فلتر الزيت/التشحيم

مرشح الزيت/التشحيم هو مرشح مصمم لإزالة الملوثات من زيت المحرك أو زيت ناقل الحركة أو زيت التشحيم أو الزيت الهيدروليكي. استخدامها الرئيسي هو في محركات الاحتراق الداخلي للسيارات (سواء على الطرق الوعرة أو على الطرق الوعرة)، والطائرات التي تعمل بالطاقة، وقاطرات السكك الحديدية، والسفن والقوارب، والمحركات الثابتة مثل المولدات والمضخات. غالبًا ما تكون الأنظمة الهيدروليكية الأخرى للمركبات، مثل تلك الموجودة في ناقل الحركة الأوتوماتيكي ونظام التوجيه المعزز، مجهزة بفلتر زيت. تتطلب المحركات التوربينية الغازية، مثل تلك الموجودة في الطائرات النفاثة، استخدام مرشحات الزيت أيضًا. تستخدم مرشحات الزيت في العديد من أنواع الآلات الهيدروليكية المختلفة. تستخدم صناعة النفط نفسها مرشحات لإنتاج النفط، وضخ النفط، وإعادة تدوير النفط. تميل مرشحات زيت المحرك الحديثة إلى أن تكون "كاملة التدفق" (مضمنة) أو "تجاوزية".

تاريخ

يعد تاريخ فلتر الزيت/التشحيم بمثابة شهادة على أهمية الحفاظ على نظافة المحرك وأدائه. منذ الأيام الأولى للشاشات والمصافي البدائية إلى المرشحات الدوارة الحديثة وتقنيات الترشيح المتقدمة، تطورت مرشحات الزيت بشكل ملحوظ مع مرور الوقت. مع استمرار نمو صناعة السيارات وتطورها، ستستمر أيضًا التكنولوجيا المستخدمة للحفاظ على تشغيل المحركات بسلاسة وكفاءة.

التطورات المبكرة

المرشحات المبكرة: في الأيام الأولى لمحركات السيارات، لم تكن هناك مرشحات زيت مخصصة. وبدلاً من ذلك، تم استخدام شاشات أو مصافي بسيطة لإزالة الجزيئات الكبيرة من الزيت. كانت هذه الأجهزة المبكرة بدائية وغالبًا ما كانت غير فعالة في إزالة الملوثات الدقيقة.

التقدم: مع تقدم تكنولوجيا المحرك، أصبحت الحاجة إلى ترشيح الزيت بشكل أكثر كفاءة واضحة. تم تحسين أنظمة الزيت في المحركات المبكرة تدريجيًا لتشمل آليات ترشيح أفضل.

المعالم الرئيسية

مرشحات التدفق الكامل: ظهرت مرشحات الزيت كاملة التدفق، التي تقوم بتصفية كل الزيت المتدفق عبر المحرك، كتحسين كبير مقارنة بالتصميمات السابقة. تم تصميم هذه المرشحات لإزالة نطاق أوسع من الملوثات، وتحسين أداء المحرك وطول العمر.

المرشحات الدوارة: حدث تقدم كبير في عام 1954 عندما اخترعت WIX مرشح الزيت الدوار. أحدث هذا التصميم ثورة في استبدال فلتر الزيت، مما جعله عملية سريعة وسهلة. الفلتر الدوار عبارة عن وحدة قائمة بذاتها يمكن إزالتها واستبدالها بسهولة عن طريق فكها من كتلة المحرك. أصبح هذا التصميم هو المعيار لمعظم المركبات الحديثة.

تقدمات تكنولوجية

المواد والتصميم: مع مرور الوقت، تحسنت المواد المستخدمة في مرشحات الزيت بشكل ملحوظ. كانت المرشحات المبكرة مصنوعة من شبكة معدنية أو ورق، لكن المرشحات الحديثة غالبًا ما تستخدم مواد اصطناعية توفر كفاءة ترشيح ومتانة أفضل. لقد تطور تصميم المرشحات أيضًا، حيث تتميز العديد من المرشحات الحديثة بورق مطوي أو وسائط صناعية توفر مساحة سطح أكبر لالتقاط الملوثات.

الكفاءة والمتانة: تم تصميم فلاتر الزيت الحديثة لإزالة حتى أصغر الجزيئات من الزيت، مما يضمن تشغيل المحرك بسلاسة وكفاءة. كما أنها مصممة لتحمل الظروف القاسية داخل المحرك، مما يضمن أداء طويل الأمد.

اتجاهات الصناعة

نمو السوق: ينمو سوق مرشحات الزيت العالمية بشكل مطرد، مدفوعًا بالطلب المتزايد على السيارات والحاجة إلى الصيانة الدورية. مع استمرار ارتفاع عدد المركبات على الطريق، يزداد الطلب على فلاتر الزيت.

الابتكار: يبتكر المصنعون باستمرار لتحسين أداء وكفاءة فلاتر الزيت. ويشمل ذلك تطوير تقنيات ترشيح جديدة، مثل وسائط الألياف النانوية، والتي يمكنها إزالة حتى الجزيئات الأصغر من الزيت.

المخاوف البيئية: مع تزايد المخاوف البيئية، يركز المصنعون أيضًا على تطوير مرشحات الزيت الأكثر صداقة للبيئة. ويشمل ذلك استخدام المواد القابلة لإعادة التدوير وتصميم المرشحات التي يمكن التخلص منها أو إعادة تدويرها بسهولة.

صمامات تخفيف الضغط

تشتمل معظم أنظمة التشحيم المضغوطة على صمام تخفيف الضغط الزائد للسماح للزيت بتجاوز الفلتر إذا كان تقييد تدفقه مفرطًا، وذلك لحماية المحرك من تجويع الزيت. قد يحدث تجاوز للفلتر في حالة انسداد الفلتر أو زيادة سماكة الزيت بسبب الطقس البارد. يتم دمج صمام تخفيف الضغط الزائد بشكل متكرر في مرشح الوقود/الديزل. عادةً ما تشتمل المرشحات المثبتة بحيث يميل الزيت إلى التصريف منها على صمام مضاد للتصريف الخلفي للاحتفاظ بالزيت في الفلتر بعد إيقاف تