Для чего в масляном фильтре предусмотрен обратный клапан

Я: На масляных форумах пишут, что играет роль не давление в системе, а перепад давления в фильтре.

Коллега1: Распилите фильтр, осмотрите фильтрующий элемент. Давление на 3000 об\мин от 2,4 до 5,3 кг/см! Подумайте об объёмной подаче масла на 3000 об\мин около 30 л.\мин. Посмотрите ещё раз на фильтрующий элемент �� "перепад давления в фильтре" — это как?

Коллега1 (чуть позже): Как вариант: через фильтр постоянно прокачивается масло. А клапан не отсекает полностью, а перенаправляет ту часть масла, которую не может пропустить через себя, в обход его.

На этом я остановил дальнейшую дискуссию и предложил вернуться к ней в отдельной статье.

Коллега2: Вся разница только в качестве фильтрующего элемента. Размер значение тоже имеет — элементарно по конструктивным размерам. Например, для удобства обслуживания (большой фильтр может не втиснутся в узкое пространство). А вот уходить от стандартного к более большему, вообще может быть губительным для движка.

Я: С качеством все понятно. А чем может навредить двигателю фильтр большего размера, чем оригинальный? В чем основной вред?

Коллега2: Масло фильтроваться не будет вот и все. Клапан там есть. Посмотри вовнутрь фильтра.

Я: Просьба пояснить чуть подробнее, почему масло не будет фильтроваться в более крупном фильтре по сравнению со стандартным и как на это влияет клапан. Устройство фильтра я представляю, так как периодически распиливаю отработанные фильтры разных марок.

Коллега2: Распиливать фильтры и не изучить принцип работы))) забавно! Фильтра сам менял? Когда фильтр снимал с движка, трубку видел? Которая торчит из проема колодца масляного фильтра. В этой трубке отверстие — суть масляный канал. А почему нужно фильтр крутить до определенного упора и чуть назад? Для того чтобы канал открыл клапан и масло шло через фильтрующий материал. А клапан может сидеть ближе или глубже от основания фильтра. Представим ситуацию: ставишь большой фильтр и клапан глубоко… Что будет? Правильно! Масло попадет в корпус масляного фильтра, но не будет проходить через фильтрующий элемент!

На этом моменте я также остановил дальнейшую дискуссию.

Коллега3 (подключился к дискуссии): Сомнительная версия. Я тоже распилил немало фильтров. Ни на одном не видел, чтобы клапан открывался трубкой. Также впервые вижу про "до упора и чуть-чуть назад".

Коллега2: Мы вчера с Петровичем этот вопрос обсуждали. Сошлись на том что он внимательно изучит и напишет развернутую статью. Я действительно несколько ошибся с функцией клапана, но тем не менее он не просто так там задуман. Что касается затяжки фильтра — это как "ЖИ — ШИ" для первоклассника. Прикручиваем фильтр до упора и на 3/4 оборота назад. В любом мануале для начинающих описано.

Если вы заметили, я намеренно не стал спорить и с пеной у рта отстаивать свою точку зрения, тем самым провоцируя так называемый «срач». Но думаю, что для многих читателей, из приведенных выше диалогов стало понятно, что существует реальная необходимость разобраться, как все-таки устроен и работает масляный фильтр, а также как его правильно устанавливать.

Чтобы не превратить статью в поток сумбурных мыслей, давайте структурируем проблему и выделим ключевые вопросы, которые нам необходимо рассмотреть. Я увидел в комментариях два серьезных заблуждения:

Заблуждение 1: Перепускной клапан в масляном фильтре открыт на любых оборотах двигателя, чуть превышающих обороты холостого хода (1500+ об./мин.), поэтому размер фильтровального элемента не столь важен, так как все равно масло большую часть времени идет в обход и не фильтруется.

Заблуждение 2: Резьбовой патрубок, расположенный на двигателе, при закручивании фильтра нажимает на некий клапан в фильтре, при этом клапан открывает масляный канал для поступления масла в двигатель. Поэтому фильтр не должен быть больше стандартного, чтобы патрубок мог достать до клапана. По этой же причине фильтр после закручивания следует открутить обратно на 3/4 оборота, иначе клапан не откроется.

Если заблуждение насчет того, что происходит внутри фильтра при работе двигателя, ничем фатальным, в принципе, не грозит, то неправильная установка фильтра, да еще вызванная заблуждением насчет его устройства, может привести к потере масла и поломке двигателя.

Поэтому сегодня мы рассмотрим следующие вопросы:

Вопрос 1: Как устроен типовой неразборный автомобильный фильтр очистки масла, какие функции выполняют отдельные элементы фильтра.

Вопрос 2: При каких условиях открывается перепускной клапан в масляном фильтре и в чем важность этого клапана.

Вопрос 3: Как правильно следует устанавливать и затягивать масляный фильтр.

Сразу предупреждаю непримиримых борцов с «диванными экспертами», что я не гидравлик, не претендую на статус эксперта по фильтрам и рассматриваю данные вопросы как обыкновенный практикующий автолюбитель, имеющий техническое образование. Свои мысли я не преподношу как «луч света в темном царстве», а лишь хочу более подробно разобраться в данном вопросе и поделиться этой информацией с такими же коллегами-автолюбителями.

Наверняка среди читателей есть люди, гораздо более профессионально владеющие этой тематикой, прошу их также высказаться, поправить меня, если я в чем-то не прав, и поучаствовать в общей дискуссии. Я же буду подходить к своим объяснениям просто, по рабоче-крестьянски, с точки зрения простой бытовой логики. Также прошу прощения у специалистов, если буду применять неправильную терминологию.

1. Устройство масляного фильтра.

Все современные неразборные масляные фильтры имеют примерно одинаковую конструкцию, которая представлена на рис. 3 ниже. Элементы фильтров разных производителей и марок авто могут немного отличаться как конструктивно, так и их расположением в корпусе фильтра, но их состав и принцип работы практически во всех случаях совершенно одинаковый.

Конструкция такого фильтра очень простая, масло поступает из двигателя в фильтр через несколько отверстий, расположенных по окружности крышки фильтра, затем проходит через фильтрующий элемент и, уже очищенное, поступает обратно в двигатель через центральное резьбовое отверстие. Также в фильтре предусмотрено два клапана — противодренажный и перепускной, мы подробно рассмотрим их работу чуть позже.

3. Устройство автомобильного фильтра очистки масла.

Для иллюстрации, ниже представлены фото масляных фильтров, распиленных с целью изучения их внутренностей. Я и сам вскрываю отработанные фильтры, но для этой записи многие фото фильтров были взяты с сайта oilchoice.ru, с разрешения администратора сайта GubkinS . На данном сайте представлен не один десяток распиленных фильтров, с качественными фотографиями, поэтому я и решил их оттуда позаимствовать. Чтобы наилучшим образом проиллюстрировать тот или иной элемент фильтра, я отобрал фотографии разных фильтров, а не какого-то одного.

Вскрыв масляный фильтр, мы видим, что корпус фильтра состоит из тонкостенного металлического стакана, который сверху закрыт завальцованной толстостенной металлической крышкой. По периметру крышки расположено несколько отверстий, по которым неочищенное масло поступает в фильтр. Центральное резьбовое отверстие служит для выхода очищенного масла из фильтра и одновременно для крепления фильтра к двигателю. Фильтр прикручивается к резьбовому патрубку, расположенному на двигателе. С наружной стороны крышки установлено резиновое уплотнительное кольцо прямоугольного, круглого или полукруглого профиля, которое обеспечивает герметичность соединения фильтра с двигателем (фото 4).

4. Корпус и крышка масляного фильтра.

Основной объем фильтра занимает фильтровальная катушка. В большинстве случаев, катушка представляет из себя внутреннюю обойму из перфорированного металлического листа с отверстиями для прохода масла, вокруг которой располагается фильтровальный материал (фото 5). Как правило, катушка имеет верхнюю и нижнюю металлические крышки, хотя встречаются конструкции и без крышек.

В качестве фильтровального материала часто используют фильтровальную бумагу, но иногда используется и нетканый волокнистый материал. Фильтровальная бумага, для увеличения площади фильтрации, укладывается гофрами. Гофры обычно ровные, но некоторые фирмы, для увеличения площади фильтрования, еще дополнительно укладывают бумагу шевроном, как, например, в фильтрах Purflux.

