Filtry przeznaczone do samochodów osobowych różnią się od tych montowanych w pojazdach ciężarowych nie tylko wielkością i wyglądem. Zagadnienia techniczne wyjaśnia specjalista z firmy Hengst.

Silniki pojazdów użytkowych pracują zwykle pod dużym obciążeniem i w wyższych temperaturach niż silniki w autach osobowych. Z punktu widzenia zużycia elementów wewnętrznych silnika duże znaczenie mają pojedyncze cząstki o średnicy od 8 do 60  μm pływające w oleju, ale nie bez znaczenia są też małe cząstki o średnicy poniżej 1 μm szczególnie gdy ich stężenie jest duże.

Konstrukcja i specyfika pracy tych silników powoduje, że w procesie spalania paliwa i oleju powstaje duża ilość sadzy, np. w wyniku recyrkulacji  gazów spalinowych. Sadza zwiększa lepkość oleju i zmniejsza jego właściwości smarne. Cząstki sadzy są bardzo małe, ich średnica jest 100 razy mniejsza niż średnica ludzkiego włosa. Także osady i szlam oraz kwaśne związki zanieczyszczeń powstałe ze spalania paliwa z dużą zawartością siarki są szkodliwe dla silnika. Szczególnie szkodliwy jest szlam niskotemperaturowy powstający w okresie zimowym, który powoduje zatykanie porów filtra oleju.

Dlatego też pojazdy użytkowe wyposaża się w dodatkową zaporę dla najdrobniejszych cząstek – tzw. filtr bocznikowy oleju. Instaluje się go przed filtrem pełnego przepływu oleju.

W miejscu, w którym ciśnienie oleju jest najwyższe odgałęziany jest niewielki strumień którym przepływa od 5-10% objętości oleju. Ten filtr ma medium filtracyjne bardzo dokładne tak, aby odfiltrować cząstki sadzy o średnicy poniżej 1 μm (wielkość drobin sadzy mierzona jest w nanometrach, jednak tworzą się zlepy sadzy, które można odseparować mechanicznie).

Filtr bocznikowy w pojazdach użytkowych między wymianami oleju separuje ok. 500 g sadzy i najdrobniejszych cząstek. W ten właśnie sposób usuwane są cząstki, które ze względu na mały rozmiar przedostawałyby się do pełno przepływowego filtra oleju. Jeśli tak by nie było to zwiększałyby zużycie silnika.

Separator odśrodkowy jako alternatywa dla filtra przepływu bocznikowego

Inną metodą stosowaną m.in. w pojazdach Mercedes Actros, DAF, Deutz są tzw. separatory odśrodkowe popularnie zwane „wirówkami”. Zamiast filtra bocznikowego montowany jest separator odśrodkowy strumienia swobodnego wykonany z metalu lub z tworzywa sztucznego. Wirnik ten napędzany jest za pomocą ciśnienia oleju w silniku i obraca się z prędkością 11 tys. obr./min., a opatentowane przez Hengst spiralne łopatki we wnętrzu wirówki sprawiają, że olej silnikowy obraca się z taką sama prędkością obwodową jak wirnik.

Dzięki temu powstaje siła odśrodkowa 2000 razy większa niż siła ciężkości, a metaliczne cząsteczki zanieczyszczeń, sadza oraz cząsteczki zasysane z powietrza są odkładane na wewnętrznych ściankach wirnika. W ten sposób olej silnikowy przez dłuższy czas pozostaje czysty, a w związku z mniejszą zawartością sadzy mogą być wydłużane okresy wymian oleju.

Filtry pełnoprzepływowe i „wirówki” są zintegrowane w moduł filtracyjny, w którym znajduje się również chłodnica oleju, czujnik temperatury i ciśnienia, elektrozawór oraz filtr paliwa.

Prekursorem i twórcą modułów filtracyjnych jest firma Hengst, która jest wiodącym dostawcą zintegrowanych modułów filtracyjnych dla przemysłu motoryzacyjnego. Moduły filtracyjne są projektowane i odlewane ze stopów aluminium w fabryce Hengst w Nordwalde (Niemcy północna Westfalia).

Jakie rodzaje filtrów najskuteczniej oczyszczają olej silnikowy?

W dzisiejszych konstrukcjach dominują systemy dwustopniowe. Czyli system filtracji pełnoprzepływowej jest połączony z filtrem przepływu bocznego lub separatorem odśrodkowym – takie rozwiązanie daje najlepszy efekt. Filtr pełnoprzepływowy o dużej trwałości zatrzymuje większe zanieczyszczenia, a filtr bocznikowy pomału i dokładnie filtruje olej z najdrobniejszych zanieczyszczeń. Przez ten filtr przepływa 5-10% objętości oleju dlatego, że pozostała część jest potrzebna do zaopatrzenia układu smarowania.

Natomiast zaletą filtra odśrodkowego jest to, że osiągają dobry stopień separacji najdrobniejszych cząstek oraz to, że tworzy się na wewnętrznych ściankach bardzo zwarta masa tych cząstek i łatwo jest taki wirnik wymienić na nowy.

Oleje do długich przebiegów

Czy technologia filtrów oleju nadąża za technologią samego oleju? Czy filtry oleju wytrzymują tak wysokie przebiegi, jak te podawane przez producentów olejów do wysokich przebiegów?

W zależności od konstrukcji silnika tworzone są odpowiednie media filtracyjne o różnym stopniu pochłaniania zanieczyszczeń i okresie eksploatacji.

Oleje klasy jakości wg ACEA E4, E6 ,E7 i E9 , które są opracowane na wydłużone przebiegi mają pakiet dodatków, które mają na celu wydłużenie żywotności oleju, ale trzeba tutaj powiedzieć, że są one bardziej agresywne w porównaniu do olejów półsyntetycznych i działają na medium filtracyjne. Dlatego też producenci filtracyjni opracowali odpowiednie medium filtracyjne odporne na działanie agresywnych olejów hydrosyntetycznych. W takim przypadku zalecane jest stosowanie medium o wydłużonej trwałości tj. medium syntetyczne czy medium kompozytowe, które zatrzymuje cząstki o wielkości 4 μm i  separują 20 razy lepiej cząstki o średnicy 10 μm. Co daje w efekcie czystszy olej w układzie smarowania i lepsza ochronę elementów silnika.

W porównaniu ze standardowym medium filtracyjnym medium kompozytowe wykazuje dobrą odporność chemiczną i wyróżnia się doskonałą skutecznością separacji i zdolnością do pochłaniania zanieczyszczeń, co ma znaczenie przy wymogach dotyczących czystości oleju silnikowego i wydłużeniu okresów wymian. Dobór odpowiednich warstw decyduje o właściwościach medium filtracyjnego.

Krótko i na temat: Tylko dobrze dobrany olej, ale i dobry filtr gwarantuje osiągnięcie wydłużonych przebiegów. Odpowiednio skonstruowany filtr z syntetycznym medium filtracyjnym, zbierający zanieczyszczenia przez cały okres użytkowania od wymiany do wymiany gwarantuje czystość silnika i przedłuża jego żywotność.

Katalog online gdzie można dobrać do pojazdu właściwy filtr: www.hengst-filter.pl

Opracowanie i przygotowanie: Arkadiusz Ostaszewski. Technical Support Hengst Biuro Informacyjno-Techniczne