عملکرد اولیه یک فیلتر روغن است به به طور مداوم آلاینده های مضر را از روغن موتور در حالی که در سیستم روانکاری گردش می کند حذف کنید - گرد و غبار، ذرات فلز، رسوبات کربن، دوده و سایر زباله ها را قبل از رسیدن به اجزای حیاتی موتور به دام می اندازد. با تمیز نگه داشتن روغن، فیلتر از سایش بر روی یاتاقان ها، پیستون ها و دیواره های سیلندر جلوگیری می کند. خوردگی و تجمع لجن را کاهش می دهد. و تضمین می کند که قطعات متحرک موتور تحت هر شرایط کاری روانکاری ثابت و باکیفیت دریافت می کنند. بدون فیلتر روغن کارآمد، حتی روغن تازه نیز در مدت کوتاهی کارکرد، حامل ذرات آسیبرسان میشود.
چرا روغن موتور در طول کارکرد معمولی آلوده می شود؟
درک اینکه فیلتر روغن در برابر چه چیزی محافظت می کند به توضیح اینکه چرا ضروری است کمک می کند. روغن موتور در حین گردش به سادگی تمیز نمی ماند - در هر چرخه عملیاتی، آلاینده ها را از منابع متعدد جذب می کند.
- ذرات سایش فلز: هر بار که دو سطح فلزی در برابر یکدیگر حرکت می کنند - حلقه های پیستون در برابر دیواره های سیلندر، یاتاقان ها در برابر سطوح میل لنگ - قطعات فلزی میکروسکوپی ساییده می شوند. این ذرات در روغن معلق می شوند و در صورت حذف نشدن به عنوان مواد ساینده عمل می کنند که به طور تصاعدی سایش را تسریع می کنند.
- محصولات جانبی احتراق: احتراق ناقص دوده و ذرات کربن را تولید می کند که از حلقه های پیستون به داخل میل لنگ می دمد - فرآیندی به نام blowby. این ذرات کربن دار به داخل روغن منتقل می شوند و اگر فیلتر نشوند به تشکیل لجن کمک می کنند
- گرد و غبار و کثیفی خارجی: ذرات معلق در هوا از طریق ورودی هوا و عبور از مهر و موم ناقص وارد موتور می شوند. حتی با وجود فیلتر هوا، ذرات ریز گرد و غبار به مرور زمان به روغن می رسند
- محصولات اکسیداسیون و تجزیه: روغن موتور خود در دماهای بالا از نظر شیمیایی تجزیه می شود و ترکیبات اسیدی، لاک و محصولات اکسیداسیون نامحلول را تشکیل می دهد که در صورت فیلتر نشدن، محیط روان کننده را آلوده می کند.
- آلودگی مایع خنک کننده و سوخت: رقیق شدن جزئی خنک کننده یا سوخت روغن - ناشی از فرسودگی مهر و موم یا احتراق ناقص - آب و سوخت نسوخته را وارد می کند که ویسکوزیته روغن را کاهش می دهد و باعث رشد باکتری ها و خوردگی می شود.
تحقیقات تولیدکنندگان موتور نشان داده است که ذرات در محدوده اندازه 10 تا 40 میکرومتر بیشترین آسیب را به یاتاقان های موتور و اجزای قطار سوپاپ می رسانند - دقیقاً محدوده اندازه ای که رسانه فیلتر روغن برای گرفتن موثرترین طراحی طراحی شده است.
پنج عملکرد اصلی یک فیلتر روغن
حذف آلاینده ها و محافظت از موتور
عنصر فیلتر - معمولاً سلولز چین دار، الیاف مصنوعی یا ترکیبی از هر دو - به طور فیزیکی ذرات را به دام می اندازد زیرا روغن تحت فشار پمپ روغن از درون آن عبور می کند. جریان کامل با کیفیت فیلتر روغنs گرفتن ذرات به پایین 25-40 میکرومتر در پیکربندی استاندارد، در حالی که فیلترهای رسانه مصنوعی با کارایی بالا، ذرات کوچکی را جذب می کنند 15-20 میکرومتر با راندمان بالا هر آلاینده ای که در محیط فیلتر به دام افتاده است، ذره ای است که به فاصله های ماشینکاری دقیق یاتاقان های میل لنگ نمی رسد (معمولا 0.025-0.075 میلی متر ) جایی که باعث آسیب مستقیم سایشی شود.