5. Устройство фильтровальной катушки. 6. Различные виды фильтровального материала.

Чтобы катушка не болталась внутри фильтра, снизу ее обычно поджимает пружина. Пружины применяются как спиральные, так и пластинчатые. Иногда пружина отсутствует, а ее роль выполняет упругий противодренажный клапан.

7. Пружина. 8. Разновидности пружин.

Также в конструкции большинства масляных фильтров предусмотрены два клапана.

Входные отверстия для масла в крышке фильтра закрыты изнутри противодренажным клапаном. Этот клапан видно при наружном осмотре фильтра. Обычно он представляет собой эластичное кольцо из обычной или силиконовой резины, хотя встречаются и более сложные конструкции с использованием пружин.

9. Противодренажный клапан.

Вне зависимости от конструкции, противодренажный клапан выполняет две основные функции.

Во-первых, если фильтр расположен не строго вертикально отверстиями вверх, этот клапан не позволяет маслу стекать из фильтра в поддон двигателя, когда двигатель остановлен. Благодаря этому, двигатель не испытывает масляного голодания из-за пустого фильтра во время пуска после длительной остановки.

При подаче масла снаружи, под воздействием потока масла, клапан отгибается и пропускает масло внутрь, но обратно он масло пропускать не должен, даже если фильтр расположен отверстиями вниз.

Вторая функция противодренажного клапана — не допускать перетока масла из полости с грязным маслом (с наружной стороны фильтровальной катушки) в полость с очищенным маслом (внутрь центральной обоймы). Т.е. клапан герметизирует изнутри крышку фильтра и изолирует центральное выходное отверстие от расположенных по периферии входных отверстий.

10. Расположение противодренажного клапана.

Таким образом, чтобы дренажный клапан был герметичным и сохранял эту герметичность в широком диапазоне температур, важен материал клапана, его температурные свойства и эластичность, а также насколько аккуратно он изготовлен. По собственным наблюдениям, лучше всего работают при различных температурах клапаны из силиконовой резины, им нипочем ни мороз, ни горячее масло. Наиболее аккуратно изготовлены клапаны в фильтрах известных фирм. Дешевые фильтры редко могут похвастаться и тем, и другим, клапаны в них обычно изготовлены неказисто и из обычной резины. Поэтому если хотим сэкономить, то лучше это делать в теплое время года, так как на морозе резиновый клапан дубеет. Встречаются вообще фильтры без клапанов, их лучше избегать.

Второй клапан — перепускной. Он обычно расположен с другой стороны катушки, хотя встречаются и фильтры с клапанами, расположенными с одной стороны, но это скорее редкость.

Перепускной клапан позволяет направлять масло в обход фильтровального материала напрямую в двигатель, без очистки. Открываясь, клапан пропускает масло сразу к выходу из фильтра. Поэтому его иногда еще называют байпасный, от английского слова bypass (обход). Чуть ниже мы вернемся к более подробному рассмотрению принципа работы этого клапана.

11. Перепускной клапан.

Конструктивно перепускной клапан представляет собой подпружиненную тарелку, которая перекрывает отверстие в торце катушки. От жесткости пружины зависит давление, при котором открывается клапан. Материал тарелки может быть металл, пластик, резина. Основные требования к клапану, чтобы он работал четко, без заеданий и надежно герметизировал отверстие в крышке катушки.

Обычно перепускной клапан расположен с внутренней стороны крышки катушки, но встречаются также конструкции с внешним расположением клапана, а также когда клапан встроен в пластинчатую пружину, которая поджимает катушку. На фото ниже представлены перепускные клапаны различных конструкций. Иногда встречаются фильтры, в которых производитель экономит и не устанавливает перепускной клапан.

12. Примеры перепускных клапанов. 13. Примеры расположения перепускного клапана.

2. Принцип работы перепускного клапана и условия, при которых он открывается.

Как уже отмечалось выше, перепускной клапан открывается только при возникновении определенных условий. Большую часть времени работы двигателя он закрыт, так как при его открытии фильтр перестает выполнять свои фильтрующие функции и просто передает в двигатель неочищенное масло, минуя фильтрующий элемент.

Работа фильтра в режиме фильтрации и работа в байпасном режиме показаны на рисунках 14 и 15 ниже.

Условные обозначения на рис 14:
1 — корпус фильтра.
2 — резиновая прокладка на крышке фильтра.
3 — противодренажный клапан.
4 — фильтровальная катушка.
5 — перепускной клапан.

14. Работа фильтра в режиме фильтрации. 15. Работа фильтра в байпасном режиме без фильтрации.

Теперь вернемся к ошибочному мнению, что перепускной клапан при работе двигателя почти всегда открыт. Это заблуждение возникает из-за того, что в большинстве фильтров перепускные клапаны рассчитаны на давление открытия, редко превышающее 2.5 бар, а чаще в диапазоне 0.8-1.5 бар. Например, в масляном фильтре MANN W820, клапан рассчитан на давление открытия 1.0 бар.

16. Масляный фильтр MANN W820.

При этом масляный насос при работе двигателя в штатных режимах нагнетает гораздо большее давление в масляной системе, в диапазоне 2.5-5.5 бар (цифры примерные и различаются для разных типов и марок двигателей). Исходя из этих цифр, часть автовладельцев делает вывод, что раз давление в масляной системе постоянно выше давления открытия перепускного клапана, то значит, и он большую часть времени находится в открытом состоянии. В этом и есть главное заблуждение, и давайте на простых примерах покажем, что это не так.

Чтобы понять, как будет вести себя клапан, сначала рассмотрим две граничные ситуации. Так как мы уже рассмотрели устройство масляного фильтра, то представим себе, что в нем все осталось как было, но мы удалили фильтровальный материал. То есть катушка теперь имеет лишь металлический каркас, и не оказывает никакого сопротивления потоку жидкости, гидравлическое сопротивление катушки равно нулю. Как в этом случае будет происходить движение масла? Думаю, даже далекому от техники человеку будет понятно, что жидкость (масло) будет двигаться по пути наименьшего сопротивления. То есть если катушка не оказывает никакого сопротивления потоку жидкости, то при любом, даже самом большом абсолютном давлении в системе смазки, масло пойдет через катушку, минуя перепускной клапан. Потому что для открытия клапана нужно определенное усилие (давление), а для прохода через голую катушку усилие не требуется, и в итоге масло пойдет через фильтр прямотоком. В этом случае потоки масла будут направлены через катушку, как показано на рис. 14.

Теперь давайте рассмотрим другую граничную ситуацию, полностью противоположную. Представим, что мы заменили фильтровальную бумагу на металлическую ленту. То есть заварили катушку наглухо, и теперь она совсем не пропускает масло, гидравлическое сопротивление катушки равно бесконечности. Куда в этом случае двинется поток масла? Правильно, по пути наименьшего сопротивления, то есть через перепускной клапан. В этом случае, если давление масла на входе в фильтр превысит давление открытия клапана, то масло пойдет через клапан, преодолевая сопротивление пружины клапана. В этом случае в двигатель будет поступать масло, пусть и неочищенное.

То есть, перепускной клапан выполняет роль «спасителя» двигателя от масляного голодания, если по каким-либо причинам фильтровальная катушка перестала пропускать масло. Если же клапан будет рассчитан на давление, превышающее возможности масляного насоса, то в этом случае масляный фильтр ни при каких условиях не будет пропускать через себя масло и превратится по сути в заглушку, которая оставит двигатель без масла. Именно поэтому важно, чтобы клапан открывался при определенном давлении, так как от его правильной работы будет зависеть, когда в двигатель будет поступать очищенное масло, а когда неочищенное, и не превратится ли фильтр в губительную для двигателя заглушку. Данная ситуация проиллюстрирована на рис. 15.

Из рассмотренных выше примеров мы увидели, что для открытия перепускного клапана важно не то, какое давление развивает масляный насос, а успевает ли фильтровальная катушка пропускать через себя масло, чтобы клапан не открылся раньше времени. То есть, клапан открывается не от абсолютного давления в системе, развиваемого масляным насосом, а от перепада давления на входе в фильтр и на выходе из него.

Если катушка по мере загрязнения начинает хуже пропускать масло, то ее гидравлическое сопротивление будет расти, соответственно возрастет и перепад давления на входе и выходе катушки, в итоге в определенный момент времени откроется перепускной клапан. Эта ситуация может также возникнуть, если масло имеет большую вязкость и не успевает достаточно быстро прокачиваться сквозь фильтровальный материал, например, при холодном пуске двигателя в мороз. В этом случае клапан открывается, и густое масло поступает в двигатель напрямую, неочищенным. Как только масло прогреется, его вязкость уменьшится и катушка начнет нормально пропускать масло, перепускной клапан закроется, так как в нем больше нет необходимости.

Аналогично, если двигатель вдруг резко наберет обороты, например, при резком нажатии на акселератор, то давление в масляной системе резко возрастет, и в этих переходных режимах фильтрующий материал может не справиться с прокачкой резко возросшего объема масла, то в этом случае также откроется перепускной клапан и тем самым обеспечит двигатель маслом.

Во всех остальных случаях клапан остается закрытым при любом абсолютном давлении в масляной системе, так как масло идет по пути наименьшего сопротивления, то есть через фильтровальный материал.

Резюмируя, перепускной клапан срабатывает лишь при ограниченном количестве условий. Он не позволяет двигателю остаться без масла, когда фильтрующий элемент забивается продуктами износа, а также когда масло густое и плохо прокачивается через фильтрующий элемент (например, в морозы), или же в переходных режимах работы двигателя (например, при резком наборе оборотов). В этих случаях перепускной клапан открывается и в двигатель поступает неочищенное масло в обход фильтровального материала. Как говорится, лучше подать в двигатель неочищенное масло, чем оставить двигатель вообще без масла. Поэтому важным параметром является перепад давления, при котором открывается перепускной клапан. Клапан не должен открываться слишком рано, чтобы фильтр выполнял свою фильтрующую функцию, и не должен открываться слишком поздно, чтобы не оставить двигатель без масла.

Есть интересная статья в сети, "Эксперимент читателя ABW.BY: масляный фильтр работает всего 2500 километров?" www.abw.by/novosti/experience/183246/, после которой я решил менять фильтры почаще. В первую очередь это касается дешевых фильтров, в которых производитель экономит на всем. Поэтому для себя я решил менять масляный фильтр каждые 5 ткм пробега, особенно при тяжелых условиях эксплуатации, и избегать дешевых фильтров с небольшим ресурсом.

Итак, мы разобрались с устройством и принципом работы масляного фильтра. Как видите, в устройстве фильтра нет ничего сложного, состоит он всего из нескольких деталей, а принцип его работы тоже очень простой.

17. Типовое устройство масляного фильтра.

3. Правильная установка масляного фильтра.

Переходим к следующему вопросу. Большинство современных масляных фильтров имеют неразборную конструкцию и устанавливаются на двигатель путем накручивания на приемный резьбовой патрубок системы смазки двигателя (фото 18).

18. Площадка для установки масляного фильтра.

Почему так важно, чтобы масляный фильтр был затянут с определенным усилием, и не был ни недотянут, ни перетянут?

Если фильтр будет недотянут, при работе двигателя масло под давлением будет выдавливаться через неплотно прилегающую прокладку. Двигатель будет терять масло и в итоге останется совсем без масла, а может, и без фильтра, который открутится по дороге.

Если же фильтр затянуть слишком сильно, «со всей дури», то, во-первых, можно банально сорвать резьбу на приемном патрубке, а во-вторых, так деформировать или выдавить прокладку, что она опять же начнет пропускать масло. Поэтому на большинстве масляных фильтров различных производителей нанесены либо текстовые инструкции, либо картинки, как правильно устанавливать фильтр. Все они примерно одинаковые:

1. Смазать моторным маслом поверхность прокладки (это требуется для того, чтобы прокладка скользила по посадочной поверхности двигателя, не сминаясь и своим трением не создавая иллюзии достаточного момента затяжки).

2. Закрутить фильтр от руки до касания прокладкой посадочной поверхности (то есть с этого момента дальнейшее закручивание фильтра будет обжимать прокладку).

3. Произвести окончательную затяжку, довернув фильтр еще на 3/4 оборота. На некоторых фильтрах указывают момент затяжки, также я встречал рекомендации довернуть на 4/5 оборота или 1 полный оборот, но чаще всего фигурирует 3/4 оборота. То есть, примерно одного оборота с момента касания прокладкой посадочной поверхности будет достаточно для правильной затяжки фильтра. Тем самым обеспечивается требуемая герметичность соединения.

Примеры таких инструкций на фото 19. Ни о каком затягивании с последующим обратным откручиванием фильтра я рекомендаций не встречал, да это и так должно быть понятно, что открутив почти на оборот назад, мы получим совершенно незатянутый фильтр. Если кто-то все равно сомневается, обратите внимание на стрелки на картинках, в каком направлении требуется доворачивать фильтр.

19. Инструкции производителей по правильной установке масляных фильтров.

Также, после рассмотрения устройства и принципа работы масляного фильтра, становится очевидным, что усилие затяжки фильтра и длина резьбового приемного патрубка двигателя никак не связаны с работой клапанов фильтра.

На этом все, надеюсь, данная запись помогла разобраться еще с частью околоавтомобильных мифов.

Так ли страшен перепускной клапан масляного фильтра, как его малюют?

Периодически в околоавтосервисных кругах раздаются громкие заявления о том, что современные масляные фильтры не выполняют свою функцию. И более того: «на самом деле ничего не фильтруют». Мол, существующие фильтры – это лишь фильтры тонкой очистки. И фильтра грубой очистки в них нет. А поскольку теперь и в автомобиле нет фильтра грубой очистки, который раньше был, и работал постоянно, то двигателю угрожает ранний критический износ и преждевременный выход из строя.

Конечно, современные двигатели работают чисто – потому что изготавливаются прецизионно. По этой причине, собственно, из лексикона большинства водителей ушло такое слово, как «обкатка». И логично предположить, что фильтр тонкой очистки может справиться со всеми загрязнениями, возникающими в современном моторе. Однако, находятся, мягко говоря, энтузиасты, утверждающие, что фильтр без фильтра грубой очистки, который поток масла обойти никак не может – не фильтр вообще, а обманка.

Перепускному клапану объявлено подозрение во вредительстве

Корнем всех бед представляется перепускной клапан, назначение которого очевидно заключается в предотвращении масляного голодания двигателя при пуске, когда застывшее масло не может прокачиваться через фильтрующий материал. А также при сильном повышении давления масла – например при увеличении оборотов во время обгона – чтобы поток масла не прорвал или не сложил фильтровальную штору.

Тот факт, что при определенных условиях перепускной клапан пропускает масло в обход фильтрующего элемента, трактуется как фактор, критически сокращающий ресурс мотора до капремонта. Давайте разберемся, так ли это.

Функциональное назначение перепускного клапана

Действительно, сегодня автомобильный двигатель, в котором максимальное давлением масла может достигать 6–10 бар не имеет фильтра грубой очистки. По уже указанной причине, что там не должно образовываться частиц, которые могли бы быть уловлены таким фильтром. Речь идет о частицах размером более 100 микрон, то есть 0,1 мм. Согласитесь, это уже довольно крупный мусор, каковому в нормальном моторе быть просто не положено.

Перепускной клапан фильтра тонкой очистки открывается при давлении до 2 бар, в зависимости от модели. Когда клапан открывается, масло поступает обратно в двигатель транзитом, то есть не фильтруется. На какие же отрезки времени открывается перепускной клапан, и может ли его открытие причинить вред двигателю?

Как долго клапан открыт и чем это грозит?

Прежде всего, перепускной клапан должен открываться при холодном пуске двигателя. Пока масло в моторе не прогрелось до рабочей температуры, перепускной клапан остается открытым. Время составляет от 5 до 30 минут максимум, в зависимости от температуры окружающей среды, вязкости масла и конструкции самого фильтра – чем туже пружина перепускного клапана, тем быстрее он закроется.

Важное замечание

Тут сразу необходимо оговориться, что в случае, когда сумма факторов среды, свойств масла и конструкции фильтра, действительно приводит к тому, что перепускной клапан закрывается через полчаса – при определенных условиях это, как говорится, не есть очень хорошо. А именно – если на автомобиле совершаются только короткие поездки. Если в течение зимы ежедневно ездить только в режиме на работу и с работы, и каждая поездка занимает менее получаса, причем вместе с временем прогрева автомобиля – всю зиму масло фильтроваться не будет.

Впрочем, такой режим эксплуатации в любом случае вреден, как для двигателя, так и для АКБ автомобиля, которая не будет успевать нормально заряжаться. Поэтому специалисты настоятельно рекомендуют в любом случае совершать длительную поездку хотя бы раз в несколько дней.

Также клапан кратковременно открывается при резких скачках давления в системе смазки, например, при обгоне, пуске прогретого двигателя. Но общее время таких открытий невелико, даже если речь идет о машинах с системой «стоп-старт». И естественно – он во время работы двигателя открыт большую часть времени, или даже постоянно, при засорении фильтрующей шторы. Однако, опять-таки, на двигателе, состояние которого в пределах нормального, это возможно только при радикальной просрочке сроков замены фильтра. Либо в случае каких-то «патологических» химических реакций в масле, приведших к его конкрементизации (образованию сгустков и крупных частиц.

Итак, можно ли сделать вывод, что современные фильтры не выполняют, или не в полной мере выполняют свою функцию? И что система с непостоянной фильтрацией масла значимо приближает капремонт двигателя? Конечно же, нет! Распространители подобных домыслов забывают (или сознательно делают вид, что забывают) об одном факте. А именно о том, что система смазки двигателя является замкнутой. Извне в нее практически ничего попасть не может. Задача масляного фильтра – устранение частиц нагара, микроскопических металлических частиц износа и т.п.

Не лучше ли было перестраховаться?

Конечно, если прорвался воздушный фильтр, и в мотор попадает запыленный воздух, а потом загрязнения смываются маслом со стенок цилиндров – лучше было бы, чтобы масло очищалось постоянно. Но если так рассуждать, то неплохо было бы, чтобы каждый автомобиль был обшит десятисантиметровыми свинцовыми пластинами и оборудован автономной системой регенерации воздуха – на случай ядерной войны. Невозможно каждую систему автомобиля сконструировать с учетом всех проблем, являющихся следствием критического несоблюдения регламентов обслуживания или покупки запчастей сомнительного качества. Вернее, возможно, но он будет весить как танк, стоить как самолет, а ездить со скоростью гужевого транспорта. Никому такой автомобиль попросту не нужен.

Ярые критики перепускного клапана говорят, что при его открытии «в двигатель попадают частицы любого размера». Но это, мягко говоря, передергивание. Они в него не «попадают», а просто не удаляются из него в течение некоторого, относительно непродолжительного времени. И это однозначно лучше, чем масляное голодание. Когда вязкость масла снизится при достижении рабочей температуры, а движение будет осуществляться в нормальном, типичном для конкретной модели автомобиля режиме, перепускной клапан закроется, и фильтр постепенно отловит загрязнения.

Важное замечание – не все фильтры одинаково фильтруют

Все что мы обсуждаем, касается нормальных автомобилей, на которых установлены нормальные запчасти. Нормальные автомобили – это вовремя обслуженные, с агрегатами без признаков критического износа и эксплуатирующийся в условиях, для которых они разработаны. Если на городской малотиражен без всякой доработки устраивают заезды, в течение которых стрелка тахометра подолгу лежит в крайнем правом положении – это не норма.

Если производитель некачественных фильтров пытается одной позицией закрыть сотни применений, поэтому усредняет характеристики фильтра, в том числе и давление открытия перепускного клапана, чтобы продукт «подходил» на много двигателей разной мощности и объема – это тоже неправильно. Мы говорим о случаях, когда установленный фильтр соответствует спецификациям оригинального изделия по пропускной и фильтрующей способности, грязеемкости и жесткости пружины перепускного клапана.

Расчет ущерба для ресурса

А теперь давайте немного посчитаем. Чтобы понять, как сказывается на ресурсе двигателя отсутствие фильтрации масла в то время, когда оно просто прокачивается через корпус фильтра.

Весь объем масла проходит через фильтр примерно за минуту. Точнее, весь номинальный объем залитого масла, а не все масло физически – ведь его циркуляция неравномерна. Это значит, что некоторые молекулы масла за это время проходят через фильтр два или три раза, а другие – ни разу.

Основная масса масла, которую можно считать практически полным реальным объемом, проходит через фильтр минут за 5-10. Как раз на такое время и должен открываться перепускной клапан. Если больше, как уже было сказано – либо пружина слабовато, либо масло некачественное или неправильно подобранное, либо фильтр уже забит. А значит, никто кроме автовладельца, купившего некачественную продукцию или не соблюдающего регламент замены, причем с учетом условий эксплуатации – на чем делают акцент почти все автопроизводители, в этом не виноват.

И стоило из-за этого переживать?!

В худшем случае (при нормальных условиях и режимах эксплуатации, приемлемом состоянии масла и соответствующих требованиям разработчика двигателя характеристиках запчасти) результатом открытия перепускного клапана станет следующее. Образовавшаяся, или отделившаяся от стенки картера или другой части двигателя, частичка (частица продуктов износа пар трения, частица нагара или конкремент продуктов старения масла) попадет на фильтрующий элемент максимум на 15 минут позднее, то есть в среднем – на 7 минут. Происходить это будет на протяжении всего срока службы мотора. То есть в среднем для всех частиц, не будь фильтра – каждая осталась бы в объеме рабочего масла в среднем на протяжении половины интервала замены масла.

Пробег в 250 тыс. км при средней скорости в 50 км/ч (что в реальности городских пробок скорее идеальная, чем реальная цифра) – 5 000 часов, или 300 000 минут, т.е. половина моторесурса – 150 000 минут. Тогда 7, или ладно – 10 или даже 30 минут открытия перепускного клапана – это все равно порядка 0,02 процента! А теперь скажите – из-за этой ничтожной разницы в фильтрации стоило ли поднимать такую бучу вокруг перепускного клапана?

Ладно! Давайте представим, что зимой сто часов машина ездила без полноценного прогрева, после которого в течение максимум получаса происходит прокачка всего объема масла через фильтрующий элемент. Даже в этом случае частица вредила двигателю на протяжении от одной трети до одной пятой интервала замены масла (15 — 25 тыс км), и пары процентов от всего среднего моторесурса, То есть не более 5% от того времени, что могла бы, не будь в масляном контуре фильтра вообще. Притом что, повторимся – это крайний случай неразумной эксплуатации автомобиля, на который он в принципе не рассчитан. Сегодня усредненное авто для личного пользования проектируются, из расчета при мерно двух ежедневных поездок продолжительностью не менее часа в течение семи лет (2 х 50 х 365 х 7). Это будет соответсвовать проьбегу в 250 тыс. км.

Наглядная аналогия

Чтобы все стало предельно ясно тем, кто далек от техники и математики, приведем простую бытовую аналогию. Например, вы принимаете душ два раза в сутки. И тратите на это суммарно полчаса. Можно ли сказать, что 23 с половиной часа вы ходите грязным и вонючим? При том, что не валяетесь в лужах, не копаетесь в помойках и не бегаете кросс. Очевидно, что ванных процедур достаточно, чтобы поддерживать в течение дня приемлемый уровень чистоты. Несравнимый с тем, состоянием, в котором пребывает индивид, который не моется вообще. Недаром такого вы определяете по запаху на значительном расстоянии.

Так масло в двигателе – достаточно его очищать с определенной периодичностью, чтобы уровень его чистоты большую часть времени превышал 99% от возможного, с учетом интервала, который оно уже отработало.

Вывод

Наличие перепускного клапана маслячного фильтра позволяет избежать масляного голодания двигателя при пуске двигателя и работе на высоких оборотах. Эффективность фильтрации, при условии корректной работы перепускного клапана и своевременной замены фильтра, снижается на пренебрежимо малую величину в пределах тысячных долей процента. Это подтверждается тем, что многие модели автомобилей при своевременном и надлежащем обслуживании, с использованием качественных запчастей, проходили до полумиллиона километров без серьезного ремонта двигателя. Следовательно, если другие и проходили меньше, то виноват в этом не фильтр с перепускным клапаном, как таковой.

Похоже, тему можно считать закрытой…

Можно было бы, если бы история не получила неожиданное, и в некотором роде даже забавное продолжение.

В начале 2016 года в одном из автомобильных изданий появилась статья под названием «Преступление вселенского масштаба». В этой статье руководитель предприятия, производящего масляные фильтры, мягко говоря, прошелся по продукции конкурентов. Причем он не просто ее критиковал, а отправил всех мировых производителей, оптом – прямиком в АД. То есть – в преисподнюю, где черти жарят души грешников на сковородках.

Если коротко, содержание статьи украинского предпринимателя, размещенной также на сайте его собственной компании, сводится к тому, что мы уже подробно разобрали. А именно, что современные масляные фильтры «на самом деле ничего не фильтруют».

Сам автор, не стесняясь в выражениях, обвиняет производителей фильтров в заговоре против человечества.

Вслед за описанием затрат ресурсов на производство фильтров формулируется главный вывод: « Преступление вселенского масштаба против жизни. И за такие деяния современные «бизнесмены», их потомки и все способствующие такому бизнесу будут гореть в аду ». Ни больше ни меньше – всем, кто производит, продает и устанавливает на автомобили любые фильтры, кроме благословенной марки, принадлежащей автору сего «писания», уготована геенна огненная.

Сила опуса, на который мы здесь ссылаемся – в его безапелляционности. Поначалу даже не знаешь, как реагировать. А неподкованный читатель, видя, с одной стороны – напор автора с претензией на компетентность, а с другой стороны – отсутствие реакции его конкурентов, может ведь и поверить. Тем не менее, первая же попытка разобрать обвинения, что называется, по сути – сразу ставит все на свои места.

Прежде всего, очевидно, что количество производимых в мире фильтров никак не связано с наличием или отсутствием в них перепускного клапана. Поэтому обвинения в преступлении против экологии притянуты за уши даже в том случае, если бы основной тезис о необходимости фильтра грубой очистки был правдой. Более того, нам известно, что значительная часть производимых фильтров подлежит переработке. А также разработаны и массово применяются эко-вставки, т.е. фильтры без корпуса. Очевидно, что желание втоптать конкурентов в грязь берет верх над здравым смыслом.

Конечно, если бы использование фильтров с перепускным клапаном и без фильтра грубой очистки действительно могло привести к снижению моторесурса двигателей, тогда можно было бы говорить о какой-то неоправданной трате ресурсов на их производство. Однако двигатели, как показывает практика, имеют ресурс вполне приличный. И при хорошем своевременном обслуживании служат намного дольше, чем это задекларировано автопроизводителями – скорее можно увидеть насквозь прогнивший от воздействий окружающей среды кузов. Но это же не причина обвинять окружающую среду в намеренном стремлении причинить вред самой себе!

На первый взгляд теория может показаться убедительной. Был даже проведен «эксперимент», якобы ее подтверждавший: «Мы сыпали в маслозаливную горловину алюминиевую стружку, заводили двигатель и резко «газовали», вызывая открытие перепускного клапана масляного фильтра (имеется в виду фильтр с дополнительной защитой перепускного клапана – ред.). Потом эксплуатировали автомобиль в штатных режимах в городе и на трассе. К парам трения стружка не попадала, она вся оставалась в фильтре».

Прекрасный эксперимент, только один вопрос – а откуда в нормальных условиях в двигателе стружка? Тут варианта только два – либо двигатель после капитального ремонта (путем расточки, а не замены гильз), либо двигатель уже начал разрушаться, и тогда ему уже не помогут никакие фильтры. В первом случае, действительно можно рекомендовать использование фильтра с дополнительным фильтроэлементом на перепускном клапане, и если бы автор рассматриваемой статьи ограничился только этим утверждением, то был бы вполне прав.

Еще «единственный производитель настоящих фильтров» имеет резон рекомендовать свою продукцию для очень старых двигателей, чтобы немного продлить их ресурс – если что-то отколется, оно не так быстро приведет к лавинообразному разрушению, когда одни крупные частицы, попадая в пары трения провоцируют их разрушение, увеличение количества стружки, еще большие разрушения и т.д., вплоть до полного выхода из строя. Но нет – он обвиняет всех в заговоре против Земли, и только на том основании, что такие факторы, как кустарная расточка цилиндров, или эксплуатация двигателей, которым место на свалке уже давным-давно – в цивилизованном мире просто не принимаются в расчет.

А вот еще несколько «перлов» из другого, на этот раз – украинского, издания, опубликовавшего пространное интервью с тем же деятелем. Естественно – с нашими комментариями.

«компания… выпускает масляные фильтры, которые, по утверждению ее генерального директора, очищают 100% масла, и в мире никто больше не производит фильтры, которые могли бы давать такой результат….»
«обычный фильтр неверно называть полнопоточным, поскольку он не очищает все 100% масла, поступающего к парам трения».
Получается, что остальные фильтры очищают не 100% масла? Налицо подмена понятий – объема и времени. Вместо того, чтобы сказать, что фильтры очищают масло не 100% времени, сказано, что они очищают не 100% масла.

«Когда перепускной клапан открыт, масло в двигатель продолжает поступать, но уже неочищенное…»
Вот, интересно – а откуда продолжает поступать в двигатель неочищенное масло? Автор этой статьи, грешным делом, думал раньше, что масло поступает в двигатель только во время техобслуживания, из бочки или канистры.

«Если двигатель за день пускается два раза, полу чаем целый час работы на неочищенном масле; если четыре раза – то два часа и так далее».
Это мы уже разбирали, и здесь снова подмена понятий. Двигатель работает час не на «неочищенном» а на «не очищаемом», но при этом совсем недавно очищенном масле. Естественно, при соблюдении, как и было сказано выше, нормальных условий эксплуатации автомобиля.

«… при полном или частичном засорении фильтрующей шторы [открывается перепускной клапан]. В этом случае работа двигателя на грязном масле будет продолжаться неделями и месяцами».
А кто заставляет доводить до такого состояния?

«…владельца автомобиля продают фильтр, который то фильтрует, то не фильтрует. И никто не предупреждает: этот фильтр будет чистить масло не всегда! Периодически вы будете ездить на грязном масле!»
То есть, тот, кто не моется 24 часа в сутки – все время грязный, как бродягя.

Защитники теории «перепускного заговора» также утверждают, что когда клапан открывается, то поток масла смывает все загрязнения из фильтра обратно в двигатель. Естетсвенно, этот аргумент также не выдерживает никакой критики, поскольку вернуться в двигатель могут только те загрязнения, которые находятся в масле между корпусом фильтра и бумагой. И эти грамы масла не грязнее, чем остальные литры в двигателе. Бумага в качественном фильтре имеет высокую накопительную и удерживающую способность, и просто проходящим вдоль складок потоком масла из нее не вымыть то, что в ней уже крепко застряло.

И снова – делаем выводы

Очевидно, что единственная цель подобных манипуляций сознанием автолюбителей – продвинуть свою продукцию, обвинив конкурентов в производстве «фильтров-пустышек, которые ничего не фильтруют». Правда, конкурентами отечественного предпринимателя и мировых производителей фильтров назвать сложно – он им не конкурент. Просто ему необходим хоть какой-то аргумент, чтобы убедить покупателей в целесообразности приобретения фильтров, в которых наличие защиты перепускного клапана, говоря языком маркетинга, является инструментом отстройки.

В принципе, не было бы ничего предосудительного, если бы украинский изобретатель просто утверждал, что «фильтр с элементом грубой очистки лучше, чем фильтр без такового». В строгом смысле это может быть правдой – вдруг что-то упадет в маслоналивную горловину в момент заливки масла, а потом пройдет через открытый клапан и успеет поцарапать какую-то из поверхностей трения, пока не будет уловлено основным фильтрующим элементом. Но нет, он утверждает, что все остальные будут гореть в аду – а это уже выходит за рамки приличия.

Странно только одно – почему нет активной реакции представительств мировых производителей фильтров на подобные пасквили. Конечно, вполне возможно, что они их просто не замечают, как не замечают и «конкуренции» со стороны продвигаемой таким неприличным способом марки фильтров. Не воспринимают они всерьез, видимо, и издание, перепечатавшее статью с сайта украинского производителя на своем ресурсе. Если бы нечто подобное появилось в серьезном европейском автомобильном издании, последовали бы иски и решения о компенсации, превышающие стоимость активов издательства, решившегося на подобное.

Возможно, заметившие данную публикацию производители или продавцы фильтров просто решили не связываться с лицом, ведущим себя очевидно неадекватным образом. Ведь можно надеяться, что сам стиль подачи должен красноречиво указать читателям, что верить в информацию, поданную столь одиозным образом, не стоит. И возможно, они правы.

Краткий курс масляных фильтров

Наряду с профессионалами сервиса наш журнал читают начинающие механики, водители и просто любознательные автомобилисты. Чтобы помочь им погрузиться в ту или иную проблему, редакция регулярно публикует тематические обзоры. Сегодняшняя беседа посвящена масляным фильтрам. Кое в чем придется повториться, но таков закон жанра…

Не упусти момент

Масляные фильтры относятся к изделиям, назначение которых ясно из названия. Загрязнение масла в двигателе происходит непрерывно. Избыток загрязняющих примесей вызывает повышенный износ и преждевременный выход из строя смазываемых деталей – особенно в кривошипно-шатунной и цилиндропоршневой группах. Иными словами, от чистоты моторного масла зависят ресурс и надежность ДВС, а также его мощностные и экологические показатели. Важна и экономия высококачественных моторных масел – они сегодня недешевы, а срок их службы напрямую зависит от степени загрязнения.

Откуда же берется губительная грязь? Ответить на этот вопрос поможет классификация. Загрязняющие примеси делятся на две основные группы: органические и неорганические. Органические образуются в результате неполного сгорания топлива, а также термического разложения, окисления и полимеризации масла и топлива. Свою лепту вносят реакции с участием соединений серы и вездесущей воды.

А неорганические примеси – это банальная пыль, технологические загрязнения, внесенные при изготовлении или ремонте двигателя, частицы механического износа деталей, а также продукты отработавших зольных присадок.

Загрязнение масла в дизелях происходит интенсивнее, чем в бензиновых и газовых двигателях. Оно характеризуется большим содержанием сажи, подавляющей противоизносные свойства присадок и усиливающей выпадение отложений. Поэтому для дизельных двигателей выпускают особые, так называемые «дизельные» масла со специальным пакетом присадок.

Однако даже при интенсивном загрязнении масло не сразу ухудшает свои свойства. На первом этапе происходит простое накопление инородных веществ, лишь со временем вызывающих старение и необходимость замены масла. Вот почему так важно своевременно удалять загрязняющие примеси. Для этого и существует система очистки масла и ее главное звено – масляный фильтр.

Системы очистки: какими они бывают

В современных двигателях применяют две схемы очистки масла: полнопоточную и комбинированную. Наиболее распространена полнопоточная схема, когда масло многократно проходит по кругу «масляный насос – фильтр – пары трения – картер». За примерами далеко ходить не надо – так очищается масло в двигателях большинства легковых автомобилей. Фильтры для них так и называют – полнопоточные.

В комбинированной системе параллельно полнопоточному фильтру включают дополнительный фильтрующий элемент или центрифугу.

В зарубежной литературе дополнительный фильтр именуют bypass filter, у нас же его называют «частичнопоточным», и вот почему. За время, когда через полнопоточный фильтр проходит 100% масла, частичнопоточный в зависимости от калибровки впускного канала пропускает от 1 до 10% – но с более тщательной «отбраковкой» инородных частиц. В качестве примера назовем такие цифры: тонкость отсева полнопоточного фильтра составляет около 45 мкм, а частичнопоточного – 1–3 мкм.

Испытания, проведенные в НАМИ, показали, что в сравнении с полнопоточными комбинированные системы в 2–3 раза снижают износ подшипников коленчатого вала и маслосъемных колец. Кроме того, они позволяют продлить срок службы моторного масла и почти в 2 раза увеличить ресурс полнопоточных фильтров.

Полнопоточная система с неразборным фильтром (а). Полнопоточная система с разборным фильтром (б). Комбинированная система с полнопоточным и частичнопоточным фильтрами (в)

Но вместе с тем комбинированная система очистки масла усложняет двигатель и увеличивает его стоимость. И здесь у читателя может возникнуть вопрос: а нельзя ли сделать полнопоточный фильтр с трехмикронной тонкостью отсева и не городить дополнительную магистраль? К сожалению, нельзя. Такой фильтр имел бы ничтожный срок службы из-за быстрого засорения.

Есть такая поговорка: новое – это хорошо забытое старое. Она удивительным образом подходит к теме данного раздела. Так, принцип комбинированной очистки масла известен очень давно. В свое время наши «Победы» и «двадцать первые» «Волги» имели два масляных фильтра: полнопоточный пластинчатый и частичнопоточный картонный. Их и называли соответственно: фильтры грубой и тонкой очистки.

Первый не менялся никогда – его пластины очищались поворотом специального рычажка, после чего грязь оказывалась в нижней части корпуса и удалялась при замене масла. Второй имел сменный элемент – сейчас его назвали бы «картриджем». Именовался он АСФО – автомобильный суперфильтр-отстойник. Аналогичные решения применялись и на зарубежных автомобилях.

Эти фильтры были хороши для моторных масел того времени. А сегодня они оказалась бы неработоспособными, и вот почему. Благодаря эффективным моющим и диспергирующим присадкам уровень измельчения загрязнений в современных маслах очень высок – следовательно, посторонние частицы беспрепятственно пройдут через пластины фильтра грубой очистки и быстро забьют поры картонного элемента тонкой очистки.

Поэтому с появлением качественных масел модернизировались и системы очистки – они стали полнопоточными, а пластинчатые фильтры ушли в историю, уступив место «коллегам» с бумажной шторой.

Но комбинированные системы вовсе не канули в Лету. Когда двигатели обрели множество прецизионных узлов, комбинированный способ очистки вновь оказался востребованным – но уже на ином, более высоком уровне.

А вы, читатель, можете задать своим друзьям вопрос «на засыпку»: что общего у «Победы» с современным Mercedes? И когда те пожмут плечами или снобистски поморщатся, щегольните эрудицией: обе машины имеют комбинированные системы очистки моторного масла и два фильтра: полнопоточный и частичнопоточный.

Кто самый передовой?

Как и все в этом мире, масляные фильтры поддаются классификации. Существуют три основных типа конструкции этих изделий: неразборные, разборные и модульные (модульно-разборные).

Классический, так сказать, хрестоматийный неразборный полнопоточный фильтр spin-on состоит из тонкостенного металлического корпуса с присоединительной резьбой, фильтрующего элемента (шторы) и нескольких клапанов, о назначении которых мы поговорим ниже. Относительно высокая стоимость неразборных фильтров компенсируется удобством их замены.

Разборный фильтр состоит из закрепленного в моторном отсеке (чаще всего на блоке) корпуса и сменного элемента – подобную, хотя и не идентичную конструкцию имели описанные выше фильтры тонкой очистки. Сегодня разборные фильтры встраивают как в полнопоточную, так и в комбинированную систему очистки.

Несмотря на некоторые неудобства обслуживания и замены элемента, разборные конструкции признаны перспективными: во‑первых, они существенно дешевле неразборных, а во‑вторых, экологичнее, поскольку проще утилизируются. И здесь тоже просматривается ирония судьбы: сколько сказано и написано об архаичности «волговского» мотора – и вдруг оказывается, что несколько десятилетий тому назад в него заложили передовое по нынешним меркам решение. Пустячок, а приятно.

И наконец, на современных автомобилях применяют модульные масляные фильтры, состоящие из съемного корпуса (модуля) и сменного фильтрующего элемента (картриджа). Считается, что такие конструкции сочетают в себе удобства неразборных и разборных фильтров.

Клапаны раз, клапан два… клапан три!

А теперь давайте ознакомимся с «анатомией» фильтров. Выше говорилось, что в корпусе неразборного фильтра расположены несколько клапанов. Чаще всего их два: перепускной и обратный. Начнем с перепускного клапана. Его еще называют предохранительным или обводным, а в иностранной литературе величают bypass valve.

Назначение перепускного клапана – обес­печить подачу масла к парам трения, если оно не может пройти через фильтрующий элемент. Такое случается, например, при сильном загрязнении шторы или при холодном пуске двигателя, когда масло загустело.

Перепускной клапан часто располагают за шторой. Масло при его срабатывании сначала омывает штору и лишь потом устремляется в отверстие клапана. Понятно, что накопленная шторой грязь рискует быть смытой в магистраль – и тогда очистку масла надо начинать заново.

Конечно, где-нибудь в Италии (вспомните «жигулевскую» родословную) холодные пуски двигателя – редкость. Там мягкие зимы, много теплых гаражей, поэтому данная схема не проявляет своего недостатка. Иное дело Россия… Впрочем, не будем преувеличивать опасность: если фильтр менять вовремя и пользоваться соответствующим сезону маслом, указанной неприятности можно избежать.

Правда, существует еще одно техническое решение – размещение перепускного клапана вблизи впускных отверстий. При его срабатывании масло направляется в магистраль, минуя штору. Риск смывания грязи при этом существенно меньше. А в разборных конструкциях перепускной клапан располагают в корпусе фильтра или непосредственно в блоке двигателя. Понятно, что и здесь при открытии клапана штора останется в стороне.

Теперь поговорим об обратном, или, как его иногда называют, антидренажном клапане (anti-drain valve). Его назначение – удерживать масло в корпусе фильтра при заглушенном двигателе.

Обратный клапан перекрывает впускные отверстия фильтра. Когда-то его изготавливали в виде резинового кольца переменного сечения, а герметизация обеспечивалась упругостью самой резины. Если фильтр долго ждал своей очереди на складе или в гараже, упругие свойства кольца снижались и клапан, казалось бы, нового фильтра оказывался неработоспособным. Масло на стоянке стекало в картер, а двигатель запускался в режиме масляного голодания, что понятно – на заполнение фильтра требуется хоть небольшое, но время.

Сегодня многие отечественные и зарубежные фирмы изготавливают обратный клапан в виде тонкого резинового диска. Его плотное прилегание к поверхности крышки фильтра обеспечивается витой или штампованной металлической пружиной. Такая конструкция служит несравненно дольше.

Некоторые неразборные фильтры имеют еще один клапан – противосливной (anti-syphon valve). Перекрывая выпускное отверстие корпуса, он не позволяет маслу вытекать при отворачивании фильтра, а сам он становится «чернильницей-непроливайкой». Так обеспечивается чистота рук, двигателя и, конечно, окружающей среды.

Об одном неприятном случае

Количество и расположение клапанов существенно зависит от конструкции двигателя и размещения фильтра. А вариантов рабочих положений у него несколько: горизонтальное, наклонное отверстиями вниз, наклонное отверстиями вверх, вертикальное отверстиями вниз, вертикальное отверстиями вверх…

Так, в последнем случае антидренажный и противосливной клапаны становятся ненужными – масло из фильтра и так не вытечет. А если и перепускной клапан установлен в блоке, фильтр может оказаться вообще бесклапанным. И не дай вам бог поставить его на обычный мотор, даже если резьба подойдет.

И совсем уж беда, если применять «не тот» фильтр советует производитель автомобиля. А такие случаи были. Так, в документе 3100–3902008РЭ 2003 на с. 57 сказано буквально следующее: «…на двигателях ЗМЗ‑4062 допускается в послегарантийный период применение масляных фильтров зарубежного производства <…> C113 <…>».

Выдержка из каталога

А что такое фильтр С113? Смотрим в каталог: этот фильтр имеет антидренажный и противосливной клапаны и не имеет перепускного. Следовательно, предназначен для двигателей, у которых перепускной клапан находится в блоке.

Сколько моторов работало на загрязненном масле из-за этой ошибки, история умалчивает. К счастью, завод довольно быстро исправился и выпустил новое руководство по эксплуатации с правильными рекомендациями.

Вот почему необходимо подбирать фильтр строго по каталогу – там содержится вся необходимая информация, в том числе и о коли­честве клапанов.

О шторе и бумаге – чуть подробнее

Что характерно для современного масляного фильтра? Во-первых, уменьшение габаритов – ведь подкапотное пространство становится все более тесным. Во-вторых, увеличение пробега между сменами масла. Для решения этих задач важно правильно выбрать фильтровальный материал.

Главная деталь масляного фильтра – штора. Чаще всего в полнопоточных фильтрах встречается тонкостенная штора в виде многолучевой звезды. Иногда штору укладывают шевронным или спирально-складчатым спосбами, что позволяет существенно увеличить поверхность фильтрующего элемента.

Некоторые производители выпускают неразборные масляные фильтры с пластмассомыми корпусами. Здесь показан фильтр дизеля Cummins, корпус разрезан

Иногда в полнопоточных фильтрах применяют элементы объемного типа, изготовленные из хлопчатобумажных, синтетических и искусственных волокон. Как и следует из названия, осаждение частиц в них происходит по всему объему, поэтому эти элементы обладают более высокой грязеемкостью и служат дольше.

Но есть у объемных элементов и минусы: они имеют повышенное гидравлическое сопротивление. А оно, к сожалению, увеличивает время работы фильтра с открытым перепускным клапаном во время пуска и прогрева двигателя – особенно в зимний период эксплуатации.

Вернемся к классической бумажной шторе, уложенной звездой. В идеале фильтровальные материалы должны удалять 100% всех загрязняющих веществ без образования перепада давления. Но в реальной жизни приходится искать компромисс между двумя основными параметрами – эффективностью фильтрации и пропускной способностью.

Рабочие параметры будущего фильтровального материала полностью определяются «правильной» смесью сырья – натуральных и искусственных волокон. Их основными характеристиками являются длина и степень обработки. Первая влияет на прочность материала, а вторая – на его пропускную способность и эффективность фильтрации.

После получения из волокон бумаги ее пропитывают различными смолами. Цель – дополнительное повышение химических и механических характеристик материала. Кроме того, на этапе изготовления фильтровальных материалов в них вводят огне-, водо-, износостойкие добавки и пластификаторы.

Таким образом, современные фильтровальные материалы представляют собой не просто бумагу в привычном понимании. Это трехмерные среды с высокой пористостью и большой внутренней поверхностью. Они задерживают частицы, не только превышающие размеры пор, но и более мелкие, попадающие на волокна и сорбируемые на них. Такие материалы способны эффективно осаждать большое количество полидисперсных частиц, в том числе размером 10–15 мкм.

Фильтры из новых материалов, состоящих из композиций целлюлозы и полиэфира, имеют ресурс от 30 до 50 тыс. км пробега, что соответствует нормам для большинства новых европейских легковых автомобилей.

И наконец, фильтры из новейших материалов, состоящих либо из равных долей целлюлозы и полиэфира, либо из чистого полиэфира, позволяют достичь пробега 100 тыс. км до замены масла и фильтра. Такие решения уже реализованы в некоторых японских машинах.

Важно знать, что масляные фильтры выходят из строя не только потому, что забиваются загрязняющими примесями. Немалую роль играет старение и разложение самой фильтровальной бумаги.

Хуже всех ведет себя чистая целлюлоза, поскольку продукты окисления масла вызывают ее распад. Но добавка даже 25% полиэфира увеличивает стойкость материала к старению в 5 раз. Что касается 100%-й синтетики, она вне конкуренции: ее стойкость к старению в 13 раз больше, чем у целлюлозы. Этот и другие доводы говорят в пользу фильтровальных бумаг с полиэфирными волокнами.

Впрочем, есть у новинок и недостатки. Среди наиболее значимых – существенное удорожание изделия, меньшая глубина гофр (что является следствием технологических трудностей) и необходимость более сильного нагрева при гофрировании шторы. Все же полимер есть полимер.

Помимо химии, свою лепту в качество шторы вносит и геометрия. Продвинутые производители формируют на шторе выступы и углубления, обеспечивая тем самым необходимый и постоянный зазор между гофрами. А в процессе сгиба лучей на гофрировальной машине на их вершинах образуются небольшие П-образные площадки. Они не позволяют шторе «схлопываться» при прохождении масла, что увеличивает ресурс элемента дополнительно на 15–20%.

А какую площадь должна иметь качественная бумажная штора, уложенная звездой? По данным НАМИ – от 1100 до 1600 см2. Для сравнения: площади штор в фильтрах ведущих производителей достигают 1800 см2, а некондиционные изделия различного происхождения располагают лишь жалкими лоскутками в 450 см2 и даже менее того.

Широко известен неразборный масляный фильтр с двумя фильтрующими элементами, выпускаемый под маркой «КОЛАН». Это изделие имеет дополнительную штору, расположенную перед перепускным клапаном. Таким образом, масло фильтруется всегда – и при холодном пуске, и при резком увеличении оборотов двигателя, и при засорении основного фильтрующего элемента.

О корпусах

Из чего изготавливают корпус масляного фильтра? Как правило, из обычной «черной» стали, что вполне оправдано. Во-первых, это удешевляет само изделие. Во-вторых, в отличие от фильтра топливного, коррозия корпусу изнутри не грозит: его защищает моторное масло. Что касается защиты снаружи, сталь легко окрашивается. Но лучше всего себя зарекомендовало порошковое покрытие.

Важно подобрать толщину стенок, чтобы корпус выдерживал нормативное давление при испытании и не раздувался подобно мячику. Для российских условий это давление равно 15 кг/см2. Кстати, на двигателе его достичь очень трудно, поэтому фильтры испытываются на стенде.

Корпус соединяется с крышкой и усилителем. Эти элементы защищают от коррозии гальваническим способом. Тут же отметим, что форма и расположение впускных отверстий роли не играют – лишь бы обес­печивалась суммарная площадь входной магистрали. Правда, следует знать: чем больше отверстий, тем меньше жесткость усилителя.

И наконец, о резьбе и уплотнителе. Если резьба окажется прослабленной, фильтр может сорвать. Впрочем, качественным фильтрам это не грозит, равно как и слишком тугое закручивание: их резьба попадает точно в середину диапазона. Тут же отметим, что холоднокатаная резьба предпочтительнее нарезной.

Что касается уплотнительного кольца, его выполняют из специальной маслостойкой резины. Этот материал исключает подтекание масла и самопроизвольное отворачивание фильтра при вибрации двигателя. Кольцо должно выступать над торцом примерно на 1,5 мм.

Об испытаниях

Определить на глаз эффективность работы фильтра невозможно. Но это и не требуется, поскольку все допущенные к эксплуатации «расходники» и запчасти имеют «паспорт» – сертификат.

Изделие сертифицировано… Разумеется, за этой фразой стоят испытания. Строгие и бескомпромиссные. Узаконенные нормативной документацией.

Во всем мире основным инструментом оценки фильтров являются лабораторно-стендовые испытания. Они проводятся на аттестованном оборудовании по методикам и нормативам ISO 4548 «Методы испытаний полнопоточных масляных фильтров ДВС».

Масляные фильтры легковых автомобилей оцениваются по десяти параметрам. Все перечислять не будем, укажем лишь основные, увязав их с реальным двигателем.

1. Начальное гидравлическое сопротивление. Фактически это перепад давлеия на входе и выходе масляного фильтра при заданном расходе масла. Данная характеристика показывает, как влияет на давление в системе смазки сам фильтр. Это особо важно при работе двигателя на холостом ходу.

Если сопротивление фильтра велико, а оборотов мотора недостаточно, чтобы открыть перепускной клапан, давление в системе падает ниже нормы. Двигателю грозят задиры и прочие последствия масляного голодания.

Норматив начального гидравлического сопротивления менее 0,03 МПа (

0,3 технической атмосферы). Если норматив выполняется, падения давления на холостых оборотах не будет.

2. Показатели эффективности очистки (тонкость и полнота отсева загрязняющих примесей).

Ну, показатели эффективности, они и есть показатели эффективности – что на стенде, что на двигателе. Впрочем, кое-какие объяснения все же потребуются.

Важно знать, что показатель «тонкость отсева» без уточнения «какая именно тонкость» ни о чем не говорит. Речь может идти о средней, номинальной или абсолютной тонкости отсева.

Так, «средняя тонкость отсева» означает, что фильтр задержит 50% частиц монодисперсного загрязнителя указанного размера.

«Номинальная» – что фильтром «тормозятся» 95% загрязнений указанного размера.

И наконец, «абсолютная» – что отфильтровываются все 100% частиц указанного размера.

При сертификационных испытаниях фильтров обычно оценивают номинальную тонкость отсева.

Кроме тонкости отсева, нормативные документы содержат и другие важные показатели, в частности, полноту отсева. Для полнопоточных фильтров она должна быть не менее 25%. Как это связано с номинальной тонкостью? Никакого секрета: имеются методики пересчета. Так, при полноте отсева 25% размер частиц не будет превышать 57 мкм.

Можно сказать и по-другому: при полноте отсева 25% фильтр обязан задерживать 95% монодисперсных загрязняющих частиц размером 57 мкм.

Полнота отсева задает предельные значения загрязнений с учетом не только размеров, но и концентрации частиц. Так, полнота отсева менее 25% приводит к резкому увеличению интенсивности износа пар трения в двигателе.

Однако «тоньше» вовсе не означает «лучше» – так и штору забить недолго. Иными словами, при чрезмерно большой полноте отсева срок службы фильтра будет крайне малым. Значит, нужен некий оптимум – его-то и должен обеспечить производитель фильтра, подбирая фильтровальную бумагу для своего изделия.

3. Герметичность фильтра и отсутствие остаточных деформаций при давлении масла 1,5 МПа (

15 технических атмосфер).

Полагаем, с этим показателем все понятно. Полтора мегапаскаля примерно соответствуют пятнадцати техническим атмосферам. Такого давления в системе смазки двигателя достичь трудно даже при неисправном редукционном клапане в масляном насосе. Если испытатели выносят вердикт «Фильтр герметичен, остаточные деформации отсутствуют», значит, корпус прочен, а закатка выполнена безупречно.

Стенд для проверки перепускного клапана (слева) и испытаний фильтра на предельное давление (справа) Испытание фильтра на пульсацию давления масла. За 2 секунды давление возрастает от 0 до 10 кгс/см 2 и тут же падает до 0. Число таких циклов — 25 тыс.

О качественной сборке корпуса и внутренностей изделия свидетельствуют и другие «силовые» показатели – в частности, предельные перепады давления, не вызывающие разрушения фильтра и фильтроэлемента.

Словом, прошедшим испытания масляным фильтрам не грозит «раздувание» и деформации при небрежной транспортировке.

4. Работа перепускного и антидренажного клапана (при их наличии).

Перепускной клапан настраивают на определенный перепад давления до и после фильтрующей шторы, а конкретные нормы задаются моторным или автомобильным заводом. Так, стандартный «жигулевский» фильтр открывает клапан при перепаде давления в диапазоне от 0,075 до 0,1 МПа. Извольте, что называется, соответствовать.

Что касается антидренажного клапана, он должен быть герметичен, и этим всё сказано.

5. Габаритные размеры и присоединительная резьба фильтра.

Габаритные размеры должны обеспечивать возможность легкого монтажа и демонтажа фильтра в подкапотном пространстве. И несколько слов о резьбе. Слишком тугая затруднит упомянутый монтаж, прослабленная не обеспечит герметичности соединения. Диаметр резьбы для масляных фильтров автомобилей ВАЗ должен быть в пределах от 17,323 до 17,678 мм. А кольцевое резиновое уплотнение должно не допускать подтекания масла и самопроизвольного отвинчивания фильтра при вибрации двигателя.

И в заключение раздела подчеркнем особо: официальная методика обеспечивает важнейшую характеристику – воспроизводимость результатов, без которой не бывает ни науки, ни практики. Испытывай изделия десять, сто, тысячу раз – итоговые цифры будут совпадать в пределах погрешности измерений. Вот почему сертифицированным фильтрам можно верить. И рекомендовать их потребителю.

Гонка за лидером

Сегодня фильтры солидных фирм примерно сравнялись по качеству. Секрет прост: все уважающие себя компании применяют современные технологии и комплектующие, внедряют системы менеджмента качества, и в борьбе за рынок производители буквально наступают друг другу на пятки.

И все же их можно разбить на две группы: «кому наступают» и «кто наступает».

Назовем отличительные черты первой, лидирующей группы производителей:

– изготовление фильтров в точном соответствии с требованиями моторостроительных и автомобильных компаний, а также по их специальным заказам;

– поставки фильтров на конвейеры моторных и автомобильных заводов (ОЕМ);

– поставки на вторичный рынок изделий «конвейерного» качества, работа с дилерскими сетями (OES);

– выпуск каталогов продукции (бумажных, электронных, сетевых) с максимально широким охватом марок и моделей автомобилей – как российских, так и зарубежных;

– участие в международных выставках, в частности, Automechanika во Франкфурте-на-Майне;

– наличие международного сертификата IQNet, подтверждающего, что производитель не просто внедрил систему менеджмента качества ISO (это сделали многие), но и завоевал авторитет на мировом рынке.

Непростые эти задачи решаются не только маркетинговой политикой, но и с помощью конструктивных и технологических инноваций.