Масляный фильтр подробно

Фильтр тонкой очистки при работе двигателя постоянно удаляет из системы смазки абразивные частицы, способные вызывать повышенный износ трущихся деталей.
От качества очистки зависит не только интервал замены масла, но и ресурс мотора.

Содержание

ОС­НОВ­НЫЕ ПРО­ИЗ­ВО­ДИ­ТЕ­ЛИ ФИЛЬТ­РОВ

Мас­ля­ные фильт­ры в свя­зи с осо­бен­но­стя­ми их про­из­вод­ст­ва из­го­та­в­ли­ва­ют в ос­нов­ном спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ные фир­мы. Они ис­поль­зу­ют вы­со­ко­ка­че­ст­вен­ную фильт­ро­валь­ную бу­ма­гу, ко­то­рую спо­соб­ны про­из­во­дить все­го не­сколь­ко фирм в ми­ре. В по­с­лед­ние го­ды про­из­вод­ст­во фильт­ров ос­во­и­ли от­но­си­тель­но но­вые пред­при­ятия, раз­ме­щен­ные в стра­нах Азии. Кро­ме то­го, ряд ев­ро­пей­ских и аме­ри­кан­ских фирм име­ет свои фи­ли­а­лы в дан­ных стра­нах.

На­и­бо­лее из­вест­ны­ми про­из­во­ди­те­ля­ми ав­то­мо­биль­ных мас­ля­ных фильт­ров в на­сто­я­щее вре­мя яв­ля­ют­ся:

• Стра­ны Ев­ро­пы: Sogefi Filtration (эта фир­ма бо­лее 60 лет пред­ста­в­ле­на на ми­ро­вом рын­ке, ее фильт­ры с тор­го­вы­ми мар­ка­ми «FIAAM» и «FRAM» ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся на ев­ро­пей­ских, аме­ри­кан­ских, япон­ских, ко­рей­ских и рос­сий­ских ав­то­мо­би­лях); Mann + Hummel Pro Tec Gmbh (тор­го­вая мар­ка «MANN FILTER»); MAHLE (тор­го­вые мар­ки «Mahle» и «Knecht»); Hengst Filterwerke (тор­го­вая мар­ка «Hengst Filter»); UFI filters (тор­го­вая мар­ка «SOFIMA»); SCT-Vertriebs Gmbh (тор­го­вая мар­ка «SCT»).
• США: Donaldson; Wix (Wix-Filtron); Fleetguard; Federal Mogul (эта фир­ма транс­на­ци­о­наль­ная, из­вест­на под тор­го­вой мар­кой «Champion»).
• Япо­ния –TSUCHIYA Co; MFG Co; Nippon Micro Filter Co.
• Ки­тай – NAFIL Filter Co; QAP Automotive Industries Ltd.
• Тай­вань – PEKO Inc. Ltd.
• Юж­ная Ко­рея – KANGNAM Filter Co; SE-KWANG Ind. Co.
• Тур­ция – Fil Filter Ltd; ASAS Filter Ind.

В Рос­сии, на­ря­ду с дав­но ра­бо­тав­ши­ми про­из­во­ди­те­ля­ми фильт­ров – «ЛА­АЗ», «ЭЗТФ», «ЧАЗ» и «ЗА­РЯ», в по­с­лед­ние го­ды по­я­ви­лось око­ло 50 но­вых фирм, та­ких как НПФ «Нев­ский фильтр», «Про­мыш­лен­но-Тор­го­вая Груп­па БИГ» (тор­го­вая мар­ка «БИГ­фильтр»), «Са­лют-фильтр», «ЦИ­ТРОН», «J-CARS» и др.

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.

