Az olajszűrők általános bemutatása

Egy nagyon egyszerű alkatrész, hosszabb távon mégis megéreznénk a hiányát. A belső égésű motorok kenési rendszerében kulcsszerepet tölt be az olajszűrő, legyen szó bármely típusáról. A kenőanyag folyamatos tisztán tartása ugyanis egy olyan feladat, ami a dugattyús motorok alapvető működéséhez elengedhetetlen.

A motorok fejlődésével számos és igen változatos módszer látott napvilágot az olajszűrők között, noha mostanra kevés típus maradt, mely általános értelemben elterjedtnek számít.

Ebben a cikkben röviden bemutatjuk az összes fontosabb kivitelt.

A szűrőkkel szemben támasztott követelmények

A belső égésű motor működésével az egymással mechanikai kapcsolatban álló, hőnek kitett fémalkatrészek kopnak, ezáltal fémrészecskéket, kormot juttatnak a kenőanyagba, valamint belekerül a legevő portartalmának egy része, fém-oxidok, olajkoksz, el nem égett tüzelőanyag, és még a víz is – ez utóbbinak a nagymértékű diszpergálása vagy oldódása nagyon hamar használhatatlanná teszi az olajat.

Ezek mind-mind befolyásolják az olaj kenési tulajdonságait. Ráadásul a szennyeződésnek nem csak fizikai, hanem kémiai következményei is vannak: ezek javarészt oxidációs folyamatok, ami öregíti a kenőanyagot.

A fent felsoroltak mindegyike nemkívánatos jelenség, így törekedni kell a rendszerből való kivonásukra. Ezt a leghatékonyabban egy szűrőberendezéssel végezhetjük el.

Bár nincs teljesen egyetértés a tudományterület ezen részén, a jelenlegi feltételezések szerint az olajban lévő szilárd szennyezőanyagok mérete nem haladhatja meg az 5 mikrométert, mivel ha az abrazív szemcsék átmérője kisebb a súrlódó alkatrészek közötti legkisebb résnél, akkor az szabadon át tud haladni közöttük.

Nem csak a szennyező anyagok mérete, hanem a koncentrációja is befolyásolja a kopást. Ezért a szűrési határméret mellett a szűrés hatásfoka is jellemző a szűrés eredményességét. Ez a hatásfok a kiszűrt szennyezők és a szűrés előtt az olajban lévő szennyezők tömegének a hányadosa.

Az olajszűrőkkel szembeni követelmények az alábbiak:

• A lehető legnagyobb szűrési kapacitással rendelkezzen
• A lehető legkisebb szemcséket szűrje ki
• Nagy szűrési sebességgel (nagy térfogatárammal) működjön
• Minél kisebb legyen az áramlási ellenállása
• Kis mérettel és tömeggel rendelkezzen
• Legyen olcsón előállítható
• Legyen könnyen karbantartható

Statikus olajszűrők

Fémbetétes olajszűrők

Ezt a csoportot tovább bonthatjuk a betét kialakítása alapján fémtiszta betétes, tárcsás (résszűrő) és fémhuzalos szűrőkre.

A fémtiszta szűrőt az egy négyzetcentiméterre eső lyukak száma jellemzi. Ezt a fémszitához hasonlatos alkatrészt az olajteknőben helyezik el az olajszivattyú elé (általában többet), előszűrési funkcióval. Az erre a szerepre szánt változatok 100-200 lyukkal rendelkeznek minden négyzetcentiméteren. Fontos, hogy úgy szereljék fel, hogy az olajteknő alján lerakódott szennyeződéseket ne szívhassa fel.

Léteznek ennél jóval sűrűbben lyuggatott sziták is. A 400-20 000 lyuk/cm²-es, jóval sűrűbb szitákat durva- és finomszűrésre is használják. Ezek a változatok akár a 20 mikrométeres szemcséket is megszűrik.

Általános hátrányuk, hogy nagyon hamar eltömődnek, így rendszeres karbantartást igényelnek.

A tárcsás szűrők is alkalmasak a durva- és finomszűrésre. Alkalmazása egyre kevésbé jellemző az iparban, mert működés közben a réseknél fennmaradó szennyeződés gyakran impulzus-szerűen túljut a szűrőn.

Parírbetétes olajszűrők

Ez az a csoport, mely az utóbbi 3-4 évtizedben jelentős részét meghódította a piacnak. Ez elsősorban a szűrőpapírok gyártásában bekövetkezett ugrásszerű fejlődésnek volt köszönhető. Ma már képesek olyan speciális szűrőpapírok gyártására, melyek felhasználhatók durvább szűrésre (20 mikron), és egészen finom szűrésre is (5 mikron). A kisebb hengerűrtartalmú motorok esetén szinte kivétel nélkül ezt a típust találjuk meg az autóban. Nagyobb motoroknál jellemzően papír- és nemezbetétes olajszűrőket használnak. Nagy előnyük, hogy karbantartást nem igényelnek, azonban egyszer használatosak, felhasználás után kidobják.

Külön érdekesség, hogy az olaj hogyan áramlik át a szűrőn. Azt hihetnénk, hogy az olaj iránya merőleges a szűrőpapír felületére. Ez a múltban így is volt, egy ideje azonban egy teljese más megközelítést alkalmaznak. A modernebb változatban nem a papír porúzus felületén vezetik keresztül az olajat.

A papírból szoros hengert tekercselnek, és az olajat a papírhenger tengelyirányában kényszerítik át a szűrőn. Ebben a konstrukcióban még az előzetesen kiszűrt szennyeződés is a további szűrést segíti. A papírhengert egy fémházba sajtolják, a henger közepén kialakított furaton a szűrőbetét fölé áramlik be az olaj, majd a hengeren átszűrt olaj az alsó gyűjtőtérből a kenési helyekre kerül.

A szűrő működési tartománya elképesztően nagy, így bármilyen kenőanyag szűrésére alkalmas. Belső égésű motorok esetén mellékáramkörű szűrőként használják. Felépítésük okán hosszú az élettartamuk, akár 20-30 000 kilométert is kibírnak üzemzavar nélkül.

Aktív olajszűrők

Léteznek olyan szűrőtípusok, melyek nemcsak a mechanikai szennyeződéseket képesek kiszűrni a rendszerből, hanem az olajban feloldott szerves oxidokat és a vizet is. Az ilyen szűrők betétei természetes vagy szintetikus aktív vegyületekből készülnek. A kiválasztás nem mechanikai, hanem adszorpciós vagy reakciós úton történik.

Mágneses olajszűrők

Kezdeti elterjedésükkor csak a bejáratás ideje alatt használták őket. Az évezred végére viszonylag nagy mennyiségben alkalmazták, ugyanis rendkívül hatásosnak bizonyultak. Ez abból adódik, hogy képesek felfogni a kopásból eredő vasszemcséket. Állandómágnesből készített elemeit külön szűrőházban vagy az olajleeresztő csavarban helyezik el. Általában összetett szűrőkben, a szűrés egyik lépcsőjeként alkalmazzák.

Dinamikus olajszűrők

Centrifugális olajszűrők

Ezt a típust régebben gázolaj tisztítására használták, az 50-es évektől azonban sikerrel alkalmazták olajszűrőként is.

A neve beszédes: ez lényegében egy centrifuga, melyben a forgórész fúvókáit a kiáramló olaj reakcióereje keltette nyomaték hoz forgásba.

Nagy előnye, hogy olcsó a karbantartása, hatékonyan távolítja el az olajból a vizet, és nagyon kicsi az eltömődés esélye.

A működéséből adódóan a nagyobb sűrűségű szennyezőket távolítja el elsődlegesen az olajból, ezért a motor élettartamát jelentős mértékben képes növelni.

Hátránya azonban, hogy mérete és tömege viszonylag nagy, ezért személygépkocsikban nem találkozunk vele, azonban mezőgazdasági gépeknél vagy bányagépeknél a mai napig előfordulhatnak.