حفظ ویسکوزیته روغن و کیفیت روانکاری
ذرات معلق خواص رئولوژیکی روغن موتور را تغییر می دهند - ویسکوزیته موثر را به روشی افزایش می دهند که پیش بینی آن دشوار است و در برابر اصلاح توسط اصلاح کننده های ویسکوزیته مقاومت می کند. با حذف مداوم این ذرات، فیلتر روغن به روغن کمک می کند درجه ویسکوزیته طراحی شده و ویژگی های جریان خود را در طول عمر مفید خود حفظ کند. ویسکوزیته ثابت به معنای ضخامت لایه روغن ثابت بر روی سطوح یاتاقان است - مکانیزم اساسی که توسط آن روغن از تماس فلز با فلز جلوگیری می کند.
کاهش نرخ سایش موتور
رابطه بین تمیزی روغن و میزان سایش موتور به خوبی مستند شده است. مطالعات در تریبولوژی (علم اصطکاک، روانکاری و سایش) به طور مداوم نشان می دهد که کاهش غلظت ذرات در روغن روان کننده به میزان 50 درصد می تواند نرخ سایش یاتاقان را 30 تا 50 درصد کاهش دهد. . فیلتر روغن مکانیزم اصلی برای حفظ غلظت ذرات زیر آستانه ای است که در آن سایش شتاب زده می شود. موتورهایی که با فیلترهای تخریب شده یا غایب کار می کنند، نرخ های قابل اندازه گیری بالاتری از سایش یاتاقان، رینگ پیستون و دیواره سیلندر را در هر متریک اندازه گیری شده نشان می دهند.
جلوگیری از تشکیل لجن و رسوب گذاری
لجن موتور - یک رسوب غلیظ و قیر مانند که در معابر روغن، گالری ها و روی سطوح داخلی تجمع می یابد - زمانی که محصولات اکسیداسیون روغن، محصولات جانبی احتراق و آب در دمای بالا ترکیب می شوند، تشکیل می شود. هنگامی که رسوبات لجن جریان روغن را در معابر و گالریهای کوچک محدود میکند، اجزای حیاتی مانند محرکهای زمانبندی متغیر سوپاپ، جتهای روغن و یاتاقانهای توربوشارژر از روانکاری محروم میشوند. فیلتر روغن، پیش سازهای نامحلول تشکیل لجن را قبل از جمع شدن حذف می کند و به طور قابل توجهی سرعت رسوب لجن را کاهش می دهد و مسیرهای عبور روغن را شفاف نگه می دارد.
پشتیبانی از عملکرد ثابت موتور و راندمان سوخت
موتوری که با روغن تمیز و با روغن کاری مناسب کار می کند با اصطکاک داخلی کمتری نسبت به موتوری که روی روغن آلوده کار می کند کار می کند. اصطکاک کمتر به معنای هدر رفت انرژی کمتر برای غلبه بر مقاومت مکانیکی است - که مستقیماً به راندمان بهتر سوخت و توان خروجی ثابت تر تبدیل می شود. آزمایشات تولیدکنندگان موتور نشان داده است که حفظ پاکیزگی روغن در محدوده مشخصات می تواند به بهبود مصرف سوخت کمک کند 1-3٪ در مقایسه با کار کردن یک موتور با روغن تخریب شده و آلوده.
فیلتر روغن چگونه کار می کند: اجزا و مکانیسم های داخلی
یک چرخش مدرن فیلتر روغن شامل اجزای متعددی فراتر از خود رسانه فیلتر است که هر کدام عملکرد محافظتی خاصی را انجام می دهند.
| جزء | تابع | چرا اهمیت دارد |
|---|---|---|
| رسانه فیلتر (عنصر پلیسه دار) | هنگام عبور نفت ذرات را به دام می اندازد | عملکرد فیلتراسیون اولیه - راندمان جذب ذرات سطح حفاظت را تعیین می کند |
| شیر ضد تخلیه | هنگام خاموش بودن موتور از تخلیه روغن از فیلتر جلوگیری می کند | از افزایش فشار روغن بلافاصله در هنگام راهاندازی اطمینان حاصل میکند - از خشک شدن یاتاقانها در هنگام شروع سرد جلوگیری میکند |
| شیر بای پس (تسکین دهنده). | زمانی باز می شود که فیلتر مسدود شده باشد یا روغن بسیار سرد و غلیظ باشد | به روغن فیلتر نشده اجازه می دهد تا عنصر را دور بزند نه اینکه موتور روغن کاری را کاملاً گرسنه کند |
| لوله مرکزی | پشتیبانی ساختاری برای رسانه های فیلتر. کانال خروج روغن | هندسه رسانه را تحت فشار حفظ می کند. روغن فیلتر شده را به موتور هدایت می کند |
| مهر و موم خارجی / واشر | آب بندی روغنی بین فیلتر و بلوک موتور ایجاد می کند | از نشت روغن تحت فشار کاری جلوگیری می کند. با هر تعویض فیلتر باید تعویض شود |
شیر بای پس: یک ویژگی ایمنی حیاتی
سوپاپ بای پس سزاوار توجه ویژه است زیرا نشان دهنده یک مبادله طراحی مهم است. هنگامی که محیط فیلتر به شدت مسدود می شود، یا زمانی که روغن بسیار سرد و غلیظ هنگام راه اندازی قبل از گرم شدن و نازک شدن پمپ می شود، افت فشار در فیلتر می تواند از آستانه باز شدن شیر بای پس فراتر رود - معمولا 0.6 تا 1.0 bar (9-15 psi) . در این مرحله، سوپاپ باز می شود و اجازه می دهد روغن مستقیماً بدون عبور از محیط فیلتر به سمت موتور جریان یابد.
این بدان معناست که موتور به جای اینکه اصلاً روغن نداشته باشد، روغن بدون فیلتر دریافت می کند - یک مصالحه ضروری است که از خرابی فاجعه بار موتور در اثر گرسنگی روغن جلوگیری می کند. با این حال، بر اهمیت تعویض فیلتر روغن در بازه زمانی توصیه شده سازنده تاکید می کند: فیلتری که در حالت بای پس کار می کند هیچ حفاظتی در برابر آلودگی ایجاد نمی کند.
انواع فیلتر روغن و تفاوت آنها
چندین فیلتر روغن طرح ها در انواع مختلف خودرو و برنامه های کاربردی مورد استفاده قرار می گیرند، که هر کدام دارای اصول عملیاتی و ویژگی های عملکرد مجزا هستند.
- فیلتر جریان کامل (اولیه): طراحی استاندارد تقریباً در تمام وسایل نقلیه سواری استفاده می شود. تمام روغن موتور در هر مدار از این فیلتر عبور می کند - برای جلوگیری از مشکلات افت فشار، باید ظرفیت نگهداری کثیفی بالا با محدودیت جریان کم را متعادل کند. فیلترهای جریان کامل حجم زیادی از ذرات را جذب می کنند اما ممکن است به بهترین ذرات زیر 20 میکرومتر اجازه عبور دهند.
- فیلتر دور زدن: یک فیلتر تکمیلی که به صورت موازی به مدار روغن اصلی متصل است، که تنها بخش کوچکی (معمولاً 10-15٪) از جریان روغن از طریق آن عبور می کند. از آنجایی که فقط یک جریان کوچک از آن عبور می کند، فیلترهای بای پس می توانند از رسانه های فیلتر بسیار ریز استفاده کنند - ذرات کوچکی را جذب کنند. 2-5 میکرومتر - بدون ایجاد محدودیت مشکل در مدار روغنکاری اصلی. مورد استفاده در موتورهای دیزلی سنگین و کاربردهای طولانی مدت تخلیه
- فیلتر ترکیبی (جریان کامل/بای پس): فیلتراسیون تمام جریان و بای پس را در یک محفظه ادغام می کند - هم جذب ذرات با حجم بالا و هم فیلتراسیون پولیش فوق العاده ریز را در یک واحد فراهم می کند.
- فیلتر کارتریج (به سبک عنصر): یک عنصر فیلتر قابل تعویض که در یک قوطی ثابت متصل به بلوک موتور قرار دارد. محفظه روی وسیله نقلیه باقی می ماند. فقط کاغذ یا عنصر مصنوعی در فواصل زمانی سرویس تعویض می شود. نسبت به فیلترهای چرخشی سازگارتر با محیط زیست است زیرا زباله های فلزی کمتری در هر بازه زمانی سرویس تولید می شود
- فیلتر مغناطیسی / آشکارساز تراشه: حاوی آهنرباهای دائمی است که ذرات فلز آهنی را از روغن جذب و حفظ می کند - به عنوان مکملی برای فیلتراسیون رسانه در هوانوردی، دریایی و کاربردهای با کارایی بالا استفاده می شود که در آن تشخیص زودهنگام سایش فلزات غیرعادی ضروری است.
