Oljefilter
Ett oljefilter är ett filter utformat för att ta bort föroreningar från motorolja , transmissionsolja , smörjolja eller hydraulolja . Deras huvudsakliga användning är i förbränningsmotorer för motorfordon (både på och terräng), drivna flygplan , järnvägslokomotiv, fartyg och båtar och statiska motorer som generatorer och pumpar. Andra fordonshydrauliksystem, såsom de i automatiska växellådor och servostyrning , är ofta utrustade med ett oljefilter. Gasturbinmotorer , såsom de på jetflygplan, kräver också användning av oljefilter. Oljefilter används i många olika typer av hydrauliska maskiner . Oljeindustrin använder själv filter för oljeproduktion, oljepumpning och oljeåtervinning . Moderna motoroljefilter tenderar att vara "full-flow" (inline) eller "bypass".
Historia
Tidiga bilmotorer hade inga oljefilter, utan endast en rudimentär nätsikt placerad vid oljepumpens intag. Följaktligen, tillsammans med den generellt låga kvaliteten på tillgänglig olja, krävdes mycket frekventa oljebyten. Purolator- oljefiltret var det första oljefiltret för bilen; det revolutionerade filtreringsindustrin och är fortfarande i produktion idag. Purolatorn var ett bypass-filter, varvid det mesta av oljan pumpades från oljetråget direkt till motorns arbetsdelar, medan en mindre del av oljan skickades genom filtret via en andra flödesbana, vilket filtrerade oljan över tiden.
Bypass och fullt flöde
Fullt flöde
Ett fullflödessystem kommer att ha en pump som skickar trycksatt olja genom ett filter till motorns lager, varefter oljan återgår genom gravitationen till sumpen . I fallet med en torrsumpmotor evakueras oljan som når sumpen av en andra pump till en avlägsen oljetank. Fullflödesfiltrets funktion är att skydda motorn från slitage genom nötning.
Gå förbi
Moderna bypass-oljefiltersystem är sekundära system där en avtappning från huvudoljepumpen tillför olja till bypassfiltret, oljan passerar sedan inte till motorn utan återgår till sumpen eller oljetanken. Syftet med bypass är att ha ett sekundärt filtreringssystem för att hålla oljan i gott skick, fri från smuts, sot och vatten, vilket ger mycket mindre partikelretention än vad som är praktiskt för fullflödesfiltrering, fullflödesfiltret används fortfarande för att förhindra att alltför stora partiklar orsakar betydande nötning eller akut blockering i motorn. Ursprungligen använd på kommersiella och industriella dieselmotorer med stor oljekapacitet där kostnaden för oljeanalystestning och extra filtrering till förlängda oljebytesintervaller är ekonomiskt rimligt; bypass-oljefilter blir allt vanligare i privata konsumentapplikationer. (Det är viktigt att bypass inte äventyrar den trycksatta oljematningen i fullflödessystemet; ett sätt att undvika en sådan kompromiss är att ha bypasssystemet som helt oberoende).
Övertrycksventiler
De flesta trycksatta smörjsystem har en övertrycksventil för att tillåta olja att passera filtret om dess flödesbegränsning är överdriven, för att skydda motorn från oljesvält. Filterbypass kan inträffa om filtret är igensatt eller oljan förtjockas av kallt väder. Övertrycksventilen är ofta inbyggd i oljefiltret. Filter monterade så att olja tenderar att rinna ur dem innehåller vanligtvis en anti-dräneringsventil för att hålla olja i filtret efter att motorn (eller annat smörjsystem) har stängts av. Detta görs för att undvika en fördröjning av oljetrycksuppbyggnaden när systemet väl har startat om; utan en antiavtappningsventil skulle trycksatt olja behöva fylla filtret innan den färdades vidare till motorns fungerande delar. Denna situation kan orsaka för tidigt slitage på rörliga delar på grund av initial brist på olja.
Oljefiltertyper
Mekanisk
Mekaniska konstruktioner använder ett element tillverkat av bulkmaterial (som bomullsavfall) eller veckat filterpapper för att fånga och binda upp svävande föroreningar. När material byggs upp på (eller i) filtreringsmediet, begränsas oljeflödet successivt. Detta kräver periodiskt utbyte av filterelementet (eller hela filtret, om elementet inte är separat utbytbart).
Patron och spin-on
Tidiga motoroljefilter var av patronkonstruktion (eller utbytbart element ), där ett permanent hus innehåller ett utbytbart filterelement eller en patron. Huset är monterat antingen direkt på motorn eller på distans med matnings- och returrör som ansluter det till motorn. I mitten av 1950-talet spin-on oljefilterdesignen: ett fristående hus och element som skulle skruvas loss från sitt fäste, kasseras och ersättas med ett nytt. Detta gjorde filterbyten bekvämare och potentiellt mindre rörig, och kom snabbt att bli den dominerande typen av oljefilter som installerades av världens biltillverkare. Konverteringssatser erbjöds för fordon som ursprungligen var utrustade med filter av patrontyp. På 1990-talet började framför allt europeiska och asiatiska biltillverkare gå tillbaka till förmån för filterkonstruktion med utbytbara element, eftersom det genererar mindre avfall vid varje filterbyte. Amerikanska biltillverkare har likaså börjat gå över till utbytbara patronfilter, och eftermonteringssatser för att konvertera från spin-on- till patron-typfilter erbjuds för populära applikationer. Kommersiellt tillgängliga oljefilter för bilar varierar i design, material och konstruktionsdetaljer. De som är gjorda av helt syntetiskt material förutom metallavloppscylindrarna som finns inuti är mycket överlägsna och håller längre än den traditionella kartong/cellulosa/papper som fortfarande dominerar. Dessa variabler påverkar filtrets effektivitet, hållbarhet och kostnad.
Magnetisk
Magnetiska filter använder en permanentmagnet eller en elektromagnet för att fånga upp ferromagnetiska partiklar. En fördel med magnetisk filtrering är att underhåll av filtret helt enkelt kräver att partiklarna rengörs från magnetens yta. Automatiska växellådor i fordon har ofta en magnet i vätskebehållaren för att binda magnetiska partiklar och förlänga livslängden för vätskefiltret av mediatyp. Vissa företag tillverkar magneter som fästs på utsidan av ett oljefilter eller magnetiska avtappningspluggar – som först uppfanns och erbjöds för bilar och motorcyklar i mitten av 1930-talet – för att hjälpa till att fånga dessa metalliska partiklar, även om det pågår debatt om effektiviteten hos sådana anordningar.
Sedimentation
Ett sedimentations- eller gravitationsbäddfilter tillåter föroreningar som är tyngre än olja att sedimentera på botten av en behållare under påverkan av gravitationen .
Centrifugal
En centrifugoljerenare är en roterande sedimenteringsanordning som använder centrifugalkraft snarare än gravitation för att separera föroreningar från oljan, på samma sätt som alla andra centrifuger . Trycksatt olja kommer in i mitten av huset och passerar in i en trumrotor fri att snurra på ett lager och tätning . Rotorn har två jetmunstycken anordnade att rikta en oljeström mot det inre huset för att rotera trumman. Oljan glider sedan till botten av husväggen och lämnar partikelformiga oljeföroreningar som fastnar på husets väggar. Huset måste rengöras med jämna mellanrum, annars kommer partiklarna att ackumuleras till en sådan tjocklek att trumman inte roterar. I detta tillstånd kommer ofiltrerad olja att recirkuleras. Fördelar med centrifugen är: (i) att den rengjorda oljan kan separera från allt vatten som, eftersom det är tyngre än olja, lägger sig på botten och kan tömmas av (förutsatt att något vatten inte har emulgerats med oljan ) ; och (ii) de är mycket mindre benägna att blockeras än ett konventionellt filter. Om oljetrycket är otillräckligt för att snurra centrifugen kan den istället drivas mekaniskt eller elektriskt.
Obs: vissa spin-off-filter beskrivs som centrifugala men de är inte riktiga centrifuger; snarare riktas oljan på ett sådant sätt att det finns en centrifugalvirvel som hjälper föroreningar att fastna på utsidan av filtret.
Hög effektivitet (HE)
Högeffektiva oljefilter är en typ av bypass-filter som påstås tillåta utökade oljeavtappningsintervall. HE-oljefilter har vanligtvis en porstorlek på 3 mikrometer , vilket studier har visat minskar slitaget på motorn. Vissa flottor har kunnat öka sina dräneringsintervall upp till 5-10 gånger.
Filterplacering i ett oljesystem
Att bestämma hur ren oljan behöver vara är viktigt eftersom kostnaden ökar snabbt med renlighet. Efter att ha bestämt den optimala målrenhetsnivån för ett program för föroreningskontroll, utmanas många ingenjörer sedan av processen att optimera filtrets placering. För att säkerställa en effektiv inträngningsbalans för fasta partiklar måste ingenjören överväga olika element, såsom om filtret kommer att användas för skydd eller kontamineringskontroll, enkel åtkomst för underhåll och enhetens prestanda som anses möta utmaningarna i det uppsatta målet .