Почки для мотора

Кроме асов автосервиса, наш журнал читают начинающие механики, водители и просто любознательные автомобилисты. Чтобы помочь им сориентироваться в той или иной проблеме, редакция регулярно публикует тематические обзоры. Сегодняшняя беседа посвящена масляным фильтрам.
Все, как у людей…
Масляные фильтры относятся к изделиям, назначение которых ясно из названия. И мы не случайно выбрали для статьи медицинский заголовок. Коль скоро двигатель имеет даже «мозги», а «питается» топливом, лучшей метафоры, чем «почки» для масляных фильтров, не придумаешь.
Загрязняющие примеси (а загрязнение масла в двигателе происходит непрерывно) вызывают повышенный износ и преждевременный выход из строя трущихся 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 неминуемо образуются как побочный продукт при сгорании топлива, а также термического разложения, окисления и полимеризации масла и топлива. Свою лепту вносят реакции с участием соединений серы и вездесущей воды.
Неорганические примеси - это банальная пыль, технологические загрязнения 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. Причем в первом случае 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 этих автомобилей так и называют - полнопоточные.
В комбинированной системе параллельно полнопоточному фильтру включают дополнительный фильтрующий элемент или центрифугу. Такие решения применяют, например, на дизельных «мерседесах» серий 200 и 300, некоторых вседорожниках и многих моделях грузовиков.
В зарубежной литературе дополнительный фильтр именуют bypass filter, у нас же его называют «частично-поточным», и вот почему. За время, когда через полнопоточный фильтр проходит сто процентов масла, частично-поточный, в зависимости от калибровки впускного канала, пропускает от одного до десяти процентов - но с более тщательной «отбраковкой» инородных частиц. В качестве примера назовем такие цифры: тонкость отсева полнопоточного фильтра составляет около 45 мкм, а частично-поточного - 1-3 мкм.
Испытания, проведенные в НАМИ, показали, что в сравнении с полнопоточными комбинированные системы в два-три раза снижают износ подшипников коленчатого вала и маслосъемных колец. Кроме того, они позволяют продлить срок службы моторного масла и почти в два раза увеличить ресурс полнопоточных фильтров.
Но вместе с тем комбинированная система очистки масла усложняет конструкцию двигателя 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 частично-поточный 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 оказались бы неработоспособными, и вот почему. Благодаря моющим присадкам уровень диспергированности 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. Когда же двигатели обрели множество прецизионных узлов, комбинированные системы вновь оказались востребованными, но уже на ином, более высоком, уровне.
А вы, читатель, можете задать своим друзьям вопрос «на засыпку»: что общего у «Победы» с современным «Мерседесом»? И когда те пожмут плечами или снобистски поморщатся, щегольните эрудицией: обе машины имеют комбинированные системы очистки моторного масла и два фильтра: полнопоточный и частично-поточный. Правда, в «Мерседесе» оба фильтра совмещены в одном сменном элементе (см. фото), но это уже конструктивные особенности.
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 состоит из тонкостенного металлического корпуса с резьбовым штуцером, фильтрующего элемента (шторы) и нескольких клапанов, о назначении которых мы поговорим ниже. Относительно высокая стоимость неразборных фильтров компенсируется удобством их замены. Именно такие фильтры устанавливают, например, на «Жигулях».
Разборный фильтр состоит из закрепленного в моторном отсеке (чаще всего на блоке) корпуса и сменного элемента - подобную конструкцию имели описанные выше фильтры тонкой очистки.
Сегодня разборные фильтры встраивают как в полнопоточную, так и в комбинированную систему очистки. Чтобы увидеть полнопоточный разборный фильтр, достаточно заглянуть под капот карбюраторной «Волги», а частично-поточный в комбинации с полноточным мы найдем на упоминавшихся дизельных «мерседесах».
Несмотря на некоторые неудобства обслуживания и замены элемента, разборные конструкции признаны перспективными: во-первых, они 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 30 лет назад в него заложили передовое по нынешним экономическим и экологическим меркам решение. Пустячок, а приятно.
