Olje/smörjfilter

Ett olje-/smörjfilter är ett filter utformat för att ta bort föroreningar från motorolja, transmissionsolja, smörjolja eller hydraulolja. Deras huvudsakliga användning är i förbränningsmotorer för motorfordon (både på och terräng), motordrivna flygplan, järnvägslokomotiv, fartyg och båtar och statiska motorer som generatorer och pumpar. Andra fordonshydrauliksystem, såsom de i automatiska växellådor och servostyrning, är ofta utrustade med ett oljefilter. Gasturbinmotorer, såsom de på jetflygplan, kräver också användning av oljefilter. Oljefilter används i många olika typer av hydrauliska maskiner. Oljeindustrin använder själv filter för oljeproduktion, oljepumpning och oljeåtervinning. Moderna motoroljefilter tenderar att vara "full-flow" (inline) eller "bypass".

Historia

Olje/smörjfiltrets historia är ett bevis på vikten av att bibehålla motorns renhet och prestanda. Från de första dagarna av rudimentära siktar och silar till moderna spin-on-filter och avancerade filtreringstekniker, har oljefilter utvecklats avsevärt över tiden. I takt med att fordonsindustrin fortsätter att växa och utvecklas, kommer också tekniken som används för att hålla motorerna igång smidigt och effektivt.

Tidig utveckling

Tidiga filter: I början av bilmotorer fanns det inga dedikerade oljefilter. Istället användes enkla siktar eller silar för att avlägsna stora partiklar från oljan. Dessa tidiga enheter var rudimentära och ofta ineffektiva för att ta bort finare föroreningar.

Utveckling: Allteftersom motortekniken utvecklades blev behovet av effektivare oljefiltrering uppenbart. Oljesystemen i tidiga motorer förbättrades gradvis för att inkludera bättre filtreringsmekanismer.

Viktiga milstolpar

Fullflödesfilter: Oljefilter med full flöde, som filtrerar all olja som strömmar genom motorn, framträdde som en betydande förbättring jämfört med tidigare konstruktioner. Dessa filter har utformats för att ta bort ett bredare utbud av föroreningar, vilket förbättrar motorns prestanda och livslängd.

Spin-on-filter: Ett stort genombrott kom 1954 när WIX uppfann spin-on-oljefiltret. Denna design revolutionerade oljefilterbyte, vilket gjorde det till en snabb och enkel process. Spin-on-filtret är en fristående enhet som enkelt kan tas bort och bytas ut genom att skruva loss det från motorblocket. Denna design har blivit standarden för de flesta moderna fordon.

Tekniska framsteg

Material och design: Med tiden har materialen som används i oljefilter förbättrats avsevärt. Tidiga filter var gjorda av metallnät eller papper, men moderna filter använder ofta syntetiska material som erbjuder bättre filtreringseffektivitet och hållbarhet. Utformningen av filter har också utvecklats, med många moderna filter med veckat papper eller syntetiska medier som ger större yta för att fånga upp föroreningar.

Effektivitet och hållbarhet: Moderna oljefilter är designade för att ta bort även de minsta partiklarna från oljan, vilket säkerställer att motorn går smidigt och effektivt. De är också byggda för att klara de tuffa förhållandena inuti motorn, vilket säkerställer långvarig prestanda.

Branschtrender

Marknadstillväxt: Den globala oljefiltermarknaden har växt stadigt, drivet av den ökande efterfrågan på bilar och behovet av regelbundet underhåll. I takt med att antalet fordon på vägen fortsätter att öka ökar också efterfrågan på oljefilter.

Innovation: Tillverkare förnyar ständigt för att förbättra prestanda och effektivitet hos oljefilter. Detta inkluderar utvecklingen av nya filtreringstekniker, såsom nanofibermedia, som kan ta bort ännu mindre partiklar från oljan.

Miljöhänsyn: Med växande miljöhänsyn fokuserar tillverkarna också på att utveckla oljefilter som är mer miljövänliga. Detta inkluderar användning av återvinningsbara material och design av filter som enkelt kan kasseras eller återvinnas.

Övertrycksventiler

De flesta trycksatta smörjsystem har en övertrycksventil för att tillåta olja att passera filtret om dess flödesbegränsning är överdriven, för att skydda motorn från oljesvält. Filterbypass kan inträffa om filtret är igensatt eller oljan förtjockas av kallt väder. Övertrycksventilen är ofta inbyggd i bränsle/dieselfiltret. Filter monterade så att olja tenderar att rinna ur dem innehåller vanligtvis en anti-dräneringsventil för att hålla oljan i filtret efter att motorn (eller annat smörjsystem) har stängts av. Detta görs för att undvika en fördröjning av oljetrycksuppbyggnaden när systemet väl har startat om; utan en antiavloppsventil skulle trycksatt olja behöva fylla filtret innan den färdades vidare till motorns arbetsdelar. Denna situation kan orsaka för tidigt slitage av rörliga delar på grund av initial brist på olja.

Oljefiltertyper

Mekanisk

Mekaniska konstruktioner använder ett element tillverkat av bulkmaterial (som bomullsavfall) eller veckat filterpapper för att fånga och binda upp suspenderade föroreningar. När material byggs upp på (eller i) filtreringsmediet, begränsas oljeflödet successivt. Detta kräver periodiskt byte av filterelementet (eller hela filtret, om elementet inte är separat utbytbart).

Patron och spin-on

Ersättningspappersfilterelement för en JCB

Tidiga motoroljefilter var av patronkonstruktion (eller utbytbart element), i vilket ett permanent hus innehåller ett utbytbart filterelement eller en patron. Huset är monterat antingen direkt på motorn eller på distans med matnings- och returrör som ansluter det till motorn. I mitten av 1950-talet introducerades spin-on oljefilterdesignen: ett fristående hus och element som skulle skruvas loss från sitt fäste, kasseras och ersättas med ett nytt. Detta gjorde filterbyten bekvämare och potentiellt mindre rörig, och kom snabbt att bli den dominerande typen av oljefilter som installerades av världens biltillverkare. Konverteringssatser erbjöds för fordon som ursprungligen var utrustade med filter av patrontyp. På 1990-talet började framför allt europeiska och asiatiska biltillverkare gå tillbaka till förmån för filterkonstruktion med utbytbara element, eftersom det genererar mindre avfall vid varje filterbyte. Amerikanska biltillverkare har likaså börjat gå över till utbytbara patronfilter, och eftermonteringssatser för att konvertera från spin-on- till patron-typfilter erbjuds för populära applikationer. Kommersiellt tillgängliga oljefilter för bilar varierar i design, material och konstruktionsdetaljer. De som är gjorda av helt syntetiskt material förutom avloppscylindrarna i metall är mycket överlägsna och håller längre än den traditionella typen av kartong/cellulosa/papper som fortfarande dominerar. Dessa variabler påverkar filtrets effektivitet, hållbarhet och kostnad.

Motorcykeloljefilter på Kawasaki W175. Gammal (vänster) och ny (höger).

Magnetisk

Magnetiska filter använder en permanentmagnet eller en elektromagnet för att fånga upp ferromagnetiska partiklar. En fördel med magnetisk filtrering är att underhåll av filtret helt enkelt kräver att partiklarna rengörs från magnetens yta. Automatiska växellådor i fordon har ofta en magnet i vätskebehållaren för att binda magnetiska partiklar och förlänga livslängden för vätskefiltret av mediatyp. Vissa företag tillverkar magneter som fästs på utsidan av ett oljefilter eller magnetiska dräneringspluggar - som först uppfanns och erbjöds för bilar och motorcyklar i mitten av 1930-talet - för att hjälpa till att fånga dessa metalliska partiklar, även om det pågår en debatt om effektiviteten av sådana anordningar.

Sedimentation

Ett sedimentations- eller gravitationsbäddfilter tillåter föroreningar som är tyngre än olja att sedimentera på botten av en behållare under påverkan av gravitationen.

Centrifugal

En centrifugoljerenare är en roterande sedimenteringsanordning som använder centrifugalkraft snarare än gravitation för att separera föroreningar från oljan, på samma sätt som vilken annan centrifug som helst. Trycksatt olja kommer in i mitten av huset och passerar in i en trumrotor fri att snurra på ett lager och tätning. Rotorn har två jetmunstycken anordnade att rikta en oljeström mot det inre huset för att rotera trumman. Oljan glider sedan till botten av husväggen och lämnar partikelformiga oljeföroreningar som fastnar på husets väggar. Huset måste rengöras med jämna mellanrum, annars kommer partiklarna att ackumuleras till en sådan tjocklek att trumman inte roterar. I detta tillstånd kommer ofiltrerad olja att recirkuleras. Fördelar med centrifugen är: (i) att den rengjorda oljan kan separera från allt vatten som, eftersom det är tyngre än olja, lägger sig på botten och kan tömmas av (förutsatt att något vatten inte har emulgerats med oljan); och (ii) de är mycket mindre benägna att blockeras än ett konventionellt filter. Om oljetrycket är otillräckligt för att snurra centrifugen kan den istället drivas mekaniskt eller elektriskt.

Observera: vissa spin-off-filter beskrivs som centrifugala men de är inte riktiga centrifuger; snarare riktas oljan på ett sådant sätt att det finns en centrifugalvirvel som hjälper föroreningar att fastna på utsidan av filtret.

Hög effektivitet (HE)

Högeffektiva oljefilter är en typ av bypass-filter som påstås tillåta förlängda oljeavtappningsintervall. HE-oljefilter har vanligtvis porstorlekar på 3 mikrometer, vilket studier har visat minskar slitaget på motorn. Vissa flottor har kunnat öka sina dräneringsintervall upp till 5-10 gånger.