Filtry oleju
Olej znajdujący się w układzie smarowania ulega zanieczyszczeniu. Aby zanieczyszczenia nie dostały się wraz z olejem między współpracujące powierzchnie, konieczne jest filtrowanie oleju. Większość silników ma trzy rodzaje filtrów: filtr wewnętrzny, chroniący pompę oleju przed dostaniem się do niej większych zanieczyszczeń, filtr sze-
regowy (zgrubnego oczyszczania) oraz filtr bocznikowy (dokładnego oczyszczania). Schemat włączenia filtrów do -układu smarowania pokazano na rysunku 5.6. Kierunek przepływu oleju pokazany jest strzałkami.
Filtr wewnętrzny (wstępnego oczyszczania) wykonany jest z siatki metalowej o dość dużych otworach i umieszczony na wlocie przewodu ssącego pompy oleju (patrz 1 na rys. 5.4). Filtr siatkowy oczyszcza olej jedynie z najgrubszych zanieczyszczeń oraz zabezpiecza pompę oleju przed zassaniem większych części, które mogą znaleźć się w misce olejowej.
Filtr szczelinowy zgrubnego oczyszczania służy do zgrubnego oczyszczania oleju. Włączony jest szeregowo, to znaczy, że cała ilość oleju podawanego przez pompę przepływa przez filtr. Na rysunku 5.7a pokazany typowy filtr zgrubnego oczyszczania stosowany (z różną obudową) w silnikach samochodów Lublin, Star, Warszawa, Wołga i innych.
Filtr składa sdę z zespołu płytek d podkładek gwiaździstych, tworzących między płytkami szczeliny o wymiarach 0,09-4-0,10 mm. Dolna część zespołu płytek środkowana jest za pomocą płytki prowadzącej, która obejmuje dolną podkładkę. Płytka prowadząca jest utrzymywana na swym miejscu trzema sworzniami, wkręconymi w obudowę filtru. W szczeliny między płytkami filtrującymi wchodzą płytki zbierające o grubości 0,07-4-0,08 mm, nałożone na trzpień o przekroju kwadratowym. Na zewnętrznym końcu trzpienia osadzone jest pokrętło ze sprzęgłem zapadkowym, umożliwiającym przy wahadłowych ruchach pokrętła uzyskanie jednokierunkowego obrotu trzpienia z zespołem płytek. Pokrętło jest utrzymywane na trzpieniu nakrętką z lewym gwintem, zapunktowaną z góry w trzech miejscach.
Wkład filtru przekręcany jest ręcznie lub mechanicznie za pośrednictwem pokrętła i układu przeniesienia po naciśnięciu na pedał sprzęgła lub przycisk włączający rozrusznik. Zanieczyszczenia opadają wówczas na dno osadnika.
Obudowa filtru jest wykonana ze stopu aluminium i mocowana do kadłuba silnika dwiema śrubami. Między obudową filtru a kadłubem silnika znajduje się uszczelka kldngerytowa. Od dołu, za pomocą pierścienia dociskowego, mocowany jest czterema wkrętami osadnik tłoczony z blachy stalowej. Osadnik jest uszczelniony za pomocą uszczelki z gumy olejoodpornej, włożonej w pierścieniowy kanałek obudowy filtru. U dołu osadnika znajduje się korek do spuszczania zanieczyszczeń.
Do doprowadzania d odprowadzania oleju wywiercone są w obudowie filtru dwa kanały. Dolny kanał — doprowadzający, połączony jest z przestrzenią osadnika, górny — odprowadzający połączony jest z wewnętrzną przestrzenią zespołu płytek filtrujących.
Między obu kanałami w obudowie filtru umieszczony jest zawór przelewowy, który odłącza filtr w przypadku jego zanieczyszczenia i przepuszcza olej do układu smarowania z pominięciem filtru. Opór czystego filtru wynosi ok. 0,1 kG/cm2. Zawór przelewowy zaczyna przepuszczać olej w przypadku zwiększenia oporu filtru wskutek jego zanieczyszczenia do ciśnienia 0,7-4-0,9 kG/om2.
Filtr dokładnego oczyszczania zatrzymuje nawet bardzo drobne zanieczyszczenia, lecz odznacza się małą przepustowością i dużym oporem przepływu. Wobec dużego oporu, 90% oleju tłoczonego przez pompę po oczyszczeniu skierowane jest do smarowania silnika, a tylko 10% trafia do filtru dokładnego oczyszczania. Dlatego też filtr ten jest włączony do obiegu oleju równolegle. Olej po przejściu przez filtr dokładnego oczyszczania spływa do miski olejowej. Zespół filtrujący składa się najczęściej z szeregu kartonowych płytek, ściśniętych metalowymi pokrywami połączonymi za pomocą listewek. Olej przeciska się przez drobne szczeliny między ściśniętymi płytkami lub sączy się przez płytki. Płytki filtrujące ulegają zanieczyszczeniu i w związku z tym wkład powinien być wymieniany na nowy po okresie ustalonym przez wytwórnię silnika.
Filtr dokładnego oczyszczania oleju, pokazany na rysunku 5.7b, składa się z obudowy z pokrywą, w której mieści się Wkład filtrujący. Doprowadzenie i odprowadzenie oleju odbywa się za pomocą przewodów giętkich. Olej doprowadzany jest z filtru zgrubnego oczyszczania (patrz rys. 5.6) i odprowadzany do miski olejowej silnika przez otwór w kadłubie silnika.
Wkład filtrujący składa się z zespołu kształtowych płytek, wykonanych z kartonu o grubości 3,0-4-3,5 mm i przełożonych płytkami z cienkiego kartonu (0,5 mm). Kształtowe płytki mają w środku kwadratowe otwory i przecięcia zbierające olej. Zespół składający się z 28-4-32 płytek od góry i dołu przykryty jest metalowymi pokrywami i ciasno ściśnięty czterema ściągaczami. Otwory w pokrywce wkładu wyposażone są w uszczelniacze kartonowe. Górna pokrywka ma uchwyt z drutu do wyjmowania wkładu podczas jego wymiany.
Wkład filtrujący nakłada się na sworzeń do oporu o czoło tulejki znajdującej się na sworzniu. Kartonowe uszczelniacze na pokrywkach wkładu szczelnie obejmują sworzeń. Od góry wkład jest przyciskany sprężyną, nałożoną na wkręt mocujący pokrywę obudowy filtru.
Olej jest doprowadzany do górnego króćca obudowy filtru, wypełnia całą objętość obudowy, przepływa przez wkład filtrujący i kalibrowany otwór 23 (rys. 5.7b) o średnicy 1,6-4-1,7 mm w górnej części sworznia do jego wnętrza, po czym wypływa przez dolny króciec.
Kalibrowany otwór służy do ograniczania ilośoi oleju, przepływającego przez filtr w razie nieprawidłowego ściśnięcia zespołu płytek filtrujących i dzięki temu zapobiega spadkowi ciśnienia w układzie smarowania. Króciec doprowadzający i otwór kalibrowany znajdują się w górnej części filtru, w celu uniknięcia wycieków oleju z filtru przy nie pracującym silniku.
Chłodny olej, bardziej gęsty, w niewielkiej ilości przepływa przez wkład filtrujący. W celu szybkiego ogrzania oleju w filtrze, na dolnej metalowej pokrywce uszczelniacza wykonany jest otwór przepustowy
0 małej średnicy (1,1 mm). Podczas rozruchu silnika olej zaczyna przepływać przez ten otwór, obok wkładu filtrującego, ogrzewając go.
Po stopniu nagrzania można się zorientować, czy filtr działa normalnie. Jeżeli podczas pracy silnika obudowa filtru jest gorąca, to filtr funkcjonuje normalnie.
Jako filtry bocznikowe lub szeregowe obecnie coraz częściej stosowane są filtry odśrodkowe. Filtry te nie mają wkładu filtrującego. Oczyszczanie oleju odbywa się przez nadanie mu szybkiego ruchu obrotowego, dzięki czemu cząsteczki zanieczyszczeń są odwirowywane. Wirnik filtru odśrodkowego może być napędzany mechanicznie lub hydraulicznie. Ujemną cechą napędu mechanicznego jest zależność prędkości obrotowej wirnika filtru od prędkości obrotowej wału korbowego, od czego pośrednio zależy również jakość filtrowania oleju. W tego typu filtr odśrodkowy wyposażone są silniki samochodów FIAT 125P (rys. 5.8).
Filtr odśrodkowy, pokazany na rysunku 5.8, składa się z pokrywy 1 obudowy filtru z kołem pasowym i odrzutnika 3. Średnica odrzutnika jest mniejsza niż średnica pokrywy i obudowy filtru odśrodkowego, ponieważ odrzutnik jest tak zbudowany, aby mógł wywoływać promieniowy ruch oleju w kierunku przestrzeni, gdzie siła odśrodkowa powoduje oddzielenie zanieczyszczeń. Promieniowe żebra na wewnętrznej powierzchni pokrywy stanowią osadnik zanieczyszczeń
przenoszą olej do środka filtru.
Olej z obu boków przedniej końcówki wału korbowego, która ma
nacięte dwa podłużne rowki, jest tłoczony przy współudziale odrzutnika w kierunku przestrzeni położonej na obwodzie filtru. Olej jest tam oczyszczany i powraca do środka filtru, przepływając wewnętrzwału przez otwór śruby 4, która mocuje piastę i od rzutnik do wału korbowego. Sześć śrub z podkładkami sprężystymi poprzez podkładki płaskie mocuje pokrywę do piasty. Na obwodzie obudowy wykonany jest rowek do osadzenia paska klinowego napędu alternatora i wentyla-. tora.
Bardziej korzystne, niezależne od prędkości obrotowej wału korbowego, jest rozwiązanie filtru odśrodkowego z napędem hydraulicznym. Filtr taki składa się zwykle z wewnętrznego wirnika, podstawy i dysz. Wirnik obraca się pod wpływem reakcji od sił wywołanych ciśnieniem oleju wypływającego z dysz
o średnicy ok. 2 mm. Dysze umieszczone są w podstawie wirnika. Gdy ciśnienie oleju przed filtrem wynosi ok. 5 kG/cm2, wirnik filtru obraca się z prędkością ok. 5000 obr/min, co zapewnia prawidłowe oczyszczanie oleju.
Na rysunku 5.9 pokazany jest filtr odśrodkowy z napędem hydraulicznym. Przez wydrążoną oś
olej napływa pod kołpak 7, skąd przez filtr siatkowy przepływa (w kierunku pokazanym strzałkami) do cylindrycznej wnęki. Reakcja od sił wywołanych ciśnieniem oleju wypływającego z dysz powoduje ruch obrotowy wirnika 6. Siłą odśrodkową są odrzucane cięższe zanieczyszczenia na wewnętrzną powierzchnię kołpaka, a oczyszczony olej ścieka do miski olejowej.
Czyszczenie filtru polega na okresowym wyjmowaniu i oczyszczeniu kołpaka 7. Demontaż i montaż filtru powinny odbywać się szczególnie starannie w celu uniknięcia skrzywienia lub przechylenia osi wirnika, co spowodowałoby zmniejszenie prędkości obrotowej wirnika, a zatem nieodpowiednią jakość filtrowania oleju.
W wielu nowoczesnych silnikach, zwłaszcza samochodów osobowych, są stosowane nierozbieralne bocznikowe filtry oleju (dokładnego oczyszczania). Filtr taki składa się z obudowy, wewnątrz której jest umieszczony wkład filtrujący. W kadłub silnika wkręcany jest króciec z kołnierzem i na króciec ten nakręca się filtr (rys. 5.10). Po
określonym przez wytwórnię przebiegu samochodu (zwykle po 10 000 km) filtr bocznikowy wymienia się na nowy.
Filtr magnetyczny jest stosowany niezależnie od pozostałych filtrów i ma szczególne znaczenie w okresie docierania silnika. Tego rodzaju filtr składa się z magnesu umieszczonego np. w korku zamykającym otwór do spuszczania oleju z miski olejowej. Zadaniem filtru magnetycznego jest oczyszczanie oleju z cząstek metalowych.