Bộ lọc dầu/bôi trơn

Bộ lọc dầu/bôi trơn là bộ lọc được thiết kế để loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi dầu động cơ, dầu hộp số, dầu bôi trơn hoặc dầu thủy lực. Công dụng chính của chúng là trong động cơ đốt trong cho xe cơ giới (cả trên đường và địa hình), máy bay chạy bằng điện, đầu máy xe lửa, tàu thuyền và động cơ tĩnh như máy phát điện và máy bơm. Các hệ thống thủy lực khác của xe, chẳng hạn như hệ thống trong hộp số tự động và trợ lực lái, thường được trang bị bộ lọc dầu. Động cơ tua-bin khí, chẳng hạn như động cơ trên máy bay phản lực, cũng yêu cầu sử dụng bộ lọc dầu. Bộ lọc dầu được sử dụng trong nhiều loại máy móc thủy lực khác nhau. Bản thân ngành công nghiệp dầu mỏ sử dụng các bộ lọc để sản xuất dầu, bơm dầu và tái chế dầu. Bộ lọc dầu động cơ hiện đại có xu hướng "đầy dòng" (nội tuyến) hoặc "bỏ qua".

Lịch sử

Lịch sử của Bộ lọc Dầu/Bôi trơn là minh chứng cho tầm quan trọng của việc duy trì hiệu suất và độ sạch của động cơ. Từ những ngày đầu của màn hình và bộ lọc thô sơ đến bộ lọc xoay hiện đại và công nghệ lọc tiên tiến, bộ lọc dầu đã phát triển đáng kể theo thời gian. Khi ngành công nghiệp ô tô tiếp tục phát triển và phát triển, công nghệ được sử dụng để giữ cho động cơ hoạt động trơn tru và hiệu quả cũng vậy.

Sự phát triển ban đầu

Bộ lọc ban đầu: Trong những ngày đầu của động cơ ô tô, không có bộ lọc dầu chuyên dụng. Thay vào đó, các màn lọc hoặc bộ lọc đơn giản được sử dụng để loại bỏ các hạt lớn khỏi dầu. Những thiết bị ban đầu này còn thô sơ và thường không hiệu quả trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm mịn hơn.

Tiến triển: Khi công nghệ động cơ tiên tiến, nhu cầu lọc dầu hiệu quả hơn trở nên rõ ràng. Hệ thống dầu của động cơ đời đầu dần dần được cải tiến để có cơ chế lọc tốt hơn.

Nhưng dâu môc quan trọng

Bộ lọc toàn dòng: Bộ lọc dầu toàn dòng, lọc tất cả dầu chảy qua động cơ, nổi lên như một cải tiến đáng kể so với các thiết kế trước đó. Những bộ lọc này được thiết kế để loại bỏ nhiều loại chất gây ô nhiễm hơn, cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của động cơ.

Bộ lọc xoay: Một bước đột phá lớn xảy ra vào năm 1954 khi WIX phát minh ra bộ lọc dầu xoay. Thiết kế này đã cách mạng hóa việc thay thế bộ lọc dầu, khiến quá trình này trở nên nhanh chóng và dễ dàng. Bộ lọc spin-on là một bộ phận khép kín có thể dễ dàng tháo ra và thay thế bằng cách tháo nó ra khỏi khối động cơ. Thiết kế này đã trở thành tiêu chuẩn cho hầu hết các loại xe hiện đại.

Tiến bộ công nghệ

Vật liệu và Thiết kế: Theo thời gian, vật liệu sử dụng trong bộ lọc dầu đã được cải thiện đáng kể. Các bộ lọc ban đầu được làm bằng lưới kim loại hoặc giấy, nhưng các bộ lọc hiện đại thường sử dụng vật liệu tổng hợp mang lại hiệu quả lọc và độ bền tốt hơn. Thiết kế của bộ lọc cũng đã phát triển, với nhiều bộ lọc hiện đại có giấy xếp nếp hoặc vật liệu tổng hợp mang lại diện tích bề mặt lớn hơn để thu giữ chất gây ô nhiễm.

Hiệu quả và độ bền: Bộ lọc dầu hiện đại được thiết kế để loại bỏ ngay cả những hạt nhỏ nhất khỏi dầu, đảm bảo động cơ chạy trơn tru và hiệu quả. Chúng cũng được chế tạo để chịu được các điều kiện khắc nghiệt bên trong động cơ, đảm bảo hiệu suất lâu dài.

