Filtru de ulei/lubrifiant

Un filtru de ulei/de lubrifiere este un filtru conceput pentru a elimina contaminanții din uleiul de motor, uleiul de transmisie, uleiul de lubrifiere sau uleiul hidraulic. Utilizarea lor principală este în motoarele cu ardere internă pentru autovehicule (atât pe drum, cât și off-road), avioane cu motor, locomotive feroviare, nave și bărci și motoarele statice, cum ar fi generatoare și pompe. Alte sisteme hidraulice ale vehiculelor, cum ar fi cele din transmisiile automate și servodirecția, sunt adesea echipate cu un filtru de ulei. Motoarele cu turbină cu gaz, cum ar fi cele de pe avioanele cu reacție, necesită, de asemenea, utilizarea filtrelor de ulei. Filtrele de ulei sunt utilizate în multe tipuri diferite de mașini hidraulice. Industria petrolieră în sine folosește filtre pentru producția de ulei, pomparea uleiului și reciclarea uleiului. Filtrele moderne de ulei de motor tind să fie „full-flow” (inline) sau „bypass”.

Istorie

Istoria filtrului de ulei/ lubrifiere este o dovadă a importanței menținerii curățeniei și performanței motorului. De la primele zile ale site-urilor și filtrelor rudimentare până la filtrele moderne și tehnologiile avansate de filtrare, filtrele de ulei au evoluat semnificativ de-a lungul timpului. Pe măsură ce industria auto continuă să crească și să evolueze, la fel va continua și tehnologia folosită pentru a menține motoarele să funcționeze fără probleme și eficient.

Evoluții timpurii

Filtre timpurii: În primele zile ale motoarelor de automobile, nu existau filtre de ulei dedicate. În schimb, s-au folosit sită simple sau sitări pentru a îndepărta particulele mari din ulei. Aceste dispozitive timpurii au fost rudimentare și adesea ineficiente în îndepărtarea contaminanților mai fine.

Progresie: Pe măsură ce tehnologia motorului a avansat, necesitatea unei filtre mai eficiente a uleiului a devenit evidentă. Sistemele de ulei ale motoarelor timpurii au fost îmbunătățite treptat pentru a include mecanisme de filtrare mai bune.

Repere cheie

Filtre cu flux complet: filtrele de ulei cu flux complet, care filtrează tot uleiul care curge prin motor, au apărut ca o îmbunătățire semnificativă față de modelele anterioare. Aceste filtre au fost concepute pentru a elimina o gamă mai largă de contaminanți, îmbunătățind performanța și longevitatea motorului.

Filtre Spin-On: O descoperire majoră a venit în 1954, când WIX a inventat filtrul de ulei cu spin-on. Acest design a revoluționat înlocuirea filtrului de ulei, făcându-l un proces rapid și ușor. Filtrul spin-on este o unitate autonomă care poate fi îndepărtată și înlocuită cu ușurință prin deșurubarea acestuia din blocul motor. Acest design a devenit standardul pentru majoritatea vehiculelor moderne.

Progrese tehnologice

Materiale și design: De-a lungul timpului, materialele utilizate în filtrele de ulei s-au îmbunătățit semnificativ. Filtrele timpurii au fost fabricate din plasă metalică sau hârtie, dar filtrele moderne folosesc adesea materiale sintetice care oferă o eficiență și durabilitate de filtrare mai bune. Designul filtrelor a evoluat, de asemenea, cu multe filtre moderne care au hârtie plisată sau medii sintetice care oferă o suprafață mai mare pentru captarea contaminanților.

Eficiență și durabilitate: Filtrele de ulei moderne sunt concepute pentru a elimina chiar și cele mai mici particule din ulei, asigurând că motorul funcționează fără probleme și eficient. De asemenea, sunt construite pentru a rezista la condițiile dure din interiorul motorului, asigurând performanțe de lungă durată.

Tendințe din industrie

Creșterea pieței: piața globală a filtrelor de ulei a crescut constant, determinată de cererea tot mai mare de automobile și nevoia de întreținere regulată. Pe măsură ce numărul de vehicule pe drum continuă să crească, la fel crește și cererea de filtre de ulei.

Inovație: Producătorii inovează în mod constant pentru a îmbunătăți performanța și eficiența filtrelor de ulei. Aceasta include dezvoltarea de noi tehnologii de filtrare, cum ar fi mediile din nanofibre, care pot elimina particule și mai mici din ulei.

Preocupări de mediu: Cu preocupările tot mai mari de mediu, producătorii se concentrează și pe dezvoltarea filtrelor de ulei care sunt mai ecologice. Aceasta include utilizarea materialelor reciclabile și proiectarea de filtre care pot fi ușor eliminate sau reciclate.

Supape de limitare a presiunii

Majoritatea sistemelor de lubrifiere presurizate încorporează o supapă de suprapresiune pentru a permite uleiului să ocolească filtrul dacă restricția de curgere a acestuia este excesivă, pentru a proteja motorul de lipsa de ulei. Bypass-ul filtrului poate apărea dacă filtrul este înfundat sau uleiul este îngroșat de vremea rece. Supapa de limitare a suprapresiunii este în mod frecvent încorporată în filtrul de combustibil/motorină. Filtrele montate astfel încât uleiul tinde să se scurgă din ele încorporează, de obicei, o supapă anti-drenaj pentru a reține uleiul în filtru după ce motorul (sau alt sistem de lubrifiere) este oprit. Acest lucru se face pentru a evita o întârziere în creșterea presiunii uleiului odată ce sistemul este repornit; fără o supapă anti-drenaj, uleiul presurizat ar trebui să umple filtrul înainte de a merge mai departe către părțile de lucru ale motorului. Această situație poate cauza uzura prematură a pieselor în mișcare din cauza lipsei inițiale de ulei.

Tipuri de filtru de ulei

Mecanic

Proiectele mecanice folosesc un element realizat din material în vrac (cum ar fi deșeurile de bumbac) sau hârtie de filtru plisată pentru a capta și a sechestra contaminanții în suspensie. Pe măsură ce materialul se acumulează pe (sau în) mediul de filtrare, fluxul de ulei este limitat progresiv. Acest lucru necesită înlocuirea periodică a elementului de filtru (sau a întregului filtru, dacă elementul nu poate fi înlocuit separat).

Cartuș și spin-on

Element de filtru de hârtie de schimb pentru un JCB

Filtrele de ulei de motor timpurii erau construite în cartuș (sau element înlocuibil), în care o carcasă permanentă conține un element de filtru sau un cartuș înlocuibil. Carcasa este montată fie direct pe motor, fie de la distanță cu conducte de alimentare și retur care o conectează la motor. La mijlocul anilor 1950, a fost introdus designul filtrului de ulei cu rotire: o carcasă autonomă și un ansamblu element care urma să fie deșurubat de pe suport, aruncat și înlocuit cu unul nou. Acest lucru a făcut ca schimbarea filtrului să fie mai convenabilă și, potențial, mai puțin dezordonată și a devenit rapid tipul dominant de filtru de ulei instalat de producătorii auto din lume. Au fost oferite kituri de conversie pentru vehiculele echipate inițial cu filtre tip cartuș. În anii 1990, producătorii de automobile europeni și asiatici în special au început să se retragă în favoarea construcției filtrului cu elemente înlocuibile, deoarece generează mai puține deșeuri la fiecare schimbare a filtrului. Producătorii de automobile americani au început, de asemenea, să treacă la filtre cu cartuș înlocuibil, iar pentru aplicațiile populare sunt oferite kituri de modernizare pentru a se transforma de la filtre spin-on la filtre de tip cartuș. Filtrele de ulei pentru automobile disponibile comercial variază în ceea ce privește designul, materialele și detaliile de construcție. Cele care sunt realizate din material complet sintetic, cu excepția cilindrilor metalici de scurgere conținute în interior, sunt cu mult superioare și mai durabile decât tipul tradițional de carton/celuloză/hârtie care încă predomină. Aceste variabile afectează eficacitatea, durabilitatea și costul filtrului.

Filtre de ulei pentru motociclete pe Kawasaki W175. Vechi (stânga) și nou (dreapta).

Magnetic

Filtrele magnetice folosesc un magnet permanent sau un electromagnet pentru a capta particulele feromagnetice. Un avantaj al filtrării magnetice este că menținerea filtrului necesită pur și simplu curățarea particulelor de pe suprafața magnetului. Transmisiile automate din vehicule au frecvent un magnet în vasul de lichid pentru a sechestra particulele magnetice și a prelungi durata de viață a filtrului de fluid de tip media. Unele companii produc magneți care se atașează la exteriorul unui filtru de ulei sau dopuri magnetice de scurgere - inventați și oferiti pentru prima dată pentru mașini și motociclete la mijlocul anilor 1930 - pentru a ajuta la captarea acestor particule metalice, deși există o dezbatere în curs cu privire la eficacitate. a unor astfel de dispozitive.

Sedimentare

Un filtru de sedimentare sau cu pat gravitațional permite contaminanților mai grei decât uleiul să se depună pe fundul unui container sub influența gravitației.

Centrifugal

O centrifugă de curățare a uleiului este un dispozitiv rotativ de sedimentare care utilizează forța centrifugă mai degrabă decât gravitația pentru a separa contaminanții din ulei, în același mod ca orice altă centrifugă. Uleiul sub presiune intră în centrul carcasei și trece într-un rotor de tambur liber să se rotească pe un rulment și să etanșeze. Rotorul are două duze cu jet dispuse pentru a direcționa un curent de ulei către carcasa interioară pentru a roti tamburul. Uleiul alunecă apoi spre partea inferioară a peretelui carcasei, lăsând particule de impurități de ulei lipite de pereții carcasei. Carcasa trebuie curățată periodic, altfel particulele se vor acumula până la o grosime astfel încât să oprească rotirea tamburului. În această stare, uleiul nefiltrat va fi recirculat. Avantajele centrifugei sunt: ​​(i) că uleiul curățat se poate separa de orice apă care, fiind mai grea decât uleiul, se depune pe fund și poate fi scursă (cu condiția ca apa să nu fi emulsionat cu uleiul); și (ii) este mult mai puțin probabil să se blocheze decât un filtru convențional. Dacă presiunea uleiului este insuficientă pentru a învârti centrifuga, aceasta poate fi condusă mecanic sau electric.

Notă: unele filtre spin-off sunt descrise ca fiind centrifuge, dar nu sunt adevărate centrifuge; mai degrabă, uleiul este direcționat în așa fel încât să existe un vârtej centrifugal care ajută contaminanții să se lipească de exteriorul filtrului.

Eficiență ridicată (HE)

Filtrele de ulei de înaltă eficiență sunt un tip de filtru bypass despre care se pretinde că permit intervale extinse de scurgere a uleiului. Filtrele de ulei HE au de obicei dimensiuni ale porilor de 3 micrometri, ceea ce studiile au arătat că reduc uzura motorului. Unele flote au reușit să-și mărească intervalele de scurgere de până la 5-10 ori.