Prawidłowa filtracja oleju ma zasadniczy wpływ na trwałość i niezawodność funkcjonowania silnika. Filtry oleju należą też do najczęściej wymienianych spośród wszystkich rodzajów filtrów pracujących w samochodzie.

Zadaniem filtrów oleju jest ochrona smarowanych elementów silnika poprzez zatrzymywanie wszystkich zanieczyszczeń powstałych w wyniku ścierania się współpracujących elementów oraz procesów chemicznych związanych z pracą silnika.

 

Sporym wyzwaniem dla filtrów oleju są agresywne składniki dodawane przez producentów do olejów syntetycznych oraz wysokie temperatury oleju, sięgające nawet 150°C we współczesnych silnikach wyposażonych w turbosprężarki. Badania wykazują, że największe zanieczyszczenia silników wywołują pojedyncze cząstki o wielkości 10–50 [um]. Ważne jest też ich stężenie w oleju – duże stężenie drobnych cząstek powoduje zużycie elementów silnika w równie wysokim stopniu, jak wpływ cząstek dużych. Dlatego obecnie za szkodliwe uważane są cząstki o wielkości już od 1 [um].

W samochodach starszego typu za filtrację odpowiada jeden filtr szeregowy (tzw. spin-on), przez który przepływała każdorazowo cała objętość oleju, filtrowana z dokładnością 15–25 [um]. Następnie dodano drugi, niezależny filtr (tzw. bocznik), który filtrował dokładniej (ok. 5 [um]) ok. 5–10% ilości oleju, który wracał do miski olejowej, nie biorąc udziału w smarowaniu. Konstruktorzy nowych silników zmienili podejście do procesu filtracji i zamiast jednorazowych filtrów nakręcanych stosują tzw. filtry modułowe, z wymiennymi wkładami.

Budowę filtra puszkowego oleju zaprezentowano na ilustr. nr 2. Strzałki pokazują przepływ oleju. Brudny olej jest wtłaczany do filtra pod ciśnieniem ok. 0,5 [MPa] przez otwory znajdujące się w pokrywie (3). Olej pod ciśnieniem otwiera zawór zwrotny (4) i przepływa przez wkład filtrujący, ulegając oczyszczeniu. Następnie olej przepływa przez drugi zawór zwrotny (6) do centralnego kanału smarowania silnika.

W dolnej części filtra znajduje się trzeci zawór (5), tzw. by-pass. Jeżeli olej ma odpowiednią temperaturę i w miarę czysty wkład filtra, zawór ten pozostaje zamknięty. Jednak gdy olej jest gęsty lub wkład znacznie zabrudzony, olej nie przepłynie przez wkład, co może spowodować niedostateczne smarowanie silnika lub rozerwanie wkładu. Dlatego zawór ten, otwierając się przy określonym ciśnieniu (a dokładniej różnicy ciśnień), umożliwia przepływ oleju niefiltrowanego, ale smarującego silnik, co jest lepszym rozwiązaniem niż zupełny brak przepływu oleju. Parametry ciśnienia, przy którym zawór by-pass zostaje otwarty, są bardzo istotne i określone przez konstruktora silnika. Dlatego nie można stosować zamiennika filtra, w którym wartość ciśnienia jest inna niż w filtrze oryginalnym. Zbyt niskie ciśnienie powoduje bowiem, że zawór jest ciągle otwarty, a niefiltrowany olej przepływa do silnika, co prowadzi do jego przedwczesnego zużycia. Z kolei zbyt wysokie ciśnienie sprawia, że zawór się nie otwiera, a tym samym olej nie przepływa do układu smarowania.

Na ilustracji 2. Pokazano filtr wyposażony w trzy zawory. Oprócz opisanego wyżej zaworu przelewowego (by-pass), spotykamy zawór zwrotny (4) na wlocie (brudny olej) i (6) wylocie (czysty olej). Ich zadaniem jest zablokowanie wypływu oleju z filtra do miski olejowej przez kanały wlotowe i wylotowe w czasie, gdy silnik jest wyłączony. Dzięki temu po ponownym uruchomieniu silnika olej napełnia najpierw filtr i z dużo większym opóźnieniem dociera do najdalszych punktów smarowania. Jest to zjawisko tzw. suchego startu, w czasie którego żywotność silnika ulega skróceniu.

Należy zaznaczyć, że filtry nie zawsze są wyposażone we wszystkie trzy zawory. Jeżeli zawór przelewowy znajduje się w głowicy lub korpusie silnika, nie ma go w filtrze. Jeżeli natomiast filtr jest przykręcony do bloku silnika pionowo, częścią kulistą w dół, lub zawory zwrotne są w korpusie, nie ma potrzeby wyposażania filtra w dodatkowe zawory zwrotne. Warto podkreślić, że technologia produkcji filtrów oleju oraz stosowane materiały często wyprzedzają wymagania stawiane olejom silnikowym. Najważniejsza część filtra, tzw. przegroda filtracyjna, jest wykonana z kilkuwarstwowego papieru z dodatkiem poliestru, albo z materiału syntetycznego o strukturze kierunkowej, która pochłania zanieczyszczenia o stopniowo zmniejszających się wymiarach. W filtrach puszkowych bardzo ważną rolę spełnia uszczelka, Oznaczona na ilustracji numerem 7., której zadaniem jest zapewnienie całkowitej szczelności filtra przykręconego do silnika. Ważne, aby uszczelka wystawała z rowka pokrywy w granicach 1–2 [mm]. Gdy będzie ona zbyt mała, w czasie dokręcania filtra uszczelka schowa się w rowku pokrywy i nie uzyskamy szczelności, a przy przekroczeniu wspomnianego wymiaru ciśnienie oleju może ją wyrzucić z rowka. Ważna jest też jej elastyczność (zalecana twardość to ok. 70 ShA) i ważny jest gatunek kauczuku, z którego została wykonana.

Równie ważne jak uszczelnienie jest wykonanie gwintu w pokrywie filtra. Na ilustracji nr 2 zaznaczono, że nieprostopadłość tego gwintu do uszczelki (lub odwrotnie) nie powinna przekraczać 0,5 [mm]. Gwint musi być też wykonany w ściśle określonej tolerancji (tzw. luźny gwint spowoduje, że pod wpływem drgań silnika filtr się odkręci, z kolei tzw. ciasny gwint może się uszkodzić na króćcu silnika). Warto podkreślić, że wszystkie gwinty w filtrach produkcji PZL Sędziszów są wykonywane technologią tzw. wygniatania, co zapewnia wysoką wytrzymałość i precyzję wymiarów. Klient nabywający filtr w sklepie niestety nie może dokładnie rozpoznać jego jakości. Może oczywiście ocenić wizualnie uszczelkę, gwint, ogólne wykonanie filtra, ale nie sprawdzi tego, co znajduje się w środku – czyli jakości papieru, szczelności zaworów, a przede wszystkim szczelności wewnętrznej filtra. Dlatego w tej kwestii należy zaufać sprawdzonej, renomowanej marce producenta, jakim jest m.in. PZL Sędziszów.

Andrzej Majka