Xu hướng công nghiệp

Tăng trưởng thị trường: Thị trường lọc dầu toàn cầu đang tăng trưởng ổn định do nhu cầu về ô tô ngày càng tăng và nhu cầu bảo trì thường xuyên. Khi số lượng phương tiện trên đường tiếp tục tăng, nhu cầu về bộ lọc dầu cũng tăng theo.

Đổi mới: Các nhà sản xuất không ngừng đổi mới để nâng cao hiệu suất và hiệu quả của bộ lọc dầu. Điều này bao gồm việc phát triển các công nghệ lọc mới, chẳng hạn như vật liệu sợi nano, có thể loại bỏ các hạt thậm chí còn nhỏ hơn khỏi dầu.

Mối quan tâm về môi trường: Với mối quan tâm về môi trường ngày càng tăng, các nhà sản xuất cũng đang tập trung phát triển các bộ lọc dầu thân thiện với môi trường hơn. Điều này bao gồm việc sử dụng các vật liệu có thể tái chế và thiết kế các bộ lọc có thể dễ dàng xử lý hoặc tái chế.

Van giảm áp

Hầu hết các hệ thống bôi trơn điều áp đều kết hợp van giảm áp để cho phép dầu đi qua bộ lọc nếu hạn chế dòng chảy quá mức, nhằm bảo vệ động cơ khỏi tình trạng thiếu dầu. Bỏ qua bộ lọc có thể xảy ra nếu bộ lọc bị tắc hoặc dầu bị đặc do thời tiết lạnh. Van giảm áp suất thường được tích hợp vào Bộ lọc nhiên liệu/Diesel. Các bộ lọc được lắp sao cho dầu có xu hướng chảy ra khỏi chúng thường kết hợp với van chống chảy ngược để giữ dầu trong bộ lọc sau khi động cơ (hoặc hệ thống bôi trơn khác) tắt. Điều này được thực hiện để tránh sự chậm trễ trong việc tích tụ áp suất dầu khi hệ thống được khởi động lại; nếu không có van chống chảy ngược, dầu điều áp sẽ phải đổ đầy bộ lọc trước khi di chuyển đến các bộ phận làm việc của động cơ. Tình trạng này có thể gây ra sự mài mòn sớm của các bộ phận chuyển động do thiếu dầu ban đầu.

Các loại lọc dầu

Cơ khí

Các thiết kế cơ học sử dụng một phần tử được làm từ vật liệu rời (chẳng hạn như chất thải bông) hoặc giấy lọc xếp nếp để giữ lại và cô lập các chất ô nhiễm lơ lửng. Khi vật liệu tích tụ trên (hoặc trong) môi trường lọc, dòng dầu sẽ dần bị hạn chế. Điều này yêu cầu thay thế định kỳ phần tử bộ lọc (hoặc toàn bộ bộ lọc, nếu phần tử đó không thể thay thế riêng lẻ).

Hộp mực và spin-on

Phần tử lọc giấy thay thế cho JCB

Các bộ lọc dầu động cơ ban đầu có cấu trúc hộp mực (hoặc bộ phận có thể thay thế), trong đó vỏ cố định chứa bộ phận lọc hoặc hộp mực có thể thay thế được. Vỏ được gắn trực tiếp trên động cơ hoặc từ xa bằng các đường ống cấp và hồi nối nó với động cơ. Vào giữa những năm 1950, thiết kế bộ lọc dầu quay đã được giới thiệu: một cụm vỏ và bộ phận khép kín được tháo ra khỏi giá đỡ, loại bỏ và thay thế bằng một bộ phận mới. Điều này làm cho việc thay bộ lọc trở nên thuận tiện hơn và ít lộn xộn hơn, đồng thời nhanh chóng trở thành loại bộ lọc dầu thống trị được các nhà sản xuất ô tô trên thế giới lắp đặt. Bộ chuyển đổi được cung cấp cho những chiếc xe ban đầu được trang bị bộ lọc kiểu hộp mực. Vào những năm 1990, các nhà sản xuất ô tô châu Âu và châu Á nói riêng đã bắt đầu chuyển sang sử dụng cấu trúc bộ lọc có thể thay thế được vì nó tạo ra ít chất thải hơn sau mỗi lần thay bộ lọc. Các nhà sản xuất ô tô Mỹ cũng đã bắt đầu chuyển sang các bộ lọc hộp mực có thể thay thế và các bộ trang bị thêm để chuyển đổi từ bộ lọc xoay sang loại hộp mực được cung cấp cho các ứng dụng phổ biến. Các bộ lọc dầu ô tô có bán trên thị trường khác nhau về thiết kế, vật liệu và chi tiết cấu tạo. Những loại được làm từ vật liệu tổng hợp hoàn toàn ngoại trừ ống thoát nước bằng kim loại bên trong sẽ vượt trội hơn nhiều và bền hơn nhiều so với loại bìa cứng/xenlulo/giấy truyền thống vẫn chiếm ưu thế. Các biến này ảnh hưởng đến hiệu quả, độ bền và giá thành của bộ lọc.

Lọc nhớt xe máy trên Kawasaki W175. Cũ (trái) và mới (phải).

từ tính

Bộ lọc từ tính sử dụng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện để thu giữ các hạt sắt từ. Ưu điểm của lọc từ tính là việc bảo trì bộ lọc chỉ cần làm sạch các hạt khỏi bề mặt nam châm. Hộp số tự động trên ô tô thường có nam châm trong chảo chất lỏng để cô lập các hạt từ tính và kéo dài tuổi thọ của bộ lọc chất lỏng loại phương tiện. Một số công ty đang sản xuất nam châm gắn bên ngoài bộ lọc dầu hoặc nút xả từ tính—lần đầu tiên được phát minh và cung cấp cho ô tô và xe máy vào giữa những năm 1930—để hỗ trợ thu giữ các hạt kim loại này, mặc dù vẫn còn tranh cãi về tính hiệu quả. của các thiết bị như vậy.

Lắng đọng

Bộ lọc lắng hoặc trọng lực cho phép các chất gây ô nhiễm nặng hơn dầu lắng xuống đáy thùng chứa dưới tác động của trọng lực.

Ly tâm

Máy làm sạch dầu ly tâm là một thiết bị lắng quay sử dụng lực ly tâm thay vì trọng lực để tách các chất gây ô nhiễm ra khỏi dầu, giống như bất kỳ máy ly tâm nào khác. Dầu có áp suất đi vào tâm của vỏ và đi vào rôto trống để quay tự do trên ổ trục và vòng đệm. Rôto có hai vòi phun tia được bố trí để hướng dòng dầu vào vỏ bên trong làm quay trống. Sau đó, dầu trượt xuống đáy thành vỏ, để lại các hạt dầu ô nhiễm dính vào thành vỏ. Vỏ phải được làm sạch định kỳ, nếu không các hạt sẽ tích tụ đến độ dày khiến trống ngừng quay. Trong điều kiện này, dầu chưa được lọc sẽ được tuần hoàn. Ưu điểm của máy ly tâm là: (i) dầu đã được làm sạch có thể tách ra khỏi bất kỳ loại nước nào nặng hơn dầu, lắng xuống đáy và có thể thoát ra ngoài (với điều kiện là nước không bị nhũ hóa với dầu); và (ii) chúng ít có khả năng bị chặn hơn so với bộ lọc thông thường. Nếu áp suất dầu không đủ để quay máy ly tâm, thay vào đó, nó có thể được điều khiển bằng cơ hoặc điện.

Lưu ý: một số bộ lọc spin-off được mô tả là ly tâm nhưng chúng không phải là máy ly tâm thực sự; đúng hơn, dầu được dẫn theo hướng có vòng xoáy ly tâm giúp các chất gây ô nhiễm bám vào bên ngoài bộ lọc.

Hiệu quả cao (HE)

Bộ lọc dầu hiệu quả cao là một loại bộ lọc bỏ qua được khẳng định là cho phép kéo dài thời gian thay dầu. Bộ lọc dầu HE thường có kích thước lỗ chân lông là 3 micromet, nghiên cứu này đã cho thấy khả năng giảm mài mòn động cơ. Một số đội tàu đã có thể tăng thời gian xả nước lên tới 5-10 lần.