УС­Т­РОЙ­СТ­ВО ФИЛЬТ­РОВ

Мас­ля­ный фильтр со­сто­ит из кор­пу­са, в ко­то­ром на­хо­дят­ся фильт­ру­ю­щий эле­мент и при не­об­хо­ди­мо­сти – пе­ре­пу­ск­ной, про­ти­во­дре­наж­ный и про­ти­во­слив­ной кла­па­ны. В за­ви­си­мо­сти от кон­ст­рук­ции кор­пу­са, фильт­ры мо­гут быть двух ти­пов:
— не­раз­бор­ные (spin-on), по­лу­чив­шие в на­сто­я­щее вре­мя наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние бла­го­да­ря ком­пакт­но­сти, низ­кой сто­и­мо­сти и удоб­ст­ву за­ме­ны;
— раз­бор­ные (replaceable cartridge) со смен­ным фильт­ру­ю­щим эле­мен­том, при­ме­ня­ю­щи­е­ся ре­же, так как име­ют уве­ли­чен­ные га­ба­ри­ты и ме­нее удоб­ны в об­слу­жи­ва­нии.
На рис: Неразборный масляный фильтр
1 – корпус;
2 – фильтрующий элемент (штора);
3 – перепускной клапан;
4 – противодренажный клапан;
5 – противосливной клапан
Фильт­ру­ю­щий эле­мент («што­ра») ча­ще все­го из­го­та­в­ли­ва­ет­ся из спе­ци­аль­ной гоф­ри­ро­ван­ной бу­ма­ги, про­пи­тан­ной смо­ла­ми. Та­кая бу­ма­га об­ла­да­ет вы­со­кой по­ри­с­то­стью, а бла­го­да­ря про­пит­ке – проч­но­стью, во­до- и мас­ло­стой­ко­стью. Для до­с­ти­же­ния ма­к­си­маль­но воз­мож­ной пло­ща­ди фильт­ру­ю­щей по­верх­но­сти при ми­ни­маль­ных га­ба­ри­тах фильт­ра бу­ма­гу ук­ла­ды­ва­ют спе­ци­аль­ным об­ра­зом, обыч­но в ви­де мно­го­лу­че­вой «звез­ды».
Фильт­ру­ю­щие эле­мен­ты объ­ем­но­го ти­па из хлоп­ча­то­бу­маж­ных, син­те­ти­че­ских и ис­кус­ст­вен­ных во­ло­кон при­ме­ня­ют­ся ре­же.
Пе­ре­пу­ск­ной кла­пан (вy-pass valve) ино­гда на­зы­ва­ют пре­до­хра­ни­тель­ным, об­вод­ным или бай­пас­ным. Его на­зна­че­ние – обес­пе­чить га­ран­ти­ро­ван­ную по­да­чу мо­тор­но­го мас­ла в си­с­те­му смаз­ки дви­га­те­ля в слу­чае, ес­ли оно не мо­жет прой­ти че­рез фильт­ру­ю­щий эле­мент при его пол­ном за­со­ре­нии или слиш­ком боль­шой вяз­ко­сти мас­ла при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах. Да­в­ле­ние сра­ба­ты­ва­ния пе­ре­пу­ск­но­го кла­па­на ус­та­на­в­ли­ва­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от кон­ст­рук­ции дви­га­те­ля и у раз­ных мо­де­лей на­хо­дит­ся в пре­де­лах 0,55–2,6 кг/см2.
Про­ти­вод­ре­наж­ный кла­пан (аnti-drain valve) пре­дот­вра­ща­ет слив мас­ла из фильт­ра и мас­ля­ных ка­на­лов в кар­тер дви­га­те­ля по­с­ле его ос­та­нов­ки. Это ис­клю­ча­ет при по­с­ле­ду­ю­щем пу­с­ке за­держ­ку по­да­чи мас­ла в си­с­те­му смаз­ки из-за об­ра­зо­ва­ния воз­душ­ной проб­ки. Са­мая рас­про­стра­нен­ная кон­ст­рук­ция про­ти­во­дре­наж­но­го кла­па­на пред­ста­в­ля­ет из се­бя под­пру­жи­нен­ный ре­зи­но­вый диск, за­кры­ва­ю­щий из­ну­т­ри вход­ные от­вер­стия в кор­пу­се фильт­ра.
Про­ти­вос­лив­ной кла­пан (аnti-syphon valve) обыч­но ус­та­на­в­ли­ва­ет­ся в не­раз­бор­ных фильт­рах в ком­би­на­ции с пе­ре­пу­ск­ным или про­ти­во­дре­наж­ным кла­па­ном и не по­з­во­ля­ет мас­лу вы­ли­вать­ся из кор­пу­са че­рез вы­ход­ное от­вер­стие при за­ме­не от­ра­бо­тав­ше­го фильт­ра.
От­сут­ст­вие не­ко­то­рых кла­па­нов в фильт­ре воз­мож­но в слу­ча­ях, ко­гда:

• фильтр раз­ме­щен на дви­га­те­ле так, что мас­ло из кор­пу­са вы­течь не мо­жет, по­э­то­му нет не­об­хо­ди­мо­сти в на­ли­чии про­ти­во­дре­наж­но­го и про­ти­во­слив­но­го кла­па­нов;
• пе­ре­пу­ск­ной кла­пан ус­та­но­в­лен вне фильт­ра не­по­сред­ст­вен­но на дви­га­те­ле.

ОБ­ЩИЕ РЕ­КО­МЕН­ДА­ЦИИ

Вы­би­рать фильтр луч­ше по ка­та­ло­гам фирм-про­из­во­ди­те­лей. Для это­го не­об­хо­ди­ма ин­фор­ма­ция о мо­де­ли ав­то­мо­би­ля и дви­га­те­ля или иден­ти­фи­ка­ци­он­ный но­мер (VIN).
При ис­поль­зо­ва­ния фильт­ров от дру­гих ав­то­мо­би­лей не­об­хо­ди­мо учи­ты­вать, что сов­па­де­ние га­ба­рит­ных раз­ме­ров, при­со­е­ди­ни­тель­ной резь­бы, спо­со­ба уп­лот­не­ния и ко­ли­че­ст­ва встро­ен­ных кла­па­нов не мо­жет га­ран­ти­ро­вать рав­но­цен­ную за­ме­ну.
На­при­мер:
ус­та­нов­ка фильт­ра от «Фольк­сва­ге­на» на «Жи­гу­ли» мо­жет стать при­чи­ной мас­ля­но­го го­ло­да­ния дви­га­те­ля, так как у это­го фильт­ра пе­ре­пу­ск­ной кла­пан от­кры­ва­ет­ся при да­в­ле­нии 2,1–2,6 кг/см2 вме­сто по­ло­жен­ных для «Жи­гу­лей» 0,6–0,75 кг/см2 и при хо­лод­ном пу­с­ке за­гу­с­тев­шее мас­ло к тру­щим­ся по­верх­но­стям бу­дет по­сту­пать в не­до­с­та­точ­ном ко­ли­че­ст­ве;
ус­та­нов­ка фильт­ра от «Жи­гу­лей» на «Фольк­сва­ген» при­ве­дет к поч­ти по­сто­ян­но­му про­то­ку мас­ла в об­ход фильт­ру­ю­ще­го эле­мен­та да­же на про­гре­том дви­га­те­ле, так как пе­ре­пу­ск­ной кла­пан от­кро­ет­ся при да­в­ле­нии 0,6–0,75 кг/см2 вме­сто по­ло­жен­ных для «Фольк­сва­ге­на» 2,1–2,6 кг/см2.
Фильт­ры-под­дел­ки те­ря­ют свою ра­бо­то­спо­соб­ность и пе­ре­ста­ют очи­щать мас­ло го­раз­до рань­ше «ори­ги­наль­ных». Их при­ме­не­ние мо­жет су­ще­ст­вен­но умень­шить ре­сурс дви­га­те­ля. Де­фе­к­ты, от­ли­ча­ю­щие под­дел­ку от ка­че­ст­вен­но­го не­раз­бор­но­го мас­ля­но­го фильт­ра, та­кие как не­гер­ме­тич­ность про­ти­во­дре­наж­но­го кла­па­на, по­вы­шен­ное гид­ра­в­ли­че­ское со­про­ти­в­ле­ние и ма­лый ре­сурс, не­воз­мож­но оп­ре­де­лить ви­зу­аль­но. Внеш­ний ос­мотр по­з­во­ля­ет вы­явить толь­ко яв­ные при­зна­ки не­ка­че­ст­вен­но­го из­де­лия:

• мар­ки­ров­ка сма­за­на, со­дер­жит не­точ­но­сти и про­ти­во­ре­чия, а так­же грам­ма­ти­че­ские ошиб­ки, осо­бен­но в тек­сте на ино­стран­ных язы­ках;

на резь­бе за­усен­цы, на кор­пу­се сле­ды свар­ки, тре­щи­ны в ме­с­тах валь­цов­ки;

• ре­зи­но­вое уп­лот­не­ние не­плот­но ло­жит­ся на ос­но­ва­ние кор­пу­са;
• фильт­ру­ю­щая што­ра вы­пол­не­на с ма­лым ко­ли­че­ст­вом гофр, к то­му же рас­пре­де­лен­ных не­рав­но­мер­но (это мож­но уви­деть че­рез от­вер­стия в кор­пу­се).