عواقب نادیده گرفته شدن یا خرابی فیلتر روغن
عواقب کارکرد موتور با فیلتر روغن مسدود، از کار افتاده یا غایب، تدریجی و تجمعی است - با سایش سریع شروع می شود و در صورت عدم توجه به موتور منجر به آسیب جدی می شود.
- سایش تسریع شده یاتاقان: ذرات فلزی در حال گردش در روغن به عنوان یک ترکیب سنگ زنی در برابر سطوح بلبرینگ دقیق عمل می کنند. فاصله یاتاقان ها افزایش می یابد، فشار روغن افت می کند و صدای "تق" مشخصه یاتاقان های فرسوده اصلی یا میله ای شروع می شود - اغلب نشان دهنده آسیبی است که نیاز به بازسازی موتور دارد.
- سایش دیواره سیلندر و رینگ پیستون: ذرات ساینده که دیواره های سیلندر را مشخص می کنند باعث افزایش دمش، مصرف روغن بیشتر، از دست دادن تراکم و کاهش توان خروجی می شوند - همه علائم موتوری که دچار آسیب آلودگی پایدار شده است.
- گالری روغن و انسداد گذرگاه: لجن و رسوبات در مسیرهای باریک روغن انباشته میشوند، جریان را به یاتاقانهای توربوشارژر، ژورنالهای میل بادامک، اجزای زمانبندی متغیر سوپاپ، و جتهای روغن خنککننده پیستون محدود میکنند - اجزایی که برای بقا به جریان کامل روغن بستگی دارند.
- خرابی توربوشارژر: یاتاقانهای شفت توربوشارژر با سرعتی تا 200000 دور در دقیقه و برای روانکاری و خنک کردن کاملاً به روغن تمیز و تحت فشار وابسته است. جریان روغن آلوده یا محدود دلیل اصلی خرابی زودرس توربوشارژر است - تعمیری که معمولا چندین برابر بیشتر از کل تاریخچه تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده خودرو هزینه دارد.
- آسیب به مبدل کاتالیزوری و سیستم انتشار گازهای گلخانه ای: فرسودگی موتور ناشی از فیلتراسیون ضعیف روغن باعث افزایش مصرف روغن و دمیدن می شود و ترکیبات مشتق شده از روغن را به جریان اگزوز وارد می کند که کاتالیزورهای مبدل کاتالیزوری را مسموم می کند و به سنسورهای اکسیژن آسیب می رساند.
فواصل تعویض فیلتر روغن: چه زمانی و چرا باید تعویض شود
یک فیلتر روغن همیشه باید در هر تعویض روغن تعویض شود - این دو مورد تعمیر و نگهداری جدایی ناپذیر هستند. نصب روغن تازه در موتوری با فیلتر استفاده شده بلافاصله شروع به آلوده کردن روغن جدید با ذرات محبوس شده در محیط قدیمی می کند و اگر فیلتر از قبل در ظرفیت باشد، خطر کارکردن در حالت بای پس را به همراه دارد.
فواصل تعویض استاندارد برای اکثر وسایل نقلیه مسافربری می باشد هر 5000 تا 10000 کیلومتر با روغن معمولی و هر 10000 تا 15000 کیلومتر با روغن تمام مصنوعی - همیشه از مشخصات سازنده خودرو پیروی می کند. وسایل نقلیه ای که در شرایط خدمات سخت استفاده می شوند - سفرهای کوتاه، محیط های پر گرد و غبار، یدک کشی یا رانندگی با عملکرد بالا - از فواصل کوتاه تری بهره مند می شوند زیرا این شرایط باعث تسریع تخریب روغن و فیلتر می شود.
با توجه به اینکه تعویض فیلتر روغن بخش کوچکی از هزینه های تعمیر موتور را که از آن جلوگیری می کند هزینه دارد، تعویض منظم فیلتر روغن نشان دهنده یکی از این موارد است. سرمایه گذاری های نگهداری با بالاترین بازدهی برای هر وسیله نقلیه موتور احتراق داخلی موجود است.
