Загрязнение моторного масла

Загрязнение масла в работающем двигателе происходит, к сожалению, непрерывно. Его интенсивность зависит от многих факторов: тут и конструкция двигателя, и качество топлива, и режимы эксплуатации и многое другое.
Загрязняющие примеси принято делить на две основные группы - органические и неорганические. Органические с основном состоят из продуктов неполного сгорания топлива, соединений серы, а также продуктов термического разложения, окисления и полимеризации масла и топлива. Неорганические же примеси - это пыль, частицы износа, технологические загрязнения и "обломки" отработавших зольных присадок.
Загрязнение масла в дизелях имеет свои особенности - в отличие от бензиновых и газовых двигателей здесь значительно выше содержание сажи. Ее присутствие подавляет противоизносные свойства масляных присадок и усиливает выпадение отложений.
Вместе с тем было бы неправильно предполагать, что в процессе эксплуатации само масло претерпевает значительные химические изменения, ухудшающие его свойства. Фактически происходит увеличение содержания в масле инородных веществ, которые вызывают его старение и необходимость замены.
Вот тут-то и должен сыграть свою роль правильно подобранный масляный фильтр.

Системы очистки

В современном автомобилестроении применяют в основном две схемы очистки масла: полнопоточную, состоящую из одного фильтра, и комбинированную, в состав которой входит еще и частичнопоточный фильтр или центрифуга. Последняя более эффективна.
Принцип комбинированной очистки масла нельзя назвать новинкой, он появился еще в 20-х годах. Тогда в основном применялась комбинация из фильтров грубой очистки (щелевые и сетчатые) и тонкой очистки (фильтры из плотного картона).
В настоящее время комбинированные системы очистки масла предполагают установку полнопоточного бумажного фильтра с тонкостью отсева около 45 мкм и частичнопоточного фильтра с тонкостью отсева 1-3 мкм со сливом очищенного масла в картер двигателя.
В качестве зарубежного примера можно привести дизельные двигатели Mercedes серий 200 и 300.
Комбинированная система очистки масла увеличивает стоимость двигателя, поскольку состоит из большего числа элементов. Однако с ее применением ресурс полнопоточных фильтров возрастает примерно в два раза. Это вызвано тем, что частичнопоточный фильтр удерживает основную массу загрязняющих примесей и облегчает работу полнопоточного фильтра. Как я понял, комбинированная система очистки применяется, в основном, на дизельных двигателях. При этом через фильтр тонкой очистки гонится не весь поток масла, а 10-15%, видимо, чтобы поддерживать высокое давление масла и достаточную скорость потока (АС).

Конструкция фильтров

Существуют три основных типа конструкции фильтров: разборные, неразборные и модульные.
Классический, так сказать, хрестоматийный неразборный полнопоточный фильтр состоит из металлического корпуса, фильтрующего элемента и двух клапанов: перепускного (его называют иногда редукционным, предохранительным или обводным) и обратного (другие его названия - антидренажный, противосливной).
Перепускной клапан обеспечивает подачу масла в двигатель в тех случаях, когда его не пропускает фильтрующий элемент. Так бывает, если элемент загрязнен, а также при резком повышении оборотов или загустевании масла на холоде. Давление открытия перепускного клапана в зависимости от модели колеблется от 0,5 до 3,5 бар (ни фига себе давление - до трёх с половиной атмосфер!).
Назначение обратного клапана - удерживать масло в фильтре при неработающем двигателе с тем, чтобы обеспечить быстрый подъем давления в системе при пуске мотора.
Традиционно антидренажный клапан фильтра изготавливают в виде резинового кольца переменного сечения, упругие свойства которого теряются с течением времени. При этом масло из фильтра после остановки двигателя сливается, а это плохо: при последующем пуске давления в системе смазки не будет до тех пор, пока фильтр вновь не заполнится маслом. Такое запаздывание ведет к повышенному износу деталей двигателя.
Некоторые фирмы-изготовители фильтров применяют антидренажный клапан, изготовленный в виде тонкого резинового диска. Его плотное прилегание к поверхности крышки обеспечивается витой или штампованной металлической пружиной. Такая конструкция характеризуется повышенной долговечностью.Другое перспективное решение - размещение перепускного клапана в верхней части фильтра рядом со впускными отверстиями, что обеспечивает поступление в двигатель более чистого масла при открытии клапана. Конструкция такого рода используется на некоторых изделиях фирмы Purolator.

Материал фильтрующих элементов

Наибольшее распространение в полнопоточных фильтрах получили фильтрующие элементы с тонкостенной шторой, уложенной в виде многолучевой звезды. Значительно реже применяют другие способы увеличения рабочей поверхности фильтрующего элемента: "шевронная" укладка, спирально-складчатая и др.
Традиционно в качестве фильтрующего материала используется изготовленная специальным образом бумага, которая имеет высокую пористость, прочность и пропитана фенолформальдегидными смолами для придания водостойкости.
Реже в полнопоточных фильтрах применяют фильтрующие элементы объемного типа , изготовленные из хлопчатобумажных, синтетических и искусственных волокон.
Фильтрующие элементы объемного типа отличаются высокой грязеемкостью и эффективностью очистки масла от загрязняющих примесей. Вместе с тем они имеют повышенное гидравлическое сопротивление, вследствие чего увеличивается время работы фильтра с открытым перепускным клапаном во время пуска и прогрева двигателя (особенно в зимний период эксплуатации).

	Начало работы перепускного клапана
	Обратный клапан не даёт маслу вытечь из фильтра

Качество фильтров и подделки

Какие сюрпризы преподносят плохо сделанные фильтры? Встречается недостаточная герметичность завальцованных соединений - в этом случае масло вытекает из фильтра. Фильтрующий элемент может быть слишком плотен - это снижает ресурс фильтра.
Если перепускной клапан открывается при слишком низком давлении, двигатель обречен работать на неотфильтрованном масле.
Если обратный клапан отсутствует или установлен без уплотнения, масло в остановленном двигателе стекает в поддон картера и при пуске возникает эффект "сухого трения". Как уже упоминалось, это значительно снижает ресурс мотора.
Продукция известных фирм подобными дефектами не страдает. Но палитра нашего рынка пестра: встречаются и полукустарные изделия, и подделки под известную марку. Иногда, чтобы не иметь неприятностей, фальсификаторы (чаще всего азиатские) меняют одну букву в названии фирмы. Например, вместо Champion пишут Shampion в надежде, что покупатель не разберется, а фирма не привлечет к суду. О качестве таких изделий даже говорить не хочется.
Иногда бывают неполадки в самом двигателе, приводящие к выходу фильтра из строя. Например, корпус фильтра "раздувается" из-за неисправности редукционного клапана в системе смазки или использования моторного масла несоответствующей вязкости. Пока не будет устранена эта причина, фильтры станут выходить из строя без конца.

Сертификация и испытания

Наиболее полно оценить эффективность очистки масла можно при проведении эксплуатационных испытаний, но они требуют значительных затрат и времени.
Поэтому основными методами исследований в настоящее время являются лабораторно-стендовые испытания, позволяющие определить основные показатели эффективности и надежности работы фильтров.
Испытания фильтров проводят на специальном оборудовании по методикам ГОСТ и ISO (отечественные и международные стандарты).
Оценка дается по десяти параметрам, в число которых входят:
- начальное гидравлическое сопротивление;
- показатели эффективности очистки (тонкость и полнота отсева загрязняющих примесей);
- герметичность фильтра и отсутствие остаточных деформаций при давлении масла 1,5 МПа (15 кгс/кв. см или примерно 15 атмосфер);
- давление масла, которое фильтр может выдержать без разрушения (до 2,5 МПа или примерно 25 атмосфер);
- работа перепускного и антидренажного клапана (при их наличии);
- габаритные размеры и присоединительная резьба фильтра.

Некоторые мои выводы

1. Производителей масляных фильтров в мире не так уж и много. Это “Денсо” (Япония), “Чемпион”, “Эй Си Делко”, “Фильтрон”, “Пюролатор”, “Фрам” (США), “Фиамм”, “Клин” (Италия), “Хенгст”, “Манн”, “Кнехт”, “Моторкрафт” (Германия), “Кросланд” (Англия), и еще несколько менее известных у нас, но столь же авторитетных. Активно работают в России две-три фирмы, остальные периодически исчезают и вновь появляются на рынке.
2. Слова продавцов про "Ориджинал" - для дураков. Не бывает никаких "ориджинал".
3. Стоимость любого нормального фильтра - 3 доллара (100 рублей). Всё, что дороже - разводилово.
4. Поиск продавцом в толстом каталоге производителя фильтров типа Вашей машины/двигателя (да ещё с годом выпуска и типом кузова) есть шаманство, целью которого является показать свою крутизну и обосновать то количество денег, которое с Вас хотят взять.
5. Надпись на коробке фильтра "FOR SUZUKI" (а так же Toyota/Opel/VW/Subaru/подставь, что нравится) есть маркетинговый ход фирмы-производителя, нацеленный на создание имиджа фирмы, выпускающей продукцию для разных "конкретных" автомобилей. Ведь вы предпочтёте для любимой Сузуки купить фильтр с надписью "FOR SUZUKI", чем просто фильтр с указанием какого-то каталожного номера, даже переплатив при этом рублей 30-50.
6. Из пунктов 1-5 следует, что в любимую Сузуку можно ставить практически ЛЮБОЙ фильтр, лишь бы он подошёл по резьбе и посадочному размеру (а не подойдёт, пожалуй, только от грузовика, или какой-нибудь очень старой и экзотической машины). Конкретная модель определяется Вашими пристрастиями, амбициями и количеством денег, которые Вы готовы потратить.
7. Судя по тому, что все произносят магические слова про то, что "клапан настроен на определённое давление", но никто не может сказать, на какое именно, а упоминание про диапазон этих давлений я нашёл только в одной статейке, считаю, что это такой же маркетинговый ход, как толстые каталоги и надписи на коробке "FOR SUZUKI".

Факт, оставшийся не понятым. И это меня беспокоит...

Всё-таки каково должно быть давление открывания перепускного (редукционного, предохранительного, обводного...) клапана для родного двигателя G16A?

Почему оно такое разное у разных производителей и моделей (от 0,5 до 3,5 атмосфер)? Или врёт статья, в которой я это прочитал?

Что будет с фильтрующим элементом при гидродинамическом давлении на него в 3 атмосферы? IMHO, порвёт нафиг и превратит с смятый комок бумаги.

Если датчик высокого давления масла настроен обычно в интервале 1,4-2,0 атмосфер (если он есть), а датчик низкого давления на 0,4-0,5 атмосферы, то как это согласуется с давлением открытия указанного клапана?

А с третьей стороны:

1. Датчик низкого давления всегда предупредит о том, что фильтр пора менять. Ведь давление срабатывания перепускного клапана выше чем давление срабатывания датчика.
2. Ничего страшного не произойдёт, если какое-то время (даже продолжительное) масло будет гоняться без фильтрации.
3. На сколько я понял, конструкторы двигателя G16A датчик высокого давления масла не предусмотрели совсем.