И, наконец, на некоторых моделях грузовиков применяют модульные масляные фильтры, состоящие из съемного корпуса (модуля) и сменного фильтрующего элемента. Это дает возможность заранее подготовить модуль с новым элементом, а при техническом обслуживании лишь навернуть его на штуцер подобно неразборному фильтру. Считается, что такие конструкции сочетают в себе удобства неразборных и разборных фильтров.
Клапан 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 в «жигулевских» фильтрах 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 надежнее и 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.
Количество и расположение клапанов существенно зависит от конструкции двигателя и размещения фильтра. А вариантов рабочих положений у него немало: горизонтальное, наклонное, вертикальное отверстиями вниз, вертикальное отверстиями вверх…
Так, в последнем случае антидренажный и противосливной клапаны становятся просто ненужными. 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…
Старые и новые песни о главном
Но клапаны клапанами, а главный чистильщик моторного масла - это фильтрующая штора. Чаще всего в полнопоточных фильтрах встречается тонкостенная штора в виде многолучевой звезды. Иногда штору укладывают шевронным или спирально-складчатым способами, что позволяет существенно увеличить поверхность фильтрующего элемента.
Как правило, штору изготавливают из специальной бумаги с определенной пористостью, высокими прочностными, термо- и водостойкими свойствами. Для придания бумаге такого «букета» характеристик ее пропитывают фенолформальдегидными, эпоксидными или акриловыми смолами и подвергают полимеризации.
Помимо химии, свою лепту 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 известных производителей достигают 1800 см2 , а некоторые «левые» изделия располагают лишь жалкими лоскутками в 450 см2 и даже менее того. Впрочем, о подделках чуть позже, а пока вернемся к теме раздела.
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.
Впрочем, указанных недостатков лишены элементы объемного типа, изготовленные из специальной нити методом намотки. Специалисты полагают, что у этих изделий большое будущее.
И снова о подделках…
А теперь представим себе водителя, собравшегося на рынок, чтобы купить масляный фильтр для своих «Жигулей». Шанс, что он принесет оттуда подделку, очень велик.
«Ищи, кому выгодно», - говорили древние. Ну, это же элементарно, Ватсон. Из троих - производитель, потребитель, «пират» - выигрывает только последний. Кто же он, этот счастливчик? Попробуем создать его собирательный портрет.
Современный флибустьер обитает в южных или юго-восточных странах, иногда в бывших советских республиках. Следит за технологическими новинками, неплохо знает производство, имеет оборудование для изготовления штор и клапанов, вытяжки корпуса фильтра, сварки, закатки фланца.
Может на одном и том же оборудовании одновременно выпускать «изделия» от имени (но не по поручению!) трех-четырех известных фирм. Российские сертификаты покупает - причем в организациях, на сертификацию не уполномоченных.
Дипломатичен, юридически подкован и, что важно, небеден, ибо легко преодолевает все правовые и таможенные барьеры. В результате, несмотря на таможенные пошлины и НДС, предлагает свою халтуру по весьма привлекательной цене. Возможно, ввозит полуфабрикаты, что существенно дешевле, и дорабатывает их на территории России. Великолепно знает рынок, все время высматривая очередные жертвы (фирмы-производители) для паразитирования.
Чем же опасны поддельные фильтры? Начнем с того, что в «пиратских» изделиях часто встречается 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 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, что хорошо видно на фотографии. 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. Как вы уже знаете, 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 (правильное его название - усилитель) и деформации (раздувании) при пуске двигателя.
Резюмируя сказанное, отметим, что поддельный фильтр в лучшем случае прослужит две-три тысячи километров, а в худшем… Впрочем, ремонта можно избежать, если последовать банальному, но верному совету: масляные фильтры следует покупать в фирменных магазинах с солидной репутацией.


Партнеры:
  • пред тем как повесить шторы их надо погладить
  • японская болгарка