На­и­бо­лее на­деж­ный спо­соб убе­речь­ся от под­дел­ки – при­об­ре­те­ние фильт­ра в круп­ных спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ных ма­га­зи­нах ав­то­зап­ча­стей или фир­мен­ных сер­вис­ных цен­т­рах.
Пе­ри­о­дич­ность за­ме­ны фильт­ра и мас­ла в дви­га­те­ле ука­за­на в ин­ст­рук­ции к ав­то­мо­би­лю. Од­на­ко сле­ду­ет иметь в ви­ду, что тя­же­лые ус­ло­вия экс­плу­а­та­ции ма­ши­ны (го­род­ские в том чис­ле) со­кра­ща­ют срок их служ­бы. К та­ким ус­ло­ви­ям мож­но от­не­сти ча­с­тые за­пу­с­ки и ос­та­нов­ки не­пол­но­стью про­гре­то­го мо­то­ра, его про­дол­жи­тель­ную ра­бо­ту на хо­ло­стом хо­ду, за­пы­лен­ность воз­ду­ха и низ­кое ка­че­ст­во то­п­ли­ва. По­э­то­му бо­лее ча­с­тая в ра­зум­ных пре­де­лах за­ме­на мо­тор­но­го мас­ла и фильт­ра по­ло­жи­тель­но от­ра­жа­ет­ся на об­щем ре­сур­се дви­га­те­ля.
Об­ра­зо­ва­ние воз­душ­ных про­бок в мас­ло­при­ем­ни­ке или во вса­сы­ва­ю­щем па­т­руб­ке мас­ля­но­го на­со­са ино­гда воз­мож­но при за­ме­не мо­тор­но­го мас­ла. Они пре­пят­ст­ву­ют за­са­сы­ва­нию его на­со­сом и со­з­да­нию ра­бо­че­го да­в­ле­ния в си­с­те­ме смаз­ки. Из-за это­го по­с­ле пу­с­ка дви­га­те­ля на па­не­ли при­бо­ров про­дол­жа­ет го­реть крас­ный све­то­вой ин­ди­ка­тор не­до­с­та­точ­но­го да­в­ле­ния мо­тор­но­го мас­ла.
Ча­с­то счи­та­ют, что ви­но­ват вновь ус­та­но­в­лен­ный мас­ля­ный фильтр и его ме­ня­ют еще раз. Ино­г­да да­в­ле­ние мас­ла при этом вос­ста­на­в­ли­ва­ет­ся, так как в про­цес­се по­втор­ной за­ме­ны воз­душ­ная проб­ка уда­ля­ет­ся, под­твер­ждая оши­боч­ное пред­по­ло­же­ние о де­фект­но­сти пер­во­го фильт­ра.
Ес­ли по­с­ле за­ме­ны мас­ла и фильт­ра крас­ный све­то­вой ин­ди­ка­тор не гас­нет бо­лее 30 се­кунд по­с­ле пу­с­ка дви­га­те­ля, то сле­ду­ет: вы­клю­чить дви­га­тель;

• от­вер­нуть мас­ля­ный фильтр так, что­бы ос­ла­бить ре­зи­но­вое уп­лот­не­ние;
• от­клю­чить си­с­те­му за­жи­га­ния и про­кру­тить стар­те­ром дви­га­тель до тех пор, по­ка из-под ре­зи­но­во­го уп­лот­не­ния не по­я­вит­ся мас­ло;

вновь за­вер­нуть мас­ля­ный фильтр и уда­лить под­те­ки;

• под­клю­чить си­с­те­му за­жи­га­ния и пу­с­тить дви­га­тель, да­в­ле­ние мас­ла долж­но до­с­тиг­нуть нор­маль­ной ве­ли­чи­ны не бо­лее чем за 10 се­кунд.

Краткий курс масляных фильтров

Наряду с профессионалами сервиса наш журнал читают начинающие механики, водители и просто любознательные автомобилисты. Чтобы помочь им погрузиться в ту или иную проблему, редакция регулярно публикует тематические обзоры. Сегодняшняя беседа посвящена масляным фильтрам. Кое в чем придется повториться, но таков закон жанра…

Не упусти момент

Масляные фильтры относятся к изделиям, назначение которых ясно из названия. Загрязнение масла в двигателе происходит непрерывно. Избыток загрязняющих примесей вызывает повышенный износ и преждевременный выход из строя смазываемых деталей – особенно в кривошипно-шатунной и цилиндропоршневой группах. Иными словами, от чистоты моторного масла зависят ресурс и надежность ДВС, а также его мощностные и экологические показатели. Важна и экономия высококачественных моторных масел – они сегодня недешевы, а срок их службы напрямую зависит от степени загрязнения.

Откуда же берется губительная грязь? Ответить на этот вопрос поможет классификация. Загрязняющие примеси делятся на две основные группы: органические и неорганические. Органические образуются в результате неполного сгорания топлива, а также термического разложения, окисления и полимеризации масла и топлива. Свою лепту вносят реакции с участием соединений серы и вездесущей воды.

А неорганические примеси – это банальная пыль, технологические загрязнения, внесенные при изготовлении или ремонте двигателя, частицы механического износа деталей, а также продукты отработавших зольных присадок.

Загрязнение масла в дизелях происходит интенсивнее, чем в бензиновых и газовых двигателях. Оно характеризуется большим содержанием сажи, подавляющей противоизносные свойства присадок и усиливающей выпадение отложений. Поэтому для дизельных двигателей выпускают особые, так называемые «дизельные» масла со специальным пакетом присадок.

Однако даже при интенсивном загрязнении масло не сразу ухудшает свои свойства. На первом этапе происходит простое накопление инородных веществ, лишь со временем вызывающих старение и необходимость замены масла. Вот почему так важно своевременно удалять загрязняющие примеси. Для этого и существует система очистки масла и ее главное звено – масляный фильтр.

Системы очистки: какими они бывают

В современных двигателях применяют две схемы очистки масла: полнопоточную и комбинированную. Наиболее распространена полнопоточная схема, когда масло многократно проходит 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 или центрифугу.

В зарубежной литературе дополнительный фильтр именуют bypass filter, у нас же его называют «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. В качестве примера назовем такие цифры: тонкость отсева полнопоточного фильтра составляет около 45 мкм, а частичнопоточного – 1–3 мкм.

Испытания, проведенные в НАМИ, показали, что в сравнении с полнопоточными комбинированные системы в 2–3 раза снижают износ подшипников коленчатого вала и маслосъемных колец. Кроме того, они позволяют продлить срок службы моторного масла и почти в 2 раза увеличить ресурс полнопоточных фильтров.

Полнопоточная система с неразборным фильтром (а). Полнопоточная система с разборным фильтром (б). Комбинированная система с полнопоточным и частичнопоточным фильтрами (в)

Но вместе с тем комбинированная система очистки масла усложняет двигатель и увеличивает его стоимость. И здесь у читателя может возникнуть вопрос: а нельзя ли сделать полнопоточный фильтр с трехмикронной тонкостью отсева и не городить дополнительную магистраль? К сожалению, нельзя. Такой фильтр имел бы ничтожный срок службы из-за быстрого засорения.

Есть такая поговорка: новое – это хорошо забытое старое. Она удивительным образом подходит к теме данного раздела. Так, принцип комбинированной очистки масла известен очень давно. В свое время наши «Победы» и «двадцать первые» «Волги» имели два масляных фильтра: полнопоточный пластинчатый и частичнопоточный картонный. Их и называли соответственно: фильтры грубой и тонкой очистки.

Первый не менялся никогда – его пластины очищались поворотом специального рычажка, после чего грязь оказывалась в нижней части корпуса и удалялась при замене масла. Второй имел сменный элемент – сейчас его назвали бы «картриджем». Именовался он АСФО – автомобильный суперфильтр-отстойник. Аналогичные решения применялись и на зарубежных автомобилях.

Эти фильтры были хороши для моторных масел того времени. А сегодня они оказалась бы неработоспособными, и вот почему. Благодаря эффективным моющим и диспергирующим присадкам уровень измельчения загрязнений в современных маслах очень высок – следовательно, посторонние частицы беспрепятственно пройдут через пластины фильтра грубой очистки и быстро забьют поры картонного элемента тонкой очистки.

Поэтому с появлением качественных масел модернизировались и системы очистки – они стали полнопоточными, а пластинчатые фильтры ушли в историю, уступив место «коллегам» с бумажной шторой.

Но комбинированные системы вовсе не канули в Лету. Когда двигатели обрели множество прецизионных узлов, комбинированный способ очистки вновь оказался востребованным – но уже на ином, более высоком уровне.

А вы, читатель, можете задать своим друзьям вопрос «на засыпку»: что общего у «Победы» с современным Mercedes? И когда те пожмут плечами или снобистски поморщатся, щегольните эрудицией: обе машины имеют комбинированные системы очистки моторного масла и два фильтра: полнопоточный и частичнопоточный.

Кто самый передовой?

Как и все в этом мире, масляные фильтры поддаются классификации. Существуют три основных типа конструкции этих изделий: неразборные, разборные и модульные (модульно-разборные).

Классический, так сказать, хрестоматийный неразборный полнопоточный фильтр spin-on состоит из тонкостенного металлического корпуса с присоединительной резьбой, фильтрующего элемента (шторы) и нескольких клапанов, о назначении которых мы поговорим ниже. Относительно высокая стоимость неразборных фильтров компенсируется удобством их замены.

Разборный фильтр состоит из закрепленного в моторном отсеке (чаще всего на блоке) корпуса и сменного элемента – подобную, хотя и не идентичную конструкцию имели описанные выше фильтры тонкой очистки. Сегодня разборные фильтры встраивают как в полнопоточную, так и в комбинированную систему очистки.

Несмотря на некоторые неудобства обслуживания и замены элемента, разборные конструкции признаны перспективными: во‑первых, они существенно дешевле неразборных, а во‑вторых, экологичнее, поскольку проще утилизируются. И здесь тоже просматривается ирония судьбы: сколько сказано и написано об архаичности «волговского» мотора – и вдруг оказывается, что несколько десятилетий тому назад в него заложили передовое по нынешним меркам решение. Пустячок, а приятно.

И наконец, на современных автомобилях применяют модульные масляные фильтры, состоящие из съемного корпуса (модуля) и сменного фильтрующего элемента (картриджа). Считается, что такие конструкции сочетают в себе удобства неразборных и разборных фильтров.

Клапаны раз, клапан два… клапан три!

А теперь давайте ознакомимся 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 часто располагают за шторой. Масло при его срабатывании сначала омывает штору и лишь потом устремляется в отверстие клапана. Понятно, что накопленная шторой грязь рискует быть смытой в магистраль – и тогда очистку масла надо начинать заново.

Конечно, где-нибудь в Италии (вспомните «жигулевскую» родословную) холодные пуски двигателя – редкость. Там мягкие зимы, много теплых гаражей, поэтому данная схема не проявляет своего недостатка. Иное дело Россия… Впрочем, не будем преувеличивать опасность: если фильтр менять вовремя и пользоваться соответствующим сезону маслом, указанной неприятности можно избежать.

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. А в разборных конструкциях перепускной клапан располагают в корпусе фильтра или непосредственно в блоке двигателя. Понятно, что и здесь при открытии клапана штора останется в стороне.

Теперь поговорим 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. Когда-то его изготавливали в виде резинового кольца переменного сечения, 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 многие отечественные и зарубежные фирмы изготавливают обратный клапан в виде тонкого резинового диска. Его плотное прилегание к поверхности крышки фильтра обеспечивается витой или штампованной металлической пружиной. 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 он становится «чернильницей-непроливайкой». Так обеспечивается чистота рук, двигателя и, конечно, окружающей среды.

Об одном неприятном случае

Количество и расположение клапанов существенно зависит от конструкции двигателя и размещения фильтра. А вариантов рабочих положений у него несколько: горизонтальное, наклонное отверстиями вниз, наклонное отверстиями вверх, вертикальное отверстиями вниз, вертикальное отверстиями вверх…

Так, в последнем случае антидренажный и противосливной клапаны становятся ненужными – масло из фильтра и так не вытечет. А если и перепускной клапан установлен в блоке, фильтр может оказаться вообще бесклапанным. И не дай вам бог поставить его на обычный мотор, даже если резьба подойдет.

И совсем уж беда, если применять «не тот» фильтр советует производитель автомобиля. А такие случаи были. Так, в документе 3100–3902008РЭ 2003 на с. 57 сказано буквально следующее: «…на двигателях ЗМЗ‑4062 допускается в послегарантийный период применение масляных фильтров зарубежного производства C113 ».

Выдержка из каталога

А что такое фильтр С113? Смотрим в каталог: этот фильтр имеет антидренажный и противосливной клапаны и не имеет перепускного. Следовательно, предназначен для двигателей, у которых перепускной клапан находится в блоке.

Сколько моторов работало на загрязненном масле из-за этой ошибки, история умалчивает. К счастью, завод довольно быстро исправился и выпустил новое руководство по эксплуатации с правильными рекомендациями.

Вот почему необходимо подбирать фильтр строго по каталогу – там содержится вся необходимая информация, в том числе и о коли­честве клапанов.

О шторе и бумаге – чуть подробнее

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 важно правильно выбрать фильтровальный материал.

Главная деталь масляного фильтра – штора. Чаще всего в полнопоточных фильтрах встречается тонкостенная штора в виде многолучевой звезды. Иногда штору укладывают шевронным или спирально-складчатым спосбами, что позволяет существенно увеличить поверхность фильтрующего элемента.

Некоторые производители выпускают неразборные масляные фильтры с пластмассомыми корпусами. Здесь показан фильтр дизеля Cummins, корпус разрезан

Иногда в полнопоточных фильтрах применяют элементы объемного типа, изготовленные из хлопчатобумажных, синтетических и искусственных волокон. Как и следует из названия, осаждение частиц в них происходит по всему объему, поэтому эти элементы обладают более высокой грязеемкостью и служат дольше.

Но есть у объемных элементов и минусы: они имеют повышенное гидравлическое сопротивление. А оно, к сожалению, увеличивает время работы фильтра с открытым перепускным клапаном во время пуска и прогрева двигателя – особенно в зимний период эксплуатации.

Вернемся к классической бумажной шторе, уложенной звездой. В идеале фильтровальные материалы должны удалять 100% всех загрязняющих веществ без образования перепада давления. Но в реальной жизни приходится искать компромисс между двумя основными параметрами – эффективностью фильтрации и пропускной способностью.

Рабочие параметры будущего фильтровального материала полностью определяются «правильной» смесью сырья – натуральных и искусственных волокон. Их основными характеристиками являются длина и степень обработки. Первая влияет на прочность материала, а вторая – на его пропускную способность и эффективность фильтрации.

После получения из волокон бумаги ее пропитывают различными смолами. Цель – дополнительное повышение химических и механических характеристик материала. Кроме того, на этапе изготовления фильтровальных материалов в них вводят огне-, водо-, износостойкие добавки и пластификаторы.

Таким образом, современные фильтровальные материалы представляют собой не просто бумагу в привычном понимании. Это трехмерные среды с высокой пористостью и большой внутренней поверхностью. Они задерживают частицы, не только превышающие размеры пор, но и более мелкие, попадающие на волокна и сорбируемые на них. Такие материалы способны эффективно осаждать большое количество полидисперсных частиц, в том числе размером 10–15 мкм.

Фильтры из новых материалов, состоящих из композиций целлюлозы и полиэфира, имеют ресурс от 30 до 50 тыс. км пробега, что соответствует нормам для большинства новых европейских легковых автомобилей.

И наконец, фильтры из новейших материалов, состоящих либо из равных долей целлюлозы и полиэфира, либо из чистого полиэфира, позволяют достичь пробега 100 тыс. км до замены масла и фильтра. Такие решения уже реализованы в некоторых японских машинах.

Важно знать, что масляные фильтры выходят из строя не только потому, что забиваются загрязняющими примесями. Немалую роль играет старение и разложение самой фильтровальной бумаги.

Хуже всех ведет себя чистая целлюлоза, поскольку продукты окисления масла вызывают ее распад. Но добавка даже 25% полиэфира увеличивает стойкость материала к старению в 5 раз. Что касается 100%-й синтетики, она вне конкуренции: ее стойкость к старению в 13 раз больше, чем у целлюлозы. Этот и другие доводы говорят в пользу фильтровальных бумаг с полиэфирными волокнами.

Впрочем, есть у новинок и недостатки. Среди наиболее значимых – существенное удорожание изделия, меньшая глубина гофр (что является следствием технологических трудностей) и необходимость более сильного нагрева при гофрировании шторы. Все же полимер есть полимер.

Помимо химии, свою лепту в качество шторы вносит и геометрия. 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%.

А 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.

Широко известен неразборный масляный фильтр с двумя фильтрующими элементами, выпускаемый под маркой «КОЛАН». Это изделие имеет дополнительную штору, расположенную перед перепускным клапаном. Таким образом, масло фильтруется всегда – и при холодном пуске, и при резком увеличении оборотов двигателя, и при засорении основного фильтрующего элемента.

О корпусах

Из чего изготавливают корпус масляного фильтра? 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.

Важно подобрать толщину 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. Тут же отметим, что форма и расположение впускных отверстий роли не играют – лишь бы обес­печивалась суммарная площадь входной магистрали. Правда, следует знать: чем больше отверстий, тем меньше жесткость усилителя.

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 диапазона. 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.

Об испытаниях

Определить на глаз эффективность работы фильтра невозможно. Но это и не требуется, поскольку все допущенные к эксплуатации «расходники» и запчасти имеют «паспорт» – сертификат.

Изделие сертифицировано… Разумеется, за этой фразой стоят испытания. Строгие и бескомпромиссные. Узаконенные нормативной документацией.

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. Все перечислять не будем, укажем лишь основные, увязав их с реальным двигателем.

1. Начальное гидравлическое сопротивление. Фактически это перепад давлеия на входе и выходе масляного фильтра при заданном расходе масла. Данная характеристика показывает, как влияет на давление в системе смазки сам фильтр. Это особо важно при работе двигателя на холостом ходу.

Если сопротивление фильтра велико, а оборотов мотора недостаточно, чтобы открыть перепускной клапан, давление в системе падает ниже нормы. Двигателю грозят задиры и прочие последствия масляного голодания.

Норматив начального гидравлического сопротивления менее 0,03 МПа (

0,3 технической атмосферы). Если норматив выполняется, падения давления на холостых оборотах не будет.

2. Показатели эффективности очистки (тонкость и полнота отсева загрязняющих примесей).

Ну, показатели эффективности, они и есть показатели эффективности – что на стенде, что на двигателе. Впрочем, кое-какие объяснения все же потребуются.

Важно знать, что показатель «тонкость отсева» без уточнения «какая именно тонкость» ни о чем не говорит. Речь может идти о средней, номинальной или абсолютной тонкости отсева.

Так, «средняя тонкость отсева» означает, что фильтр задержит 50% частиц монодисперсного загрязнителя указанного размера.

«Номинальная» – что фильтром «тормозятся» 95% загрязнений указанного размера.

И наконец, «абсолютная» – что отфильтровываются все 100% частиц указанного размера.

При сертификационных испытаниях фильтров обычно оценивают номинальную тонкость отсева.

Кроме тонкости отсева, нормативные документы содержат и другие важные показатели, в частности, полноту отсева. Для полнопоточных фильтров она должна быть не менее 25%. Как это связано с номинальной тонкостью? Никакого секрета: имеются методики пересчета. Так, при полноте отсева 25% размер частиц не будет превышать 57 мкм.

Можно сказать и по-другому: при полноте отсева 25% фильтр обязан задерживать 95% монодисперсных загрязняющих частиц размером 57 мкм.

Полнота отсева задает предельные значения загрязнений с учетом не только размеров, но и концентрации частиц. Так, полнота отсева менее 25% приводит к резкому увеличению интенсивности износа пар трения в двигателе.

Однако «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.

3. Герметичность фильтра и отсутствие остаточных деформаций при давлении масла 1,5 МПа (

15 технических атмосфер).

Полагаем, с этим показателем все понятно. Полтора мегапаскаля примерно соответствуют пятнадцати техническим атмосферам. Такого давления в системе смазки двигателя достичь трудно даже при неисправном редукционном клапане в масляном насосе. Если испытатели выносят вердикт «Фильтр герметичен, остаточные деформации отсутствуют», значит, корпус прочен, а закатка выполнена безупречно.

Стенд для проверки перепускного клапана (слева) и испытаний фильтра на предельное давление (справа) Испытание фильтра на пульсацию давления масла. За 2 секунды давление возрастает от 0 до 10 кгс/см 2 и тут же падает до 0. Число таких циклов — 25 тыс.

О качественной сборке корпуса и внутренностей изделия свидетельствуют и другие «силовые» показатели – в частности, предельные перепады давления, не вызывающие разрушения фильтра и фильтроэлемента.

Словом, прошедшим испытания масляным фильтрам не грозит «раздувание» и деформации при небрежной транспортировке.

4. Работа перепускного и антидренажного клапана (при их наличии).

Перепускной клапан настраивают на определенный перепад давления до и после фильтрующей шторы, а конкретные нормы задаются моторным или автомобильным заводом. Так, стандартный «жигулевский» фильтр открывает клапан при перепаде давления в диапазоне от 0,075 до 0,1 МПа. Извольте, что называется, соответствовать.

Что касается антидренажного клапана, он должен быть герметичен, и этим всё сказано.

5. Габаритные размеры и присоединительная резьба фильтра.

Габаритные размеры должны обеспечивать возможность легкого монтажа и демонтажа фильтра в подкапотном пространстве. И несколько слов о резьбе. Слишком тугая затруднит упомянутый монтаж, прослабленная не обеспечит герметичности соединения. Диаметр резьбы для масляных фильтров автомобилей ВАЗ должен быть в пределах от 17,323 до 17,678 мм. А кольцевое резиновое уплотнение должно не допускать подтекания масла и самопроизвольного отвинчивания фильтра при вибрации двигателя.

И в заключение раздела подчеркнем особо: официальная методика обеспечивает важнейшую характеристику – воспроизводимость результатов, без которой не бывает ни науки, ни практики. Испытывай изделия десять, сто, тысячу раз – итоговые цифры будут совпадать в пределах погрешности измерений. Вот почему сертифицированным фильтрам можно верить. И рекомендовать их потребителю.

Гонка за лидером

Сегодня фильтры солидных фирм примерно сравнялись по качеству. Секрет прост: все уважающие себя компании применяют современные технологии и комплектующие, внедряют системы менеджмента качества, и в борьбе за рынок производители буквально наступают друг другу на пятки.

И все же их можно разбить на две группы: «кому наступают» и «кто наступает».

Назовем отличительные черты первой, лидирующей группы производителей:

– 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 – как российских, так и зарубежных;

– участие в международных выставках, в частности, Automechanika во Франкфурте-на-Майне;

– наличие международного сертификата IQNet, подтверждающего, что производитель не просто внедрил систему менеджмента качества ISO (это сделали многие), но и завоевал авторитет на мировом рынке.

Непростые эти задачи решаются не только маркетинговой политикой, но и с помощью конструктивных и технологических инноваций.

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