Olej w maszynach rolniczych spełnia wiele funkcji: jako medium hydrauliczne przenosi siły, ogranicza tarcie elementów współpracujących, chłodzi mechanizmy, tworząc tzw. film uszczelnia szczelinę między pierścieniem tłoka a ścianą cylindra w silniku, wiąże metalowe opiłki, pył, a także pozostałości po spalaniu paliwa. Różnego rodzaju cząsteczki stałe utrudniają te zadania, więc bezwzględnie należy je z oleju odfiltrować.
Do czego służy filtr oleju silnikowego?
Podstawowe zadanie filtra oleju jest zatem jasne: przechwycenie dużych cząstek, które krążą w układzie. Aby to było możliwe, olej nieustannie musi być w ruchu i przepływać przez filtr, którego pory są mniejsze od wyłapywanych drobinek. W układach hydraulicznych cyrkulację oleju zapewnia pompa hydrauliczna. W jednostkach napędowych ciągników olej jest zasysany z miski olejowej przez pompę (napędzaną bezpośrednio przez silnik) i wtłaczany na panewki, wałki rozrządu itp.
Jakie filtry mają nowoczesne maszyny rolnicze?
W nowoczesnych maszynach rolniczych jest wiele filtrów różnego typu. Oprócz filtrów oleju silnikowego i hydraulicznego są również filtry oleju napędowego, powietrza chłodzącego i spalin oraz wentylacji kabiny. W tym artykule ograniczamy się jednak do filtrów oleju silnikowego.
Jakie są typy filtrów?
Można je podzielić na filtr przepływu głównego (zwany filtrem szeregowym lub spin-on), które filtrują cały olej wracający do miski olejowej i filtr przepływu dodatkowego, tzw. bocznik, przez który przepływa 5–10% oleju wracającego do miski olejowej. Niektóre filtry przepływu dodatkowego są wyposażone w magnesy, które wyłapują cząsteczki metalu z oleju. Do tego mają drobniejsze pory od tych w filtrach głównych, aby w ten sposób usuwać z oleju nawet mniejsze cząstki o wielkości 5 mikrometrów (zwłaszcza sadzę). Ponieważ przez filtr główny przepływa cały olej silnikowy, jego przepustowość musi być duża, jest on odpowiednio większy od tzw. bocznika.
Filtry główny i pomocniczy są elementami, które wymagają regularnej wymiany – najczęściej wraz z wymianą oleju. Mogą występować jako kompletny element w postaci metalowej puszki lub wyłącznie jako wymienny wkład.
Filtry oleju w postaci puszki są zwykle otwarte tylko z jednej strony. Otwór do powrotu przefiltrowanego oleju (kanał przepływu zwrotnego) znajduje się w środku filtra, a otwory dopływowe są rozmieszczone koncentrycznie wokół środka. Oba strumienie oleju są oddzielone gwintem lub uszczelką. Upraszczając, olej przepływa między elementami filtrującymi a obudową filtra. Zanieczyszczony olej jest następnie przepychany przez materiały filtracyjne do środka kanału zwrotnego, a stamtąd z powrotem do obiegu.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze filtra oleju silnikowego?
Najważniejszymi kryteriami dla filtra oleju są: stopień separacji, zdolność pochłaniania cząstek stałych i możliwie najmniejsza strata ciśnienia oleju. Materiałem bazowym stosowanym w filtrach silnikowych do ciągników rolniczych są włókna celulozowe, impregnowane specjalnymi żywicami, które wytrzymują obciążenia spowodowane dużym przepływem i wysoką temperaturą.
Aby zapewnić dłuższą żywotność filtrów stosuje się również włókna z tworzyw sztucznych lub włókna szklane. Powód, dla którego filtr ma pofałdowane lamele w kształcie gwiazdy jest prosty – na możliwie małej przestrzeni jest duża powierzchnia filtracyjna.
Filtry wgłębne
Długie okresy między wymianami zapewniają filtry wgłębne, które stosuje się przy mocno zabrudzonych płynach lub gdy wymagana jest dłuższa żywotność filtra. Mogą zatrzymać dużą ilość zanieczyszczań zanim zostaną zatkane, ponieważ odkładają je na całym medium, a nie tylko na powierzchni, tj. filtry siatkowe. Chociaż w filtrach wgłębnych efekt filtrowania rośnie wraz ze wzrostem zabrudzenia, jednocześnie zwiększa się opór przepływu oleju.
Po co w filtrze głównym jest zawór przelewowy?
Cały przepływ oleju przechodzi przez filtr główny. Aby zapobiec np. przerwaniu smarowania silnika przez zatkany filtr główny, jest on wyposażony w zawór przelewowy. Jeśli z powodu nagromadzonego zabrudzenia coraz mniej oleju może przepłynąć przez tkaninę filtra, ciśnienie w obudowie filtra wzrasta. Na spodzie filtra znajduje się zamknięty sprężyną zawór przelewowy, który przy określonym ciśnieniu w filtrze otwiera kanał powrotny, umożliwiając przepływ oleju obok elementu filtrującego. W ten sposób z powrotem do układu trafia nieprzefiltrowany olej (to i tak lepsza sytuacja niż całkowity brak smarowania silnika).
Jak sprawdzić czy filtr oleju nadaje się do wymiany?
Gdy zaistnieje taka sytuacja, (a niestety nie widać tego z zewnątrz!) filtr należy jak najszybciej wymienić. Dlatego bardzo ważne jest przestrzeganie regularnych interwałów serwisowych, żeby nie dopuścić do nadmiernego zabrudzenia filtra i smarowania silnika brudnym olejem.
Zawór przelewowy ma istotne znaczenie również w niskich temperaturach, kiedy lepkość oleju po rozruchu silnika jest jeszcze bardzo wysoka i nie może go przepłynąć dostatecznie dużo przez element filtrujący. Jednak gdy tylko olej osiągnie odpowiednią temperaturę, filtr znów działa standardowo. Oprócz elementu filtrującego i zaworu przelewowego filtr oleju jest również wyposażony w sprężynowe ograniczniki ruchu powrotnego. Zapobiega to grawitacyjnemu opróżnieniu filtrów (przykręcanych od góry), gdy silnik jest wyłączony, co mogłoby powodować przerwy w przepływie oleju (i smarowaniu) po uruchomieniu silnika.
Dlaczego i co jaki czas należy wymieniać filtr oleju silnikowego?
Podsumowując, filtr oczyszcza olej z cząstek stałych i brudu. W tym celu pompa tłoczy olej, przeciskając go przez tkaninę wykonaną z celulozy lub włókien z tworzywa sztucznego i żywicy, na której osadzają się cząsteczki.
Jednak filtr nie wpływa na skład chemiczny oleju (np. woda w oleju). Trzeba pamiętać, że nawet najlepszy filtr w końcu się zapcha, a regularna wymiana zarówno filtra, jak i oleju to podstawa, aby zapewnić smarowanie i długą żywotność silnika. Z tego powodu eksperci zalecają dokładne przestrzeganie specyfikacji producenta danej maszyny.
L. Colsman, opr. aj
