|
       
В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Журнал "АВТО трио" №2 (2004)
О масляных фильтрах, их устройстве и характеристиках рассказывает директор Испытательного Центра Автомобильных Изделий НАМИ к.т.н. Владимир Волков
Задумывались ли Вы, почему в наших магазинах такое разнообразие масляных фильтров? Оправданно ли огромное множество марок и моделей необходимостью установки конкретного фильтра на конкретный автомобиль? И другой стороны - достаточно ли надписи Oil Filter на корпусе, чтобы этот "магический" цилиндрик с несколькими отверстиями в одной плоскости обеспечил надежную работу системы смазки современного двигателя? Возможна и необходима ли унификация фильтров? Попробуем разобраться в этих вопросах.
Недавно в журнале (№ 6 за 2003 год) мы достаточно подробно рассмотрели принятые на сегодня схемы систем очистки масла и основные конструкции фильтров.
Сегодня мы пойдем дальше по этой интересной теме. А начнем с основы основ, с терминов и определений, принятых в науке о фильтрации.
Стенд для проверки настройки давления срабатывания перепускного клапана. В данном случае, очевидно, что клапан неработоспособен: масло поступает в двигатель неочищенным уже при ничтожно малом давлении
Все определения, вроде бы, совершенно понятны. Кроме "полноты отсева" и "тонкости отсева". Последние нуждаются в некоторых дополнительных пояснениях.
К слову, как это ни страшно, но в "технических требованиях на фильтры тонкой очистки масла автомобильных, тракторных и комбайновых двигателей (ОСТ 37.001.417) такого показателя вообще нет.
Дело в том, что, например, фраза "тонкость отсева нашего фильтра 30 мкм" допускает различные толкования. Речь может идти о средней (50%), номинальной (95%) или абсолютной (100%) тонкости отсева. ОСТ предлагает формулу пересчета средней (50%) тонкости отсева в номинальную (95%) и взаимосвязь полноты и тонкости отсева (рис1):
Еще раз обращаем внимание на то обстоятельство, что эта зависимость действительна только для совершенно определенной, регламентированной стандартом кварцевой пыли с удельной поверхностью 5600 см2/г.
Несколько сложновато, не правда ли? Но мы ведь предупредили, что углубляемся в тему. А потому давайте продираться дальше. Обратите внимание на рис. 2. Из него видно, что номинальная (95%) тонкость отсева превышает значение средней (50%) тонкости отсева. Так условились.
Обычно при сертификационных испытаниях фильтров определяется средняя (50%) тонкость отсева. А уже затем пересчитывается в номинальную (95%) тонкость отсева, что связано с более высокой точностью ее определения.
Корпус этого фильтра не обладает достаточной механической прочностью. Он буквально раздувается при рабочем давлении, выдавливая уплотнения
Что касается полноты отсева фильтра - это параметр, который нормируется ОСТом. И для полнопоточных фильтров он не должен быть менее 25%. В пересчете на номинальную тонкость отсева она не должна быть более 57 мкм. Это предельные значения, превышение которых приводит к резкому увеличению интенсивности износа пар трения двигателей.
Естественно, что все эти показатели эффективности работы фильтра имеют физический смысл только при следующих условиях:
- фильтрующий элемент герметичен (не пропускает масло мимо фильтрующей шторы);
- перепускной клапан фильтра закрыт.
В жизни, конечно, приходится считаться с печальными реалиями, далекими от заданных требований: дырявыми фильтрующими элементами, холодными пусками, моторным маслом низкого качества и т.д.
Все это сильно искажает картину фильтрации. Наиболее полно оценить эффективность работы масляного фильтра можно при проведении эксплуатационных испытаний автомобиля с отбором проб масла из картера двигателя с последующим физикохимическим и спектральным анализом и составлением баланса загрязняющих примесей, находящихся в моторном масле и удержанных фильтром, но это требует значительных средств и времени. Поэтому при разработке новых конструкций фильтров и особенно в случае применения нетрадиционных фильтровальных материалов, чаще всего проводятся моторностендовые испытания в объеме 100-200 часов работы двигателя. Но основными методами исследования масляных фильтров остаются лабораторностендовые испытания.
Они позволяют определить основные показатели эффективности и надежности работы фильтров. Испытания проводятся на аттестованных стендах по методикам ОСТ 37.001.417 и ISO 4548 "Методы испытаний полнопоточных масляных фильтров двигателей внутреннего сгорания".
При этом определяются следующие показатели:
- гидравлическое сопротивление незагрязненного фильтра при номинальном расходе масла (не более 0,03 МПа при1000 л/ч для масляных фильтров легковых автомобилей);
- герметичность фильтра и отсутствие остаточных деформаций при давлении масла 1,5 МПа;
- предельный перепад давления, не вызывающий разрушения фильтра (обычно до 2,0 МПа);
- полнота отсева загрязняющих примесей (25%, не менее);
- тонкость отсева (57 мкм, не более);
- давление начала открытия перепускного клапана фильтра (обычно не менее 0,065 МПа);
- гидравлическое сопротивление перепускного клапана фильтра при номинальном расходе масла (не более 0,15 МПа при расходе масла 1000 л/ч для масляных фильтров легковых автомобилей);
- герметичность противодренажного клапана фильтра, МПа (300 мм масл. столба, не менее);
- герметичность фильтрующего элемента;
- неперпендикулярность оси резьбового отверстия фильтра относительно поверхности резиновой прокладки (0,5 мм, не более);
- перепад давления на фильтрующем элементе, не вызывающий его разрушения (обычно двойное значение открытия перепускного клапана фильтра).
Дополнительно проверяются габаритные размеры и присоединительная резьба фильтра.
На фотографиях показаны некоторые из этих стендов. Может быть, сегодня они не производят впечатления - комуто хотелось бы видеть экраны компьютеров и пульсирующие на них кривые.
Но мы считаем, что не следует усложнять без крайней нужды то, что проверено временем, надежно и дает нужные результаты.
| Термин |
Пояснение |
| Фильтр тонкой очистки масла |
Фильтр, обладающий полнотой отсева не менее 25%, определенной с использованием в качестве искусственного загрязнителя кварцевой пыли с удельной поверхностью 5600 см2/г |
| Гидравлическое сопротивление фильтра (фильтрующего элемента) |
Перепад давления на фильтре с незагрязненным фильтрующим элементом при номинальном расходе |
| Полнота отсева |
Процентное соотношение разности между массовыми концентрациями загрязнения масла до и после фильтра к концентрации загрязнения до фильтра |
| Тонкость отсева средняя |
Размер монодисперсных частиц загрязнителя, для которых полнота отсева равна 50% |
| Тонкость отсева номинальная |
Размер монодисперсных частиц загрязнителя, для которых полнота отсева равна 95% |
| Герметичность фильтра |
Свойство изделия не пропускать рабочую среду в разъемных соединениях, сварных швах и через поры литых деталей при опрессовке давлением, установленным стандартом |
| Герметичность фильтра |
Свойство изделия пропускать рабочую среду только через поры фильтрующего материала, обусловленное отсутствием в нем таких дефектов, как сквозные отверстия, трещины, свищи и т.п., размер которых превышает размеры пор фильтрующего материала |
| Номинальное давление |
Среднее значение давления масла в главной магистрали системы смазки, установленное в технических условиях на двигатель при номинальной частоте вращения коленчатого вала |
| Ресурс фильтрующего элемента |
Наработка фильтрующего элемента от начала его эксплуатации до его предельного загрязнения, определяемого значением давления открытия перепускного клапана фильтра |
| Давление начала открытия перепускного клапана Рср |
Давление, при котором появляется течь масла через перепускной клапан, составляющая не более 0,5% номинального расхода масла через фильтр. Среднее значение перепада давления открытия перепускного клапана фильтра |
Назад в раздел "Публикации"
|
