Öljy/voiteluöljysuodatin

Öljy-/voitelusuodatin on suodatin, joka on suunniteltu poistamaan epäpuhtaudet moottoriöljystä, vaihteistoöljystä, voiteluöljystä tai hydrauliöljystä. Niitä käytetään pääasiassa moottoriajoneuvojen polttomoottoreissa (sekä tiellä että maastossa), moottorikäyttöisissä lentokoneissa, rautatievetureissa, laivoissa ja veneissä sekä staattisissa moottoreissa, kuten generaattoreissa ja pumpuissa. Muut ajoneuvojen hydraulijärjestelmät, kuten automaattivaihteistot ja ohjaustehostimet, on usein varustettu öljynsuodattimella. Kaasuturbiinimoottorit, kuten suihkukoneiden moottorit, edellyttävät myös öljynsuodattimien käyttöä. Öljynsuodattimia käytetään monissa erilaisissa hydraulikoneissa. Öljyteollisuus itse käyttää suodattimia öljyntuotantoon, öljyn pumppaukseen ja öljyn kierrätykseen. Nykyaikaiset moottoriöljynsuodattimet ovat yleensä "täysvirtaus" (inline) tai "ohitus".

Historia

Öljyn/voiteluaineen suodattimen historia on osoitus moottorin puhtauden ja suorituskyvyn ylläpitämisen tärkeydestä. Öljynsuodattimet ovat kehittyneet merkittävästi ajan mittaan alkeellisten seulojen ja suodattimien alkuajoista nykyaikaisiin spin-on-suodattimiin ja edistyneisiin suodatustekniikoihin. Kun autoteollisuus jatkaa kasvuaan ja kehittymistä, tulee myös tekniikka, jota käytetään pitämään moottorit käynnissä sujuvasti ja tehokkaasti.

Varhainen kehitys

Varhaiset suodattimet: Automoottoreiden alkuaikoina ei ollut omia öljynsuodattimia. Sen sijaan yksinkertaisia ​​seuloja tai siiviläjä käytettiin suurten hiukkasten poistamiseen öljystä. Nämä varhaiset laitteet olivat alkeellisia ja usein tehottomia hienompien epäpuhtauksien poistamisessa.

Edistyminen: Moottoritekniikan kehittyessä tehokkaamman öljynsuodatuksen tarve tuli ilmeiseksi. Varhaisten moottoreiden öljyjärjestelmiä parannettiin vähitellen sisältämään parempia suodatusmekanismeja.

Tärkeimmät tavoitteet

Täysvirtaussuodattimet: Täysvirtausöljynsuodattimet, jotka suodattavat kaiken moottorin läpi virtaavan öljyn, tulivat merkittäväksi parannukseksi aikaisempiin malleihin verrattuna. Nämä suodattimet on suunniteltu poistamaan useampia epäpuhtauksia, mikä parantaa moottorin suorituskykyä ja pitkäikäisyyttä.

Spin-On-suodattimet: Suuri läpimurto tapahtui vuonna 1954, kun WIX keksi pyöritettävän öljynsuodattimen. Tämä malli mullisti öljynsuodattimen vaihdon, mikä teki siitä nopean ja helpon prosessin. Spin-on-suodatin on itsenäinen yksikkö, joka voidaan helposti irrottaa ja vaihtaa ruuvaamalla se irti moottorilohkosta. Tästä mallista on tullut standardi useimmille nykyaikaisille ajoneuvoille.

Teknologiset edistysaskeleet

Materiaalit ja muotoilu: Ajan myötä öljynsuodattimissa käytetyt materiaalit ovat parantuneet merkittävästi. Varhaiset suodattimet valmistettiin metalliverkosta tai paperista, mutta nykyaikaisissa suodattimissa käytetään usein synteettisiä materiaaleja, jotka tarjoavat paremman suodatustehokkuuden ja kestävyyden. Myös suodattimien suunnittelu on kehittynyt, ja monissa nykyaikaisissa suodattimissa on laskostettu paperi tai synteettinen materiaali, joka tarjoaa suuremman pinta-alan epäpuhtauksien talteenottoa varten.

Tehokkuus ja kestävyys: Nykyaikaiset öljynsuodattimet on suunniteltu poistamaan pienimmätkin hiukkaset öljystä varmistaen, että moottori käy tasaisesti ja tehokkaasti. Ne on myös rakennettu kestämään ankaria olosuhteita moottorin sisällä, mikä takaa pitkäkestoisen suorituskyvyn.

Toimialan trendit

Markkinoiden kasvu: Globaalit öljynsuodatinmarkkinat ovat kasvaneet tasaisesti autojen kasvavan kysynnän ja säännöllisen huollon tarpeen myötä. Kun ajoneuvojen määrä liikenteessä jatkaa kasvuaan, myös öljynsuodattimien kysyntä kasvaa.

Innovaatiot: Valmistajat tekevät jatkuvasti innovaatioita parantaakseen öljynsuodattimien suorituskykyä ja tehokkuutta. Tämä sisältää uusien suodatustekniikoiden, kuten nanokuituväliaineiden, kehittämisen, joilla voidaan poistaa jopa pienempiä hiukkasia öljystä.

Ympäristöongelmat: Kasvavien ympäristöhuolien myötä valmistajat keskittyvät myös kehittämään ympäristöystävällisempiä öljynsuodattimia. Tämä sisältää kierrätettävien materiaalien käytön ja suodattimien suunnittelun, jotka voidaan helposti hävittää tai kierrättää.

Paineenalennusventtiilit

Useimmissa paineistetuissa voitelujärjestelmissä on ylipaineenrajoitusventtiili, joka sallii öljyn ohittaa suodattimen, jos sen virtausrajoitus on liiallinen, mikä suojaa moottoria öljyn nälänhädältä. Suodattimen ohitus voi tapahtua, jos suodatin on tukossa tai öljy on sakeutunut kylmän sään vuoksi. Ylipaineenrajoitusventtiili on usein sisällytetty polttoaine-/dieselsuodattimeen. Suodattimissa, jotka on asennettu siten, että öljyllä on tapana valua niistä, on yleensä takaisinpoistoventtiili, joka pitää öljyn suodattimessa sen jälkeen, kun moottori (tai muu voitelujärjestelmä) on sammutettu. Tämä tehdään öljynpaineen nousun viivästymisen välttämiseksi, kun järjestelmä käynnistetään uudelleen; ilman takaisinvirtauksen estoventtiiliä paineistetun öljyn olisi täytettävä suodatin ennen kuin se kulkee eteenpäin moottorin työosiin. Tämä tilanne voi aiheuttaa liikkuvien osien ennenaikaista kulumista öljyn puutteen vuoksi.

Öljynsuodattimen tyypit

Mekaaninen

Mekaanisissa rakenteissa käytetään irtomateriaalista (kuten puuvillajätteestä) valmistettua elementtiä tai laskostettua suodatinpaperia suspendoituneiden epäpuhtauksien vangitsemiseksi ja eristämiseksi. Kun materiaalia kertyy suodatusväliaineelle (tai sen sisään), öljyn virtausta rajoitetaan asteittain. Tämä edellyttää suodatinelementin (tai koko suodattimen, jos elementti ei ole erikseen vaihdettavissa) vaihtoa säännöllisesti.

Patruuna ja spin-on

Vaihtopaperisuodatinelementti JCB:hen

Varhaiset moottoriöljynsuodattimet olivat patruuna- (tai vaihdettava elementti) -rakenteisia, joissa pysyvässä kotelossa on vaihdettava suodatinelementti tai -patruuna. Kotelo asennetaan joko suoraan moottoriin tai etänä syöttö- ja paluuputkilla, jotka yhdistävät sen moottoriin. 1950-luvun puolivälissä otettiin käyttöön pyörivä öljynsuodatinmalli: itsenäinen kotelo ja elementtikokoonpano, joka oli ruuvattu irti kiinnikkeestään, hävitettävä ja vaihdettava uuteen. Tämä teki suodattimen vaihdosta helpompaa ja mahdollisesti vähemmän sotkuista, ja siitä tuli nopeasti maailman autonvalmistajien hallitseva öljynsuodatintyyppi. Muunnossarjoja tarjottiin ajoneuvoille, jotka oli alun perin varustettu patruunatyyppisillä suodattimilla. 1990-luvulla erityisesti eurooppalaiset ja aasialaiset autonvalmistajat alkoivat siirtyä takaisin vaihdettavien elementtien suodatinrakenteeseen, koska se tuottaa vähemmän jätettä jokaisella suodattimen vaihdolla. Amerikkalaiset autonvalmistajat ovat myös alkaneet siirtyä vaihdettaviin patruunasuodattimiin, ja suosittuihin sovelluksiin tarjotaan jälkiasennettavia sarjoja, jotka muunnetaan spin-on-suodattimista patruunatyyppisiksi suodattimille. Kaupallisesti saatavilla olevat autoöljynsuodattimet vaihtelevat suunnittelultaan, materiaaleiltaan ja rakenteeltaan. Ne, jotka on valmistettu täysin synteettisestä materiaalista, lukuun ottamatta sisällä olevia metallisia tyhjennyssylintereitä, ovat paljon parempia ja kestävämpiä kuin perinteiset pahvi/selluloosa/paperityypit, jotka ovat edelleen vallitsevia. Nämä muuttujat vaikuttavat suodattimen tehokkuuteen, kestävyyteen ja hintaan.

Moottoripyörän öljynsuodattimet Kawasaki W175:ssä. Vanha (vasen) ja uusi (oikea).

Magneettinen

Magneettiset suodattimet käyttävät kestomagneettia tai sähkömagneettia ferromagneettisten hiukkasten sieppaamiseen. Magneettisuodatuksen etuna on, että suodattimen ylläpito vaatii yksinkertaisesti hiukkasten puhdistamista magneetin pinnalta. Ajoneuvojen automaattivaihteistoissa on usein magneetti nestesäiliössä, joka sitoo magneettisia hiukkasia ja pidentää väliainetyyppisen nestesuodattimen käyttöikää. Jotkut yritykset valmistavat magneetteja, jotka kiinnittyvät öljynsuodattimen tai magneettisten tyhjennystulppien ulkopuolelle – jotka keksittiin ja tarjottiin autoihin ja moottoripyöriin 1930-luvun puolivälissä – auttamaan näiden metallihiukkasten vangitsemisessa, vaikka keskustelua käydään jatkuvasti. tällaisista laitteista.

Sedimentaatio

Sedimentaatio- tai painovoimapetisuodatin mahdollistaa öljyä raskaampien epäpuhtauksien laskeutumisen säiliön pohjalle painovoiman vaikutuksesta.

Keskipako

Sentrifugiöljynpuhdistin on pyörivä sedimentointilaite, joka käyttää keskipakovoimaa painovoiman sijaan epäpuhtauksien erottamiseen öljystä samalla tavalla kuin mikä tahansa muu sentrifugi. Paineöljy tulee kotelon keskelle ja kulkee rummun roottoriin vapaasti pyörimään laakerin ja tiivisteen päällä. Roottorissa on kaksi suihkusuutinta, jotka on järjestetty ohjaamaan öljyvirta sisempään koteloon rummun pyörittämiseksi. Öljy liukuu sitten kotelon seinämän pohjalle jättäen hiukkasmaiset öljyepäpuhtaudet kiinni kotelon seiniin. Kotelo on puhdistettava säännöllisesti, muuten hiukkaset kerääntyvät niin paksuiksi, että ne estävät rummun pyörimisen. Tässä tilassa suodattamaton öljy kierrätetään. Sentrifugin edut ovat: (i) että puhdistettu öljy voi erottua vedestä, joka öljyä raskaampana laskeutuu pohjalle ja voidaan valuttaa pois (edellyttäen, että vesi ei ole emulgoitunut öljyn kanssa); ja (ii) ne tukkeutuvat paljon vähemmän kuin perinteinen suodatin. Jos öljynpaine ei ole riittävä sentrifugin pyörittämiseen, sitä voidaan sen sijaan käyttää mekaanisesti tai sähköisesti.

Huomautus: Joitakin spin-off-suodattimia kuvataan keskipakosuodattimina, mutta ne eivät ole todellisia sentrifugeja; pikemminkin öljy on suunnattu siten, että siellä on keskipakopyörre, joka auttaa epäpuhtauksia tarttumaan suodattimen ulkopuolelle.

Korkea hyötysuhde (HE)

Tehokkaat öljynsuodattimet ovat eräänlainen ohitussuodatin, jonka väitetään sallivan pidennetyt öljynvaihtovälit. HE-öljynsuodattimien huokoskoot ovat tyypillisesti 3 mikrometriä, mikä tutkimusten mukaan vähentää moottorin kulumista. Jotkut laivastot ovat pystyneet pidentämään vaihtoväliä jopa 5-10 kertaa.