Avtonova37.ru

Авто мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и работа центробежного фильтра очистки масла в двигателе

Устройство и работа центробежного фильтра очистки масла в двигателе

Переоценить значение масла в автомобиле невозможно: машина состоит из множества металлических деталей, часть из которых находится в постоянном движении, соприкасаясь друг с другом. Трение вызывает сильный нагрев и, если бы не было смазки, мотор быстро вышел бы из строя. Однако ее наличие еще не гарантирует безупречную работу двигателя. В процессе эксплуатации неминуемо образуются мелкие металлические частицы, засоряющие смазку. Чтобы этого не происходило, в авто устанавливают масляный фильтр. Это устройство, очищающее моторную жидкость и снова запускающее ее в работу. О том, как работает масляный фильтр, как он устроен, рассказывается ниже.

Конструкция масляного фильтра

Масляные фильтры, применяемые на легковых автомобилях, имеют схожее устройство. Внутри корпуса, имеющего форму стакана, размещен фильтрующий элемент, пружина, перепускной и обратный клапаны. Он имеет несколько входных отверстий, расположенных по периметру верхней части, и одно выходное. На выходном отверстии имеется резьба для монтажа масляного фильтра. Снаружи также располагается резиновое уплотнительное кольцо, единственная задача которого – не допустить утечки масла через соединение.

Фильтрующий элемент обычно изготавливается из специального картона с пропиткой, который сложен гармошкой и закручен в рулон. Делается это для того, чтобы увеличить площадь рабочей поверхности, ведь чем она больше, тем качественнее очищается масло, и дольше прослужит фильтр.

О наличии перепускного клапана в фильтре многие даже не подозревают, однако он является необходимым элементом. Он нужен для того, чтобы в определенных условиях напрямую направлять неочищенное масло в систему смазки. Например, при запуске мотора в сильный мороз, когда оно загустевает и не может пройти через фильтрующий элемент (в противном случае поток густого масла разрушит фильтр). Благодаря этому двигатель, во время работы, не останется без смазки.

Задача обратного клапана – не допустить стекания смазывающего материала из масляной магистрали в картер заглушенного двигателя. В противном случае при следующем запуске мотор окажется без смазки, что не продлит ему жизнь. О том, как хорошо работает обратный клапан, можно судить по продолжительности горения индикатора давления масла на приборной панели, после запуска двигателя (изображение масленки). В идеале он должен гаснуть сразу же, но нормой считается время до семи секунд.

Устройство

В настоящее время на большинстве автомобилей применяются полнопоточные фильтры, то есть нет разделения работы на грубую и тонкую очистку.

Крупноячеистую сетку на входе маслоприёмника считать фильтром грубой очистки можно лишь весьма условно, задержать она сможет разве что крупные обломки или куски смолистых отложений. Вся остальная грязь аккумулируется в единственном фильтрующем элементе.

В состав типичного фильтра входит несколько функциональных деталей и узлов.

  1. Непосредственно фильтрующий элемент, уложенный в виде гофрированной шторы для обеспечения максимальной площади поверхности. Именно здесь задерживается и хранится весь мусор. Поэтому штора выполняется из специального нетканого материала определённой пористости и плотности.
  2. Байпасный (перепускной) клапан, открывающийся при предельно забитом грязью фильтрующем элементе, чтобы исключить повреждения. Он же может срабатывать из-за слишком густого масла, не успевающего фильтроваться. Это аварийный и очень нежелательный режим, мало того, что масло уйдёт в магистраль без фильтрации, оно ещё может смыть и захватить с собой уже отфильтровавшийся мусор.
  3. Антидренажный клапан. При определённой пространственной ориентации фильтра масло из него будет вытекать после остановки работы насоса. Чтобы этого не случалось, и мотор не работал первое время без давления в системе смазки, клапан перекрывает обратное вытекание из корпуса.
  4. Корпус фильтра с уплотняющими прокладками. Может быть сменным или стационарным, тогда для замены картриджа откручивается крышка.

Сменным элементом может быть либо весь фильтр в корпусе либо только его фильтрующий картридж и прокладки. Используются обе конструкции на разных автомобилях.

Виды фильтра по объёму пропускаемого масла

При выборе масляного фильтра руководствуются несколькими параметрами, один из которых пропускная способность (количество за единицу времени). Эта характеристика позволяет определить эффективность очистки при помощи того или иного фильтрующего элемента. Выделяют три вида устройств:

  1. Полнопоточный. Самый популярный и простой вариант, который устанавливается последовательно с другими компонентами системы. Всё масло, всасываемое насосом, проходит через него, что соответствует максимально быстрой очистке всего объема жидкости. Как только фильтр засоряется, происходит сработка перепускного клапана, и весь объем смазки в неочищенном виде поступает в магистраль системы.
  2. Частичнопоточный. Конструкция устанавливается в систему таким образом, чтобы моторное масло проходило сквозь него частично. Значительным преимуществом такого фильтра является – качественная очистка, однако в этом случае теряется скорость прохождения смазочной жидкости через систему.
  3. Комбинированный. Принцип фильтрации в основном применяется для дизельных двигателей. Сразу используются полно- и частичнопоточный фильтры. Первый берёт на себя 90% очищения масла, а второй соответственно 10%. Комбинированная схема позволяет получить преимущества от обоих видов фильтров: качество и скорость очистки.
Читать еще:  Что значит мощность двигателя в лошадиных силах

Также, исходя из конструкции, различают:

  • одноразовые, неразборные конструкции;
  • разборные, со сменным фильтрующим элементом.

Принципиально эти фильтры не отличаются между собой, однако у второго на крышке расположена гайка. Она позволяет разбирать конструкцию для замены отработанной мембраны и промывки внутренней части фильтра.

Устройство автомобилей

К основным элементам смазочной системы относятся масляный насос, редукционные клапаны, фильтры очистки масла и масляный радиатор.

Насос системы смазки двигателя

Масляный насос служит для подачи масла под давлением к трущимся деталям и приборам очистки и охлаждения масла. В автомобильных двигателях применяют одно и двухсекционные насосы шестеренного типа (зубчатые насосы) с внешним или внутренним зацеплением зубьев.
Привод насоса осуществляется от коленчатого или распределительного вала.
Односекционный насос имеет одну пару шестерен, двухсекционный – две пары. Одна из шестерен пары является ведущей, другая – ведомой.

При работе насоса шестерни (зубчатые колеса) вращаются в противоположных направлениях. При вращении шестерен насоса масло заполняет впадины между зубьев и переносится вдоль стенок корпуса насоса из полости всасывания в полость нагнетания, откуда выдавливается в масляную магистраль под давлением.
Между зубчатыми колесами в замкнутом пространстве возникают значительные «распирающие» силы. Для уменьшения этих сил на корпусе насоса или крышке насоса делают разгрузочную канавку, по которой масло выходит из образовавшегося замкнутого пространства в полости нагнетания.

Производительность шестеренного насоса зависит от модуля зубьев его шестерен, габаритных размеров шестерен и частоты их вращения, а так же от вязкости масла и степени уплотнения зазоров между подвижными деталями насоса и его корпусом. Для того, чтобы обеспечить при любом режиме работы двигателя требуемое давление масла в магистрали и компенсировать увеличивающийся при изнашивании двигателя расход масла, производительность насоса рассчитывается на двух или даже трехкратный запас.
По мере изнашивания двигателя увеличиваются зазоры между сопрягаемыми деталями, что приводит к увеличению количества перекачиваемого масла. Слишком большой износ сопрягаемых деталей двигателя может привести к падению давления в системе смазки.

Чтобы обеспечить бесперебойную подачу масла к трущимся деталям при постоянном давлении в главную масляную магистраль вводят редукционный клапан, который обычно устанавливается непосредственно в корпусе масляного насоса на входе в главную масляную магистраль или в конце магистрали.

В некоторых смазочных системах устанавливают два редукционных клапана: один – в насосе, другой (сливной) – в масляной магистрали.
Основной редукционный клапан предотвращает недопустимое колебание давления масла на выходе из насоса, а сливной обеспечивает более точное поддержание давления масла непосредственно у подшипников коленчатого вала. При этом полностью исключается уменьшение давления в магистрали в случае увеличения расхода масла по мере изнашивания подшипников (вкладышей).

В некоторых двигателях (например, ЗИЛ-645) вместо сливных применяют дифференциальные клапаны, позволяющие более чутко следить за постоянством давления в системе посредством использования при работе разницы давлений в главной магистрали и на выходе из насоса.

Масляные фильтры

Масляные фильтры осуществляют очистку масла от механических примесей. При работе двигателя масло, циркулируя между трущимися поверхностями, уносит с собой продукты изнашивания, которые представляют собой взвешенные микроскопические частицы.
Кроме того, подвергаясь постоянному воздействию высоких температур и соприкасаясь с агрессивными газами, масло окисляется, в нем скапливаются смолистые сгустки, частицы кокса, а также попадающая из окружающей среды пыль. При наличии в масле механических примесей размером более 3…4 мкм возможно образование задиров на деталях двигателя.

Первой фильтрующей ступенью, предохраняющей от попадания в насос крупных механических примесей, являются сетки маслоприемника. Кроме того, в ДВС применяются масляные фильтры, которые классифицируются по следующим признакам:

по степени очистки:

  • фильтры грубой очистки (ФГО);
  • фильтры тонкой очистки (ФТО);

по способу очистки:

  • поверхностные;
  • объемные;
  • центробежные;

по месту установки в системе:

  • полнопоточные;
  • неполнопоточные.

Фильтры грубой очистки задерживают частицы размером более 40 мкм. Используемые в них фильтрующие элементы (посредством которых и производится очистка) могут быть сетчатыми, пластинчато-щелевыми и ленточно-щелевыми.

Фильтры тонкой очистки задерживают частицы размером более 1…2 мкм. Фильтрующие элементы в них могут быть из бумаги, картона, тканей, хлопчатобумажной пряжи.

Если на пути фильтрующегося масла встречается один ряд щелей (грани пластин, проволочной навивки и т. п.), то фильтры называют поверхностными, если же фильтрация происходит в объеме фильтрующего элемента (пористый картон, поролон и т. п.), то фильтры называют объемными.

Если фильтрация масла основана на принципе отделения более тяжелых примесей, находящихся в масле, под действием центробежных сил во вращающемся сосуде (роторе), то такой фильтр называется центробежным.

Фильтр называют полнопоточным, если он установлен в смазочной системе последовательно и через него проходит все масло, поступающее в главную масляную магистраль. Фильтр считают неполнопоточным, если он установлен параллельно и через него проходит только часть (обычно 10…15 %) масла.

Читать еще:  Чем промыть двигатель при смене масла дизель

Центробежные фильтры могут иметь различные типы привода: гидравлический, механический, пневматический или электрический. Наибольшее распространение получили центрифуги с гидравлическим приводом, которые являются фильтрами тонкой очистки.

На рисунке ниже представлен центробежный фильтр очистки масла с гидравлическим приводом, использующийся в двигателях «ЗИЛ«. Он состоит из корпуса 12, кожуха 7 и центрифуги с реактивным приводом.
Масло от насоса по каналу 11 подается под вставку 6, оттуда небольшая часть масла, пройдя сетчатый фильтр 5, поступает к двум жиклерам 2, отверстия которых направлены в противоположные стороны. Масло выбрасывается из жиклеров под давлением, и за счет реактивных сил ротор 3 начинает быстро вращаться (5000…6000 об/мин) на упорном подшипнике 10.
Основная часть масла, поступающая в полость колпака 4 ротора, подвергается центробежной очистке.
Механические примеси, находящиеся в масле, под действием центробежной силы отбрасываются к внутренней поверхности колпака 4 и распределяются по ней в виде осадка, который удаляют при чистке центрифуги.

Очищенное масло через радиальные отверстия оси 8 ротора, трубку 9 и канал 1 поступает в распределительную камеру масляной магистрали.
Клапан 13 перепускает масло, минуя фильтр в случае чрезмерного засорения или загустения масла (при пуске холодного двигателя).

Работа центрифуги двигателя «КамАЗ-740» основана на том же принципе, однако ротор ее имеет не реактивный привод, а активно-реактивный, поскольку крутящий момент здесь создается в результате давления масла на лопасти ротора, а также реактивными силами, возникающими при выходе масла из ротора в канал оси через тангенциальные сопла.

Достоинством центробежных фильтров является высокая фильтрующая способность, долговечность и постоянная пропускная способность, не зависящая от загрязнения ротора (до определенного предела накопления отложений на его стенках). Недостатком центрифуг является резкое ухудшение фильтрации масла при понижении его температуры и увеличении вязкости.

Широкое распространение получили фильтры с бумажными фильтрующими элементами, которые хорошо очищают масло от примесей и отличаются простотой устройства. В корпусе таких фильтров нередко устанавливается перепускной клапан с сигнализатором засоренности. Свечение лампы, установленной в кабине и подсоединенной к датчику давления, указывает на необходимость замены фильтрующих элементов.

Масляный радиатор

Масляный радиатор (рис. 2, поз. 5) предназначен для рассеивания теплоты, отводимой маслом от двигателя. Необходимую температуру моторного масла (80…110 ˚С) поддерживают с помощью двух систем – охлаждения и смазочной, работа которых тесно взаимосвязана.

В маломощных двигателях автомобилей, движущихся с высокими скоростями, достаточно охлаждать масло в поддоне картера путем обдува встречным потоком воздуха. В мощных двигателях с напряженным рабочим процессом, установленных на относительно тихоходных автомобилях, необходимо осуществлять принудительное охлаждение масла, например в масляных радиаторах.

Такие радиаторы могут быть двух типов: жидкостно-масляные, которые устанавливаются в жидкостной системе охлаждения двигателя, и воздушно-масляные с обдувом потоком воздуха, образуемого при движении автомобиля и создаваемого вентилятором.

Воздушно-масляные радиаторы по своей конструкции аналогичны трубчато-пластинчатым радиаторам системы охлаждения или выполнены из оребренных трубок. Их устанавливают перед радиатором системы охлаждения. Интенсивность охлаждения масла при этом зависит от температуры окружающего воздуха.

Жидкостно-масляный радиатор состоит из системы трубок, в которых циркулирует масло и которые омываются жидкостью системы охлаждения двигателя. Они могут быть трубчатыми или пластинчатыми. Внутрь трубок (со стороны масла) впаивают турбулизаторы, улучшающие теплоотвод от масла к стенкам.
Жидкостно-масляные радиаторы позволяют более стабильно поддерживать температуру масла, ускоряют его прогрев после пуска двигателя. Обычно они бывают меньше по габаритам, чем воздушно-масляные, поскольку теплопередача от стенок к жидкости значительно выше, чем к воздуху.

Радиаторы могут включаться в систему смазки последовательно или параллельно главной масляной магистрали. Наиболее распространена параллельная схема включения, однако она требует дополнительной секции в насосе, которая прокачивает масло через радиатор.
Если радиатор питается от общей секции насоса, то на входе в радиатор устанавливают предохранительный клапан, предотвращающий опасное понижение давления в главной магистрали путем отключения радиатора при снижении давления системе до 0,1 МПа.

При питании радиатора отдельной секцией масляного насоса ее снабжают перепускным клапаном, регулируемым на избыточное давление 0,12 МПа.

Различие полнопоточных и неполнопоточных фильтров смазочной системы.

1. Если через фильтры проходит только часть масла, то они называются неполнопоточными, а в том случае, если через них проходит все масло, они называются полнопоточными.

2. Если через фильтры проходит масло, которое сливается в поддон, они называются неполнопоточными, а если через фильтры масло поступает в систему, они называются полнопоточными.

Назначение фильтра грубой очистки смазочной системы.

1. Задерживает частицы размером более 40 ÷ 50 мкм.

2. Для очистки масла от крупных механических примесей и смолистых отложений размером более 50 ÷ 120 мкм.

3. Для очистки масла от крупных примесей и воды.

Назначение фильтра тонкой очистки смазочной системы.

1. Задерживает частицы размером более 40 ÷ 50 мкм.

Читать еще:  Двигатель ваз 2112 запускается и глохнет в чем причина

2. Для очистки масла от крупных механических примесей и смолистых отложений размером более 50 ÷ 120 мкм.

3. Для очистки масла от крупных примесей и воды.

Типы фильтрующих элементов фильтров грубой очистки смазочной системы.

1. Керамические или волоконные.

2. Пластинчато-щелевого или сетчатого типа.

3. Сменные ленточно-бумажные или картонные пакеты.

Типы фильтрующих элементов фильтров тонкой очистки смазочной системы.

1. Керамические или волоконные.

2. Пластинчато-щелевого или сетчатого типа.

3. Сменные ленточно-бумажные или картонные пакеты.

Основные части фильтра тонкой очистки со сменным фильтрующим элементом смазочной системы.

1. Корпус, перепускной клапан, крыш­ка, фильтрующий элемент.

2. Ось, жиклеры, корпус фильтра, ротор, колпак ротора, крышка, фильтрующая сетка.

3. Канал масляной магистрали, жиклеры, ротор, колпак ротора, сетчатый фильтр, вставка центрифуги, кожух, ось ротора, трубка ротора, масляный канал от смазочного насоса, корпус, перепускной клапан.

Основные части фильтра центробежной очистки масла (неполнопоточный) смазочной системы.

1. Корпус, перепускной клапан, крыш­ка, фильтрующий элемент.

2. Ось, жиклеры, корпус фильтра, ротор, колпак ротора, крышка, фильтрующая сетка.

3. Канал масляной магистрали, жиклеры, ротор, колпак ротора, сетчатый фильтр, вставка центрифуги, кожух, ось ротора, трубка ротора, масляный канал от смазочного насоса, корпус, перепускной клапан.

Основные части центробежного фильтра тонкой очистки масла (полнопоточный).

1. Корпус, перепускной клапан, крыш­ка, фильтрующий элемент.

2. Ось, жиклеры, корпус фильтра, ротор, колпак ротора, крышка, фильтрующая сетка.

3. Канал масляной магистрали, жиклеры, ротор, колпак ротора, сетчатый фильтр, вставка центрифуги, кожух, ось ротора, трубка ротора, масляный канал от смазочного насоса, корпус, перепускной клапан.

Принцип действия фильтра тонкой очистки со сменным фильтрующим элементом смазочной системы.

1. Масло насосом подводится к фильтру, просачивается через микропоры картон­ного фильтрующего элемента и по каналу поступает в блок цилиндров.

2. Масло поступает во внутреннюю полость ротора. Затем идет вниз и выпрыскивается под давлением из жиклеров. Под воздействием струй масла, направленных в противополож­ные стороны, создается реактивный момент, который вращает ротор. При этом под действием центробеж­ных сил механические примеси, находящиеся в масле, оседают плотным слоем на стенках колпака ротора. Очищенное масло, выпрыскиваемое жиклерами, стекает в масляный поддон двигате­ля.

3. Масло от насоса подается под вставку центрифуги, откуда не­большая часть масла, поступает к двум жиклерам. Масло, выбрасываемое из жиклеров, создает крутящий момент, приводящий ротор во вращение с частотой 5000 ÷ 6000 об/мин. Продукты изнашивания, на­гара и смолистые отложения, находящиеся в масле, отбрасыва­ются под действием центробежной силы к внутренней поверхно­сти колпака ротора. Очищенное масло через радиальные отверстия оси ротора, трубку и канал поступает в масля­ную магистраль.

Принцип действия центробежного фильтра тонкой очистки масла (полнопоточного).

1. Масло насосом подводится к фильтру, просачивается через микропоры картон­ного фильтрующего элемента и по каналу поступает в блок цилиндров.

2. Масло поступает во внутреннюю полость ротора. Затем идет вниз и выпрыскивается под давлением из жиклеров. Под воздействием струй масла, направленных в противополож­ные стороны, создается реактивный момент, который вращает ротор. При этом под действием центробеж­ных сил механические примеси, находящиеся в масле, оседают плотным слоем на стенках колпака ротора. Очищенное масло, выпрыскиваемое жиклерами, стекает в масляный поддон двигате­ля.

3. Масло от насоса подается под вставку центрифуги, откуда не­большая часть масла, поступает к двум жиклерам. Масло, выбрасываемое из жиклеров, создает крутящий момент, приводящий ротор во вращение с частотой 5000 ÷ 6000 об/мин. Продукты изнашивания, на­гара и смолистые отложения, находящиеся в масле, отбрасыва­ются под действием центробежной силы к внутренней поверхно­сти колпака ротора. Очищенное масло через радиальные отверстия оси ротора, трубку и канал поступает в масля­ную магистраль.

Рекомендации

  1. Сегодня в продаже представлены различные фильтра масляные, как оригинальные, так и многочисленные аналоги для разных авто. При этом лучшие масляные фильтры – оригинал от производителя автомобиля или качественные аналоги известных брендов. Оптимально приобретать масляные фильтры и другие «расходники» только у официальных поставщиков. Дело в том, что значительная доля рынка заполнена подделками различного качества.
  2. Также важно правильно подбирать масляный фильтр для двигателя. Лучший масляный фильтр будет в полной мере соответствовать всем требованиям производителя автомобиля. Также оригинальное изделие имеет надежный и прочный корпус, качественный уплотнитель (резинку), оптимальный по составу фильтрующий элемент и точно настроенные клапана.
  • Напоследок отметим, что замена масляного фильтра должна выполняться вместе с заменой моторного масла. Увеличение интервала замены масла и/или фильтра неизбежно приведет к износу силового агрегата и заметному сокращению его планового ресурса. Также важно использовать только такие моторные масла, которые рекомендует сам производитель автомобиля. Изменение вязкости масла и ряда других характеристик может стать причиной некорректной работы системы смазки в целом и масляного фильтра двигателя в частности.
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector