فیلتر روغن و اهمیت آن در موتورهای احتراق داخلی

نوشته شده توسط korosh Soleymani.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 امتیازشما 3.50 (1 تعداد)

امروزه موتورهای احتراق داخلی قسمت عمده نیاز به نیرومحرکه را برای خدمات حمل ونقل در اختیار بشر قرار می‌دهند. این موتور‌ها با طراحی مختلف در دو دسته اصلی دو زمانه و چهار زمانه با تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی نیروی لازم برای به حرکت درآوردن قسمت‌های متحرک را فراهم می‌کنندپیشرفت تکنولوژی در صنعت خودرو سازی باعث شده که هر ساله خودروهایی با کیفیت بهتر و مصرف سوخت پایین تر و توان بیشتر و حجم کارتر کمتر و فواصل بین قطعات کمتر می باشد، تولید شود.

اغلب قطعات موتور‌ها از جنس فلزات بوده و با فاصله‌های بسیار کم از همدیگر در حال کار کردن می‌باشند. این اجزا مانند یاتاقان‌ها، بلبرینگ‌ها، رینگ‌های پیستون، بادامک‌ها و اسبک‌ها می‌بایست بر روی هم لغزیده و بدون تغییرات در ساختار و ابعاد واشکالشان به فعالیت خود ادامه دهند تا موتور بتوانید نیروی کافی که خودرو احتیاج دارد را تولید کند.

نیروی اصطکاک بین قطعات متحرک موتور به همراه حرارت ناشی از انفجار، باعث بالا رفتن دما در موتور، انبساط قطعات و از تنظیم خارج شدن تلورانس‌های قطعات می‌شوند که منجر به بالا رفتن فشارو اصطکاک و در ‌‌نهایت به از کار افتادگی موتور خواهد شد. مهندسین مکانیک برای جلوگیری از این کار از بدو تولد موتورهای احتراق داخلی روغنکاری را جزء لاینفک وجود این موتور‌ها قرار داده و با این کار به طول عمر قطعات موتور و امکان کار کردن آن در طولانی مدت کمک نمودند.

به صورت واقع بینانه، ضرورت و اهمیت روغنکاری در موتورهای احتراق داخلی، به اندازه خون وجریان خون در بدن انسان می‌باشد.

 

روغن و روغنکاری با ایفای دو وظیفه روانکاری و خنک کاری موتور، تداوم حیات آنرا امکان پذیر می‌سازند. روغن موتور مناسب دارای خواص زیادی می‌باشد که پس از گذر از قسمتهای مختلف موتور کثیف (سیاه) می‌شود. این آلودگی‌ها از راه‌های مختلف به درون موتور خودرو راه پیدا می‌کنند. عمده این آلودگی‌ها حاصل از باقی مانده‌های انفجار در قسمت بالای پیستون، آلودگی‌های گذر کرده از فیلتر هوا و وارد شده به درون موتور، جرم‌ها و کثافات باقی مانده از روغن‌های قبلی در موتور، پوسیدگی‌ها و زنگ زدگی‌های موجود در مسیر روغنکاری در موتورهای کهنه و براده‌های فلزات حاصل از سایشهای داخلی موتور می‌باشند.

 

این ذرات در ابعاد مختلف نقش قاتل‌های موذی موتور را بازی خواهند کرد. چرا که هر کدام از این ذرات در فشارهای بالای کارکرد موتور می‌توانند مانند یک سنگ الماس کوچک بر روی سطوح در تماس با روغن و تحت فشار، براده برداری کرده و خراش‌های ریز بوجود آورند. در اثر مرور زمان این خراش‌های ریز بزرگ شده و آثار مخرب خود را در موتور آشکار خواهند نمود.

به طور مثال در صورتیکه روغن موتور حاوی اینگونه ذرات به زیر یاتاقان میل لنگ برسد و در آن نقطه تحت فشار ناشی از انفجار، بین یاتاقان‌ها بلغزد با ایجاد خراش در زیر یاتاقان سطح صاف بین یاتاقان‌ها را به مرور از بین برده و محلی برای فرار نوار مولکولی بسیار نازک روغن یا‌‌ همان فیلم روغن زیر یاتاقان بوجود آمده و فیلم روغن در آن قسمت پاره خواهد شد. فیلم روغن در این ناحیه وظیفه سنگین لغزاندن دو سطح یاتاقان‌ها را بر روی هم برعهده دارد، با پاره شدن این لایه نازک در اثر فشار مولکولهای روغن از زیر یاتاقان اصطلاحا «فرار خواهند کرد و نتیجه آن لغزش دو سطح فلزی بسیار سخت با فشار زیاد بر روی هم خواهد بود که باعث بالا رفتن وحشتناک دما در آن نقطه خواهد شد. با بالا رفتن دما در آن محل تغییر شکل بسیار جزئی حاصل و بار دیگر خراش بزرگ‌تر و فیلم روغن راحت‌تر پاره خواهد شد و مجددا» در اثر اصطکاک بالا حرارت بالا‌تر خواهد رفت، تا جاییکه یاتاقان‌ها سرخ شده و تغییر شکل بزرگ اتفاق افتاده و یاتاقان‌ها به هم بچسبند و اصطلاحا «موتور یاتاقان می‌زند. بله‌‌ همان ذره کوچک با موتور شما چنین کرد. اتفاق مشابه در هر قسمت لغزنده موتور می‌تواند رخ دهد.

ذرات آلاینده موتور می‌توانند در ابعاد بسیار بزرگ تا بسیار کوچک باشند. قطعات بزرگ عمدتا» در اثر خرابی موتور و یا کنده شدن قسمت بزرگی از رسوبات داخل موتور مثل رسوبات پشت سوپاپ، رسوبات درون کارتل به سیستم روغنکاری وارد می‌شوند که عمدتا «در موتور سالم اتفاق نمی‌افتد ولی آنچه که موتورهای سالم راتخریب می‌نماید ذراتی به ابعاد ۵ تا ۵۰ میکرون می‌باشند.

تعاریف مربوط به فیلتر روغن:

ظرفیت فیلتر: مقدار آلاینده‌هایی که یک فیلتر می‌تواند در خود نگه دارد بدون آنکه آنرا مجددا» به جریان روغن پس دهد ظرفیت فیلتر روغن گفته شده و معمولا «با واحد گرم بیان می‌گردد.

راندمان فیلتر: به درصدی از آلاینده‌های روغن که درون فیلتر به دام می‌افتند، راندمان فیلتر اطلاق می‌گردد.

راندمان یک راهه: به راندمانی از فیلتر که تنها با یک بار عبور روغن آلوده از آن بدست می‌آید اطلاق می‌گردد.

دبی گذری از فیلتر: مقدار روغنی که می‌تواند بدون استفاده از سوپاپ اطمینان فیلتر با گذر از صافی فیلتر، به صورت پالایش شده از فیلتر عبور کند.

انواع مواد بکار رفته در ساخت فیلتر و مزایای آن‌ها:

اکثر فیلترهای ارزان قیمت از جنس کاغذ و مقوا ساخته شده‌اند. فیلترهای کاغذی معمولا» قابلیت جذب ذراتی به بزرگی ۴۰ میکرون به بالا را دارند. در عکس زیر نمای ۵۰ برابر بزرگ نمایی شده یک فیلتر کاغذی را می‌بینید، اگر یک ذره ۳۰ میکرونی را در این ابعاد رویت نمایید در حدود یک o می‌باشد.

فیلترهای پیشرفته و مرغوب‌تر از ترکیب الیاف کاغذ و سلولز و یا الیاف کاغذ و سلولز و فایبر گلاس ساخته می‌شوند. این فیلتر‌ها قابلیت جذب ذراتی به کوچکی ۵ تا ۱۰ میکرون رانیز دارند. این فیلتر معمولا «دا رای سطح تماس بیشتری هستند که باعث می‌شود ظرفیت فیلتر بالا برود.

در یک موتور احتراق داخلی پیشرفته مانند آنچه در موتورسیکلت‌های جدید و یا ماشین‌های جدید بکار می‌رود، اکثر تلورانس‌های لقی‌ها ۰۰۱/۰ اینچ یا ۲۵ میکرون در نظر گرفته می‌شود. پس در جاییکه فیلم روغن تشکیل شده در بین قطعات متحرک موتور ۲۵ میکرون ضخامت دارد، یک آلودگی ۲۵ میکرونی می‌تواند در صورت قرار گرفتن در بین این فاصله بر روی هر دو سطح خراش ایجاد نماید که به هیچ عنوان مطلوب نمی‌باشد. بعضی از متخصصین می‌گویند حتی ذرات ۱ تا ۵ میکرونی هم می‌توانند برای موتور مشکل ساز شوند ولی آن‌ها چندان چشمگیر و موثر نخواهند بود.

همانطور که پیداست فیلترهای کاغذی عادی نمی‌توانند جلوی ذرات کوچک‌تر از ۴۰ میکرون را بگیرند، لذا استفاده از فیلترهای سینتتیک که از الیاف کاغذ و سلولز و فایبرگلاس ساخته شده به کمک موتورهای احتراق داخلی آمده‌اند. عکس زیر یک بزرگنمایی ۵۰ برابر از یک نمونه از این فیلتر‌ها می‌باشد.

با این حال یک فیلتر با قابلیت جذب %۱۰۰ آلاینده‌ها ساخته نشده است چرا که در این صورت می‌بایست سوراخهای کاملا «یک دست و مساوی داشته باشند که در حال حاضر از لحاظ اقتصادی برای تولید انبوه توجیه ندارد، یا اینکه می‌بایست الیاف را فشرده‌تر ساخت که آن هم فشار معکوس زیادی بر سر راه روغن عبوری بوجود خواهد آورد. معمولا» فیلتر سازان ادعاهای گوناگونی در مورد راندمان و ظرفیت فیلترهای خود دارند، به طور مثال می‌گویند که فیلترهای ما تا ۷ میکرون را در دام خود نگه می‌دارند اما نمی‌گویند که چند درصد این ذرات را در خود نگه می‌دارند ۱۵ درصد یا ۸۰ درصد؟

در واقع به آنچه که ما نیاز داریم درصد ذرات می‌باشد که با عبور یکباره از فیلتر از جریان جدا می‌گردد، به طور مثال یک فیلتر عادی کاغذی %۸/۹۷ ذرات ۳۰ میکرونی و %۲/۸۵ ذرات ۲۰ میکرونی را در خود نگه می‌دارد. در حالیکه یک فیلتر تاف گارد فرام %۸/۹۹ ذرات ۳۰ میکرونی و %۲/۹۹ ذرات ۲۰ میکرونی را در خود نگه می‌دارد. در واقع فیلترهای بر‌تر با بکارگیری الیاف سلولز و فایبرگلاس به نحو چشمگیری سوراخهای بین الیاف کاغذ را پر می‌نمایند.

کلیه فیلترهای مرغوب در حال حاضر برای به دام انداختن ذرات ۷ تا ۱۰ میکرونی در تلاش هستند. به همین دلیل است که شما برای یک فیلتر خوب می‌بایست هزینه‌ای تا ۳ برابر یک فیلتر کاغذی عادی پرداخت نمایید.

همچنین فیلترهای جدید بنا به دارا بودن ظرفیت بالا‌تر مناسب برای بکار بردن برای روغن‌های سینتتیک می‌باشند چرا که روغن‌های سینتتیک مدت بیشتری (در حدود ۱۵۰۰۰ کیلومتر) درون موتور می‌توانند روغنکاری نمایند در حالیکه فیلترهای کاغذی نهایتا «تا ۶۰۰۰ کیلومتر می‌توانند قبل از پر شدن کار نمایند.

انواع سیستمهای روغنکاری موتور خودروهای درون سوز

دو سیستم اصلی برای روغنکاری موتور‌ها وجود دارد:

  1. تصفیه بخشی از جریان یا جریان فرعی By Pass or Part Flow System

در این روش بخشی از جریان روغن خروجی از پمپ (حدود %۱۰) از فیلتر روغن می‌گذرد. در واقع این مقدار جریان از اضافه روغنی که به کار‌تر روغن باز می‌گردد گرفته می‌شود و یا از راهگاه ورودی به رگلاتور فشار روغن مسیر روغنکاری گرفته می‌شود. در این سیستم روغن تصفیه شده به کار‌تر باز می‌گردد و مستقیما» به قسمتهای موردنیاز برای روغنکاری نمی‌رود. در زیر دو شکل شماتیک روغنکاری جریان فرعی را می‌بینید:

۲) تصفیه کامل جریان Full Flow System در این روش کل روغن خروجی از پمپ روغن می‌بایست قبل از رسیدن به نقاط مورد نیاز برای روغنکاری یکبار از فیل‌تر بگذرند. لذا این فیل‌تر می‌بایست مقاومت کمی را بر سر راه جریان عبوری روغن بوجود آورد، همچنین باید بتواند کلیه ذرات مضر برای موتور و قطعات آن را از جریان جدا نماید. البته در ساختار فیلترهای این سیستم برای اطمینان از رسیدن روغن کافی برای روغنکاری حیاتی موتور درون فیل‌تر یک سوپاپ اطمینان قرار می‌دهند تا در صورت کیپ شدن و افت فشار روغن در خروجی فیل‌تر اجازه عبور روغن بدون گذر از فیل‌تر را فراهم نماید. معمولا «این سوپاپ در فشار بین ۸ Psi تا ۱۲ Psi در مصارف عادی و ۲۲ Psi در مصارف مسابقه‌ای عمل می‌نمایند. تولیدکنندگان موتور بر این باورند که رسیدن روغن کثیف به موتور بهتر از نرسیدن روغن به یاتاقان‌ها می‌باشد و به همین دلیل این سوپاپ اطمینان را تعبیه کرده‌اند. در زیر شماتیک سیستم تصفیه کامل جریان را ملاحظه فرمایید:

 

نوشتن دیدگاه

دیدگاه شما بعد از تأیید توسط مدیر سایت، منتشر خواهند شد.

لطفا دیدگاه‌تان تا حد امکان مربوط به پست بالا باشد. اگر سوال دیگری دارید می توانید، از فرم تماس باما استفاده کنید.


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید