В комментариях к статье состоялась небольшая дискуссия о роли масляного фильтра. Оказалось, что не все наши читатели представляют, как работает масляный фильтр – особенно в части клапанной системы.
Предлагаем разобраться
Ситуация знакомая. Автор этих строк посетил немало заводов, выпускающих автомобильные фильтры – заводов как отечественных, так и зарубежных. В одной из поездок с нами был технический тренер, обучающий сотрудников автосервисов. В приватной беседе он признался, что многие механики не знают, как устроен масляный фильтр. Меняют на ТО фильтры – и не знают! Поэтому занятия приходится начинать с азбуки и лишь потом переходить к особенностям тех или иных изделий.
Что же говорить об обычных автомобилистах? Поэтому при всем уважении к читателям мы решили посвятить отдельную статью устройству масляных фильтров.
Масло без фильтра – деньги на ветер
К сожалению, моторное масло загрязняется непрерывно. Чем именно загрязняется? Никакого секрета. Загрязняющие примеси подразделяют на органические и неорганические. Органические состоят из частиц неполного сгорания топлива, соединений серы и продуктов термического разложения, окисления и полимеризации масла и топлива. А неорганические примеси – это банальная дорожная пыль, «останки» зольных присадок, продукты износа деталей и технологическая грязь, внесенная при небрежной заводской сборке или неряшливом капитальном ремонте двигателя.
Однако свойства масла ухудшаются не сразу.. Сначала происходит простое накопление инородных веществ, лишь со временем вызывающих старение и необходимость замены масла. Но уж когда они накопились, старение идет стремительно.
Отсюда вывод: загрязнения необходимо удалять, пока они не начали разрушительную работу. Для этого существует система очистки масла и ее главное звено – масляный фильтр.
Кто работает в очистке
В современных двигателях применяют две схемы очистки масла: полнопоточную и комбинированную.
Наиболее распространена полнопоточная схема, когда масло бегает по кругу «масляный насос – фильтр – пары трения – картер». За примерами далеко ходить не надо – так очищается масло в двигателях большинства легковых автомобилей. Фильтры для них так и называют – полнопоточные.
В комбинированной системе параллельно полнопоточному фильтру включают дополнительный фильтрующий элемент. В зарубежной литературе его называют bypass filter, у нас именуют «частичнопоточным», и вот почему. За время, когда через полнопоточный фильтр проходит 100% масла, частичнопоточный в зависимости от калибровки впускного канала пропускает от 1 до 10% – но с более тщательной «отбраковкой» инородных частиц.
Типы фильтров
Существуют три основных типа масляных фильтров: неразборные, разборные и модульные (модульно-разборные). На фотографии ниже мы приводим неразборные фильтры разных производителей, «препарированные» для изучения в НАМИ.
Классический неразборный полнопоточный фильтр spin-on состоит из тонкостенного металлического корпуса с присоединительной резьбой, фильтрующего элемента (шторы) и нескольких клапанов, о которых мы поговорим ниже. Относительно высокая стоимость неразборных фильтров компенсируется удобством их замены.
Разборный фильтр состоит из закрепленного на блоке корпуса-стакана и сменного элемента (картриджа). Сегодня разборные фильтры встраивают как в полнопоточную, так и в комбинированную систему очистки.
Разборные конструкции признаны перспективными: во‑первых, они существенно дешевле неразборных, а во‑вторых, экологичнее, поскольку картридж проще утилизировать.
И наконец, на современных автомобилях применяют модульные масляные фильтры, состоящие из съемного модуля и сменного фильтрующего элемента-картриджа. Считается, что такие конструкции сочетают в себе удобства неразборных и разборных фильтров.
Знакомимся с «анатомией» фильтров
Выше говорилось, что в корпусе неразборного фильтра расположены несколько клапанов. Чаще всего их два: перепускной и обратный. Начнем с перепускного клапана. Его еще называют предохранительным или обводным, а в иностранной литературе величают bypass valve.
Назначение перепускного клапана – обеспечить подачу масла к парам трения, если оно не может пройти через фильтрующий элемент. Такое случается, например, при сильном загрязнении шторы или при холодном пуске двигателя, когда масло загустело.
Перепускной клапан чаще всего располагают за шторой. Масло при его срабатывании сначала омывает штору и лишь потом устремляется в отверстие клапана. При этом некоторая часть накопленной на шторе грязи рискует быть смытой в магистраль. Кстати, именно это утверждение вызвало упомянутую в начале статьи дискуссию! Но факт остается фактом – при открытом перепускном клапане часть загрязнений действительно может смываться.
Правда, существует еще одно техническое решение – размещение перепускного клапана вблизи впускных отверстий. При его срабатывании масло направляется в магистраль, минуя штору. Риск смывания грязи при этом существенно меньше. Когда-то подобную конструкцию предложила фирма Purolator.
В разборных конструкциях перепускной клапан располагают в корпусе-стакане, в котором размещается фильтрующий элемент либо непосредственно в блоке двигателя. При открытии клапана штора остается в стороне.
Теперь об обратном, или, как его иногда называют, антидренажном клапане (anti-drain valve). Его назначение – удерживать масло в корпусе фильтра при заглушенном двигателе.
Обратный клапан перекрывает впускные отверстия фильтра – те, что расположены на крышке по окружности. Когда-то его изготавливали в виде резинового кольца, а герметизация обеспечивалась упругостью самой резины. Если фильтр долго ждал своей очереди на складе или в гараже, упругие свойства кольца снижались и клапан, казалось бы, нового фильтра оказывался неработоспособным. Масло на стоянке стекало в картер, а двигатель запускался в режиме масляного голодания, что понятно – на заполнение фильтра требуется хоть небольшое, но время.
Сегодня обратный клапан изготавливают в виде тонкого полимерного диска, плотное прилегание которого обеспечивается пружинкой. Такая конструкция служит несравненно дольше.
Некоторые неразборные фильтры имеют еще один клапан – противосливной (anti-syphon valve). Перекрывая выпускное отверстие корпуса, он не позволяет маслу вытекать при отворачивании фильтра, а сам фильтр становится «чернильницей-непроливайкой». Так обеспечивается чистота рук, двигателя и окружающей среды.
Штора – главная деталь
Чистильщик моторного масла – это фильтрующая штора. Но прежде чем перейти к ее описанию, вспомним: что характерно для современного масляного фильтра? Во-первых, уменьшение габаритов – ведь подкапотное пространство становится все более тесным. Во-вторых, увеличение пробега между сменами масла. Для решения этих задач производителю фильтров необходимо правильно выбрать фильтровальный материал.
Чаще всего в полнопоточных фильтрах встречается тонкостенная штора в виде многолучевой звезды. Материал – специальная фильтровальная бумага с пропиткой.
Некоторые производители укладывают штору шевронным или спирально-складчатым способами, что позволяет существенно увеличить поверхность фильтрующего элемента.
Продвинутые производители формируют на шторе выступы и углубления, обеспечивая тем самым необходимый и постоянный зазор между гофрами. А в процессе сгиба лучей на гофрировальной машине на их вершинах образуются небольшие П-образные площадки. Они не позволяют шторе «схлопываться» при прохождении масла, что увеличивает ресурс элемента дополнительно на 15–20%.
Очень важно правильно скрепить концы шторы. Простое вкладывание «зиг в зиг», крепление металлической скобкой, склеивание «внахлест» не обеспечат прочности и надежности соединения. А вот сварка бумаги гарантирует стопроцентную герметичность и высокую прочность «звезды», все же давление масла в двигателе достигает значительных величин – до 5-6 атмосфер.
А вот у «массовых» фильтров концы шторы могут скрепляться как угодно, но только не сваркой. А значит, есть риск пропускания масла через соединение. Разумеется, неочищенного.
Какую площадь должна иметь качественная бумажная штора, уложенная звездой? По данным НАМИ – от 1100 до 1600 см2. Для сравнения: площади штор в фильтрах ведущих производителей достигают 1800 см2, а некондиционные изделия различного происхождения располагают лишь жалкими лоскутками в 450 см2 и даже менее того.
Секреты корпуса
Из чего изготавливают корпус масляного фильтра spin-on? Как правило, из обычной «черной» стали, что вполне оправдано. Во-первых, это удешевляет само изделие. Во-вторых, в отличие от фильтра топливного, коррозия корпусу изнутри не грозит: его защищает моторное масло. Что касается защиты снаружи, сталь легко окрашивается. Но лучше всего себя зарекомендовало порошковое покрытие.
Важна толщина стенок, чтобы корпус выдерживал нормативное давление при испытании и не раздувался подобно мячику. Для российских условий это давление равно 15 кг/см2. Кстати, на двигателе его достичь очень трудно, поэтому фильтры испытываются на стенде.
Корпус соединяется с крышкой и усилителем. Эти элементы защищают от коррозии гальваническим способом. И, наконец, о резьбе и уплотнителе. Если резьба окажется прослабленной, фильтр может сорвать. Впрочем, качественным фильтрам это не грозит, равно как и слишком тугое закручивание: их резьба попадает точно в середину допуска. Тут же отметим, что холоднокатаная резьба предпочтительнее нарезной.
Что касается уплотнительного кольца, его выполняют из специальной маслостойкой резины. Этот материал исключает подтекание масла и самопроизвольное отворачивание фильтра при вибрации двигателя. Кольцо должно выступать над торцом примерно на 1,5 мм.
Некоторые производители выпускают неразборные фильтры с пластмассовыми корпусами. Их несомненное достоинство – простота утилизации.
Не подбирайте фильтр просто «по резьбе»
Количество клапанов в фильтре зависит от конструкции двигателя. Вариантов расположения фильтра на блоке несколько: горизонтальное, наклонное отверстиями вниз, наклонное отверстиями вверх, вертикальное отверстиями вниз, вертикальное отверстиями вверх…
В последнем случае антидренажный и противосливной клапаны становятся ненужными – масло из фильтра и так не вытечет. А сам фильтр выйдет дешевле.
А если и перепускной клапан установлен в блоке, фильтр может оказаться вообще бесклапанным. Еще раз, внимательно: бесклапанным! И не дай вам бог поставить его на обычный мотор, даже если резьба подойдет.
Примеры на картинке ниже:
● фильтр С 102, не имеющий противосливного клапана;
● фильтр С 103 бесклапанный;
● фильтр С 113, не имеющий перепускного клапана (этот клапан в блоке двигателя).
А присоединительная резьба у всех одинаковая!
Об испытаниях фильтров
Определить на глаз эффективность работы фильтра невозможно. Во всем мире основным инструментом оценки фильтров являются лабораторно-стендовые испытания. Они проводятся на аттестованном оборудовании по методикам и нормативам ISO 4548 «Методы испытаний полнопоточных масляных фильтров ДВС».
Масляные фильтры легковых автомобилей оцениваются по десяти параметрам. Среди наиболее значимых – начальное гидравлическое сопротивление и показатели эффективности очистки (тонкость и полнота отсева загрязняющих примесей).
Здесь важно понимать, что «тоньше» вовсе не означает «лучше» – так и штору забить недолго. Иными словами, при чрезмерно большой полноте отсева срок службы фильтра будет крайне малым. Значит, нужен некий оптимум – его-то и должен обеспечить производитель фильтра, подбирая фильтровальную бумагу для своего изделия.
О фильтрах поддельных
Что такое контрафакт и подделка и чем они отличаются друг от друга, мы рассказали в этой публикации https://dzen.ru/a/Zn6AjNPY3CcMFcca. Самое опасное для потребителя – это сочетание контрафакта и подделки (фальсификата). Далее будем говорить именно о таких фильтрах – подделке с этикеткой известного производителя.
Начнем с того, что в таких изделиях скрывается некачественная штора. Что стоит за этими словами? Во-первых, нарушение технологии изготовления. Прежде всего, это неправильная полимеризация бумаги, либо вообще упразднение этой операции. А если учесть, что энергозатраты составляют до 15% себестоимости фильтра, можно представить выигрыш от подобной «рационализации».
Во-вторых, уменьшение количества бумаги в шторе, доходящее до троекратного. Это уже дает прямую экономию дорогой бумаги, а ведь ее стоимость составляет от 30 до 50% стоимости самого фильтра.
И, наконец, в-третьих – это деформация при установке в корпус неправильно обрезанной и гофрированной шторы. Если же бумага не настоящая, штора будет расслаиваться и забивать масляные каналы в самом двигателе – но водитель узнает об этом слишком поздно.
Теперь о клапанах. Неправильно работающий антидренажный клапан провоцирует сухое трение в течение 5-7 секунд при каждом запуске, а дефектный перепускной может вообще никогда не пропускать масло к фильтрующей шторе. И то, и другое для поддельных фильтров не редкость.
Что касается корпусов, то опасность таится в негерметичности их соединений с фланцем (усилителем) и деформации (раздувании) при повышении давления в системе смазки.
Таким образом, поддельный фильтр в лучшем случае прослужит две-три тысячи километров, а в худшем – резко приблизит капитальный ремонт двигателя.
Некоторые производители контрафакта пишут на фильтрах заманчивое слово GERMANY. Здесь полезно знать следующее:
• если на фильтре написано MADE IN GERMANY, он действительно изготовлен в Германии;
• если же мы видим надпись просто GERMANY, такой фильтр может быть выпущен где угодно, но только не в Германии.
Дело в том, что фирма, написавшая на корпусе или упаковке фильтра MADE IN GERMANY, несет за это юридическую ответственность. В случае обнаружения подлога последуют штрафы, способные просто-напросто уничтожить компанию. А вот за надпись GERMANY никто никакой ответственности не несет.
О фильтрах настоящих
Как распознать настоящего производителя, лидера рынка? Назовем его отличительные черты:
– изготовление фильтров в точном соответствии с требованиями моторостроительных и автомобильных компаний, а также по их специальным заказам;
– поставки фильтров на конвейеры моторных и автомобильных заводов (ОЕМ);
– поставки на вторичный рынок изделий «конвейерного» качества, работа с дилерскими сетями (OES);
– выпуск каталогов продукции (бумажных, электронных, сетевых) с максимально широким охватом марок и моделей автомобилей;
– участие в международных выставках;
– наличие международного сертификата IQNet, подтверждающего, что производитель не просто внедрил систему менеджмента качества ISO, но и завоевал авторитет на мировом рынке.
Большинство этих характеристик можно найти в интернете, поработав с гуглом, специализированными сайтами и тематическими форумами. Заодно можно узнать много интересного о масляных фильтрах – этих далеко не простых «расходниках», охраняющих здоровье двигателя.
Иллюстрации из авторского архива ©
