Масляный фильтр

Масляный фильтр — это устройство, предназначенное для очистки моторного масла от механических примесей, продуктов износа деталей двигателя (стружка, частицы металла), нагара и других загрязнений, образующихся в процессе работы двигателя внутреннего сгорания. Является ключевым элементом системы смазки, обеспечивающим долговечность и надёжность силового агрегата.

История

Первые масляные фильтры появились в начале XX века одновременно с развитием автомобилестроения. В 1920-х годах компания Purolator (сокращение от «pure oil later») разработала первый сменный фильтрующий элемент, который устанавливался на двигатели. В СССР первые масляные фильтры начали применяться на грузовых автомобилях в 1930-х годах, например, на двигателях ЗИС-5. До середины XX века многие автомобили не имели масляных фильтров вовсе, что приводило к быстрому износу двигателей — масло меняли каждые 500–1000 км пробега.

В 1950-х годах получили распространение фильтры полнопоточного типа, через которые проходило всё масло, подаваемое насосом. В 1970-х годах, с ужесточением экологических норм и требований к ресурсу двигателей, конструкция фильтров была усовершенствована: появились многослойные бумажные фильтроэлементы, перепускные и противодренажные клапаны. Современные фильтры способны задерживать частицы размером до 5–10 мкм.

Устройство и принцип действия

Типичный масляный фильтр (для автомобилей) состоит из следующих основных элементов:

• Корпус — металлический цилиндр (чаще всего стальной), герметично закрытый. В донной части корпуса расположена присоединительная резьба и отверстия для входа и выхода масла.
• Фильтрующий элемент — основной рабочий орган. Изготавливается из специальной фильтровальной бумаги (целлюлоза, синтетическое волокно или их комбинация), сложенной в гармошку (гофрирование) для увеличения площади поверхности. Бумага пропитана фенольными или эпоксидными смолами для придания прочности и маслостойкости.
• Перепускной клапан (bypass valve) — пружинный механизм, открывающийся при превышении давления масла на фильтрующем элементе (например, при его засорении или при пуске холодного двигателя с вязким маслом). В этом случае масло поступает в двигатель, минуя фильтрующий элемент, чтобы избежать масляного голодания.
• Противодренажный клапан (anti-drainback valve) — резиновый или силиконовый лепесток, предотвращающий стекание масла из корпуса фильтра в картер после остановки двигателя. Это обеспечивает быстрое поступление масла к трущимся деталям при повторном пуске.
• Уплотнительное кольцо — резиновое кольцо на торце корпуса, обеспечивающее герметичность соединения фильтра с блоком двигателя.

Принцип действия: масло из масляного насоса двигателя поступает через входные отверстия в корпус фильтра, проходит через фильтрующий элемент (снаружи внутрь или наоборот, в зависимости от конструкции), очищается от загрязнений и через центральное выходное отверстие (резьбовое) направляется в масляные каналы двигателя. Частицы грязи задерживаются в порах фильтровальной бумаги.

Классификация

Масляные фильтры классифицируются по нескольким признакам.

По типу фильтрации

• Полнопоточные — всё масло, подаваемое насосом, проходит через фильтр. Наиболее распространённый тип в современных двигателях. Обеспечивают высокую степень очистки, но при засорении перепускной клапан открывается, и масло идёт в обход.
• Частичнопоточные — через фильтр проходит только часть масла (обычно 5–10% от общего потока), остальное поступает в двигатель напрямую. Очистка более тонкая, но медленная. Используются на некоторых дизельных двигателях и в качестве дополнительных фильтров.
• Комбинированные — сочетают полнопоточную и частичнопоточную схемы.

По конструкции

• Неразборные (сменные) — фильтр заменяется целиком вместе с корпусом. Наиболее распространённый тип для легковых автомобилей. Удобен в обслуживании, но создаёт больше отходов.
• Разборные (сменный фильтроэлемент) — корпус остаётся на двигателе, заменяется только внутренний картридж (фильтроэлемент). Часто применяются на грузовых автомобилях (например, КАМАЗ, МАЗ) и спецтехнике. Более экологичны, так как корпус используется многократно.
• Центробежные — не имеют фильтрующего элемента; очистка происходит за счёт центробежной силы: масло раскручивается в роторе, и тяжёлые частицы отбрасываются к стенкам. Используются на некоторых дизельных двигателях (например, на тракторах «Кировец»).

По материалу фильтрующего элемента

• Бумажные — из целлюлозы, дешёвые, но чувствительны к влаге и имеют ограниченный ресурс.
• Синтетические — из полиэстера, стекловолокна или других синтетических материалов. Более долговечны, обеспечивают лучшую фильтрацию, устойчивы к высоким температурам и агрессивным средам.
• Комбинированные — многослойные, сочетают свойства бумаги и синтетики.

Применение

Масляные фильтры применяются во всех типах двигателей внутреннего сгорания, где используется система смазки под давлением:

• Автомобильные двигатели (бензиновые и дизельные) — легковые и грузовые автомобили, автобусы.
• Мотоциклетные двигатели — на многих моделях мотоциклов, скутеров.
• Судовые двигатели — на катерах, яхтах, теплоходах.
• Стационарные двигатели — генераторные установки, компрессоры, насосы.
• Сельскохозяйственная и строительная техника — тракторы, комбайны, экскаваторы, бульдозеры.
• Авиационные двигатели — поршневые двигатели самолётов и вертолётов.

Критерии выбора и эксплуатация

При выборе масляного фильтра для конкретного двигателя учитываются:

• Соответствие резьбы и присоединительных размеров — фильтр должен подходить к блоку двигателя.
• Пропускная способность — фильтр не должен создавать избыточного сопротивления потоку масла.
• Эффективность фильтрации — способность задерживать частицы определённого размера (обычно от 10 до 30 мкм).
• Наличие перепускного и противодренажного клапанов — обязательно для большинства современных двигателей.
• Качество материалов — корпус должен быть устойчив к коррозии, уплотнительное кольцо — к маслам и температурам.

Рекомендуемая периодичность замены масляного фильтра — одновременно с заменой моторного масла. Для большинства современных автомобилей это интервал 10 000–15 000 км пробега или один раз в год. Использование загрязнённого фильтра приводит к снижению давления масла, ускоренному износу двигателя и возможному заклиниванию.

Интересные факты

• Первый патент на масляный фильтр был выдан в США в 1923 году изобретателю Эрнесту Свитленду (Ernest Sweetland).
• В СССР в 1950–1960-х годах на многих автомобилях (например, «Москвич-401») масляные фильтры отсутствовали, и масло очищалось только через сетчатый приёмник в картере.
• Современные масляные фильтры для высокофорсированных двигателей (например, спортивных или турбированных) часто имеют усиленный корпус и фильтроэлемент из синтетического материала, способный выдерживать давление до 20 бар.
• Некоторые производители (например, MANN+HUMMEL, Bosch, Mahle) выпускают фильтры с магнитами внутри корпуса для улавливания металлической стружки.

Источники

• «Автомобильные эксплуатационные материалы» — учебник для вузов, под ред. А. А. Гуреева, 2015.
• «Системы смазки двигателей внутреннего сгорания» — техническая литература, 2018.
• Материалы производителей фильтров (MANN+HUMMEL, Bosch, Fram).
• ГОСТ 10121-76 «Фильтры масляные для двигателей. Общие технические условия».