапаном комплектуются фильтры неразборного типа в сочетании с противодренажным либо перепускным. Противосливной клапан предотвращает протекание масла из выходного отверстия в процессе замены фильтра.

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.

Как подобрать фильтр для автомобиля с пробегом

Все известные производители фильтров в любом случае смотрят на применимость деталей для тех или иных моделей автомобилей. Проверяются требования, предъявляемые к оригиналу, учитываются конструкция фильтра и особенности применяемых материалов. И после этого изготавливается полный аналог.

Поэтому главное, на что следует ориентироваться при замене фильтра, — это информация производителя детали о ее применимости. Опираться на какие-то другие данные особого смысла нет, поскольку применимость фильтра зависит от множества нюансов (вплоть до того, насколько жесткими должны быть клапаны и на какое давление рассчитан байпас). И, чтобы достоверно утверждать, что фильтр можно использовать на том или ином автомобиле, производители все это проверяют.

Что же касается ресурса двигателя, то он зависит от множества факторов и по большому счету представляет собой лотерею. Но, выбирая те же фильтр и масло, пусть более дорогие, но от проверенных производителей, автовладелец снижает вероятность ошибки и внепланового визита в сервис.

Самый же простой способ увеличить ресурс мотора, уверены специалисты «БИГ Фильтр», — менять масло и фильтр чаще. Например, если стандартный предписанный производителем межсервисный пробег составляет 15–20 тыс. км, производить замену масла лучше после 10 тыс. км. Тем более что для автомобилей возрастом от пяти лет и выше, как правило, шире ассортимент расходников, да и цены зачастую ниже, так что более частая замена масла не так сильно бьет по карману. Детали двигателя в «возрастных» автомобилях обычно существенно изношены, в картере скапливается большее количество загрязнителей, и большее их количество поступает из цилиндров.

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.

Принцип работы и виды систем смазки

Все смазочные системы разделяют на две основные группы: с «сухим» и с «мокрым» картером. Последняя более популярна, благодаря простоте реализации. С другой стороны конструкции с «мокрым» картером склонны к таким проблемам, как вспенивание и расплескивание моторного масла , приводящее к перепадам уровня. В этом случае его подача в систему может быть нестабильной.

Системы смазки с «сухим» и «мокрым» картером

Отличительной чертой «сухих» систем является наличие отдельного бака, в котором хранится моторное масло. Моторное масло после поступления в двигатель стекает в поддон, но не накапливается в нем, а перекачивается назад в бак дополнительным насосом. Картер в таком случае всегда остается сухим.

Эта конструкция сложнее и дороже в изготовлении, однако, позволяет уменьшить высоту двигателя и обеспечивает надежную смазку при движении автомобиля по наклонным поверхностям. Это определило сферу применения систем с «сухим» картером — преимущественно в автомобилях высокой проходимости и спецтехнике.

Принципиально масло может подаваться к основным узлам двигателя тремя способами:

• Под давлением. Масло подается принудительно ко всем узлам двигателя при помощи насоса.
• Разбрызгиванием или самотеком. Подача выполняется под действием центробежной силы вращающихся деталей двигателя. При этом масло разделяется на мелкие частички, внешне похожие на масляный туман. Благодаря этому смазка заполняет все пространство между деталями мотора и оседает на их поверхности.
• Частично под давлением и частично самотеком (комбинированный метод). В этом случае масло к наиболее важным узлам осуществляется под давлением, а для всей остальной конструкции разбрызгиванием.

В современном автомобилестроении практически всегда применяют комбинированный способ, поскольку он позволяет более экономно расходовать смазочные материалы и при этом гарантирует своевременную смазку основных деталей.

Как работает комбинированная система смазки с мокрым картером

Процесс смазки двигателя представляет собой повторяющийся цикл. Он состоит из следующих этапов:

• В момент запуска двигателя приводится в действие масляный насос.
• Маслозаборник начинает всасывать масло из поддона картера, выполняя грубую очистку.
• На входе в насос масло проходит через масляный фильтр, где выполняется тонкая очистка.
• Из насоса по магистралям масло подается на такие узлы двигателя как подшипники (вкладыши) коленвала, опоры распредвала, поршневые кольца, а также на рабочую поверхность цилиндров. Для этого в системе могут быть установлены специальные форсунки или просто выполнены отверстия в блоке.
• Излишки масла, подаваемой на основные узлы, стекают через специальные зазоры на кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы. Их движущиеся элементы выполняют разбрызгивание рабочей жидкости, что обеспечивает ее попадание на остальные детали двигателя.
• Масло стекает обратно в поддон картера, смывая с деталей мотора металлическую стружку, нагар и другие загрязнения.
• После этого цикл повторяется.

Уровень масла и его значение

Для разных типов двигателей требуется различный объем масла в системе. В конструкциях с «мокрым» картером минимальное и максимальное значение уровня рабочей жидкости определяется при помощи специального щупа, который расположен на блоке цилиндров. Он имеет две метки «min» и «max».

Проверку уровня масла в системе выполняют на заглушенном двигателе после того, как он проработал некоторое время. В этом случае оно достаточно прогревается и стекает в поддон. Щуп вытаскивают, протирают тряпкой (ветошью) и погружают обратно в поддон. Далее достают повторно и проверяют уровень. Если масло, попавшее при этом на щуп, выходит за пределы максимального или минимального значения необходима доливка или слив масла. Также этот способ позволяет определить состояние и степень загрязнения.

Отличия систем смазки бензинового и дизельного двигателя

Особых конструктивных различий в смазочных системах бензинового и дизельного моторов нет. Однако, поскольку работа дизельного двигателя связана с более высокими температурами, основным отличием является используемое моторное масло. Базовая основа дизельного масла аналогична используемой в бензиновых моторных маслах, но имеет другой пакет присадок, которые позволяют обеспечить ей следующие функции:

• Высокую моющую способность — дизельные двигатели склонны к обильному образованию сажи, а потому требуют интенсивной очистки.
• Устойчивость к окислению — из-за высокой степени сжатия, в картер дизеля могут проникать отработавшие газы, что приводит к окислению моторного масла и более быстрой выработке его ресурса.

Как часто нужно менять масляный фильтр

Как упоминалось в начале статьи, то, насколько часто автомобилю требуется замена масляного фильтра и масла, устанавливают производители. При этом учитываются особенности моторов, условия эксплуатации и климат той страны, в которой используется машина. Разумеется, чем более напряженные условия работы мотора (гористая местность, сильная запыленность дорог, высокие температуры, движение по пробкам в крупных городах), тем чаще следует менять фильтр. Производители рекомендуют в таких ситуациях сокращать периодичность техобслуживания на 30 – 50%. То, как часто нужно обслуживать машину, зависит и от стиля езды – если он агрессивный, лучше менять расходные материалы с меньшими интервалами.

Некоторые автомобилисты предпочитают их менять еще чаще, в среднем раз в 5 – 7 тысяч км, ориентируясь по цвету масла. Однако это как раз та ситуация, когда чаще – не значит лучше, потому что моторное масло к этому моменту обладает полным набором эксплуатационных свойств. То, что оно быстро темнеет, говорит не о том, что его пора менять, а лишь о хороших моющих свойствах.

Многих автовладельцев волнует вопрос, можно ли менять фильтр без замены масла. Ответ прост: можно. Так как почти вся смазка в неработающем двигателе находится в картере, и его уровень находится ниже патрубка, на который накручивается масляный фильтр, при выполнении такой операции теряется только то, что находится в снятом фильтре (у легковых автомобилей примерно 200 мл). Если уровень масла в норме, то после замены даже не придется доливать его в мотор.

Данную процедуру можно провести, например, если есть сомнения в качестве фильтра. Если же через 2-3 тысячи предстоит менять и масло, то лучше сделать все сразу.

Мне нравится1Не нравится

ОБ­ЩИЕ СВЕ­ДЕ­НИЯ

Ав­то­мо­биль­ные мас­ля­ные фильт­ры долж­ны от­ве­чать сле­ду­ю­щим тре­бо­ва­ни­ям:

• об­ла­дать до­с­та­точ­ной гря­зе­ем­ко­стью – спо­соб­но­стью за­дер­жи­вать и на­ка­п­ли­вать зна­чи­тель­ное ко­ли­че­ст­во за­гряз­ня­ю­щих мас­ло при­ме­сей, что в ос­нов­ном за­ви­сит от раз­ме­ра фильт­ру­ю­ще­го эле­мен­та и оп­ре­де­ля­ет срок служ­бы фильт­ра;
• обес­пе­чи­вать оп­ти­маль­ную тон­кость от­се­ва за­гряз­ня­ю­щих при­ме­сей – оп­ре­де­ля­ет­ся раз­ме­ром пор фильт­ру­ю­ще­го эле­мен­та;
• иметь не­боль­шое гид­ра­в­ли­че­ское со­про­ти­в­ле­ние – для об­лег­че­ния по­да­чи за­гу­с­тев­ше­го мас­ла к тру­щим­ся па­рам при хо­лод­ном пу­с­ке дви­га­теля;
• иметь до­с­та­точ­ную проч­ность кор­пу­са и на­деж­ное уп­лот­не­ние по со­еди­не­нию с мо­то­ром – на слу­чай ава­рий­но­го по­вы­ше­ния да­в­ле­ния в си­с­те­ме смаз­ки или внеш­них ме­ха­ни­че­ских воз­дей­ст­вий.

Очи­ст­ка мас­ла в си­с­те­ме смаз­ки дви­га­те­ля мо­жет про­из­во­дить­ся по двум ос­нов­ным схе­мам:

— пол­но­по­точ­ной – вклю­ча­ю­щей в се­бя один фильтр, че­рез ко­то­рый про­ка­чи­ва­ет­ся все мас­ло, по­да­ва­е­мое мас­ля­ным на­со­сом;

На рис: Полнопоточная схема системы смазки автомобильного двигателя 1 – масляный картер (поддон) двигателя; 2 – масляный насос; 3 – масляный полнопоточный фильтр

— ком­би­ни­ро­ван­ной – вклю­ча­ю­щей в се­бя, кро­ме пол­но­по­точ­но­го фильт­ра, ча­с­тич­но­по­точ­ный фильтр или в не­ко­то­рых слу­ча­ях цен­т­ри­фу­гу;

На рис: Комбинированная схема системы смазки автомобильного двигателя 1 – масляный картер (поддон) двигателя; 2 – масляный насос; 3 – масляный полнопоточный фильтр; 4 – частичнопоточный фильтр

Заг­ряз­ня­ю­щие мас­ло при­ме­си, в за­ви­си­мо­сти от их про­ис­хо­ж­де­ния, бы­ва­ют:

• ор­га­ни­че­ские – про­ду­к­ты не­пол­но­го сго­ра­ния то­п­ли­ва и не­боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва мо­тор­но­го мас­ла, не­из­беж­но по­па­да­ю­ще­го в ка­ме­ру сго­ра­ния (это свя­за­но с яв­ле­ни­ем «угар» мас­ла);
• не­ор­га­ни­че­ские – пыль и ме­тал­ли­че­ские ча­с­ти­цы из­но­са де­та­лей, об­ра­зу­ю­щи­е­ся при об­кат­ке и по­с­ле­ду­ю­щей ра­бо­те мо­то­ра.

Ин­тен­сив­ность за­гряз­не­ния мо­тор­но­го мас­ла за­ви­сит от кон­ст­рук­ции и тех­ни­че­ско­го со­сто­я­ния дви­га­те­ля, ка­че­ст­ва при­ме­ня­е­мо­го то­п­ли­ва, ус­ло­вий экс­плу­а­та­ции и мно­гих дру­гих фа­к­то­ров.

Работа смазочной системы

Система питания дизельного двигателя- Устройство и неисправности

Принцип работы всех смазочных систем одинаков – масло из поддона («мокрый картер») или масляного бака («сухой картер») засасывается насосом через маслозаборник с сетчатым фильтром, и нагнетается в главную масляную магистраль. Роль главной магистрали могут выполнять трубопроводы и (или) специально предусмотренные продольные каналы в блок-картере, откуда масло по поперечным сверлениям и каналам подводится к подшипникам коленчатого и распределительного валов, а также к другим точкам, нуждающимся в принудительной смазке.

Масло, вытекающее из коренных и шатунных подшипников коленчатого вала и подшипников распределительного вала, а также снимаемое с зеркала цилиндров маслосъемными кольцами, подхватывается кривошипами и противовесами коленчатого вала и разбрызгивается в картере, создавая в его пространстве масляный туман. Масляный туман, оседая, смазывает зеркало цилиндров, кулачки, зубчатые колеса распределительного вала, поршневые пальцы и другие детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. В некоторых конструкциях капельки масла, оседая, самотеком поступают к толкателям. Масляный туман проникает также в зазор между стержнем клапана и его направляющей втулкой.

Некоторые детали двигателя (оси коромысел, узел осевой фиксации распределительного вала, распределительные зубчатые колеса) могут смазываться путем пульсирующей подачи масла. Прерывистость смазывания этих узлов осуществляется посредством золотникового устройства, образуемого лысками и канавками на опорных шейках распределительного вала.

В сетке маслозаборника масло проходит первичную фильтрацию, а после насоса – вторичную.

Часть масла проходит в масляный радиатор для охлаждения, и, охлаждаясь, стекает в масляный картер двигателя по шлангу.

Так как давление в главной масляной магистрали должно поддерживаться в определенных значениях (оно не должно сильно изменяться в зависимости от температуры масла и частоты вращения коленчатого вала двигателя), то в системе устанавливают редукционный клапан, который при критическом давлении открывается и возвращает часть масла во впускную полость насоса.

Предохранительный клапан установлен последовательно в магистраль радиатора и отключает его, если при малой частоте вращения коленчатого вала давление в смазочной системе падает ниже допустимого; этим достигается увеличение поступления масла в магистраль к подшипникам коленчатого и распределительного валов. В смазочной системе, показанной на рис. 2, перепускной клапан 6 радиатора установлен параллельно. При засорении радиатора или пуске холодного двигателя, когда вязкость масла велика, клапан перепускает масло мимо радиатора, что ускоряет прогрев двигателя.

Давление масла в главной масляной магистрали контролируется манометром и (или) сигнальной лампочкой, которая загорается при недостаточном давлении масла в системе. Иногда для контроля температуры масла используют термометр. Контроль уровня масла в системе осуществляется посредством специального щупа, на котором нанесены риски максимального и минимального допустимого уровня масла в поддоне картера.

Кроме основного контура циркуляции масла, могут быть предусмотрены следующие параллельные контуры:

• неполнопроточного (параллельного) фильтра тонкой очистки масла;
• смазочной системы воздушного компрессора пневмосистемы автомобиля.

Основными элементами смазочных систем являются масляный насос, редукционные клапаны, масляные фильтры и масляный радиатор. К смазочной системе относится и устройство для вентиляции картерного пространства.

***

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
• Общее устройство автомобиля
• Автомобильный двигатель
• Трансмиссия автомобиля
• Рулевое управление
• Тормозная система
• Подвеска
• Колеса
• Кузов
• Электрооборудование автомобиля
• Основы теории автомобиля
• Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Конструкция мембранного маслофильтра

Конструкция элемента достаточно проста:

1. Корпус в виде цилиндра с крышкой, на котором расположено несколько входных отверстий и одно выходное с резьбой для крепления.
2. Фильтрующая мембрана. Именно она задерживает весь мусор, а в двигатель подаёт уже очищенное масло. Производится мембрана, как правило, из специализированного картона, который выкладывается в корпусе гармошкой или рулоном. Для увеличения срока службы прокладочный материал дополнительно пропитывают веществами, устойчивыми к воздействию моторных масел.
3. Перепускной клапан. Используется в не штатных ситуациях и предназначен для перенаправления масла в мотор, в обход мембраны. Такая ситуация может возникнуть, на пример, при пониженных температурах или при сильном загрязнении фильтра. Повышенная вязкость масла или забитый фильтрующий элемент не позволяют пройти смазочной жидкости через фильтр к узлам двигателя. В этом случае двигатель будет работать на не очищенном масле, но это лучше чем он останется вовсе без смазки.
4. Обратный или противодренажный клапан не даёт маслу сливаться обратно в фильтр из мотора. Способствует быстрому поступления смазки к деталям двигателя при запуске.
5. Прижимная пружина фиксирует обратный клапан во время выключенного двигателя.
6. Уплотнитель в виде резиновой прокладки — предназначен для герметизации в месте соединения с корпусом двигателя.

С практической точки зрения работа фильтра выглядит таким образом: во время старта двигателя насос засасывает из поддона или бака масло, которое поступает в отверстия маслофильтра, очищается и далее попадает в основную магистраль системы смазки. Все примеси и осадки остаются в мембране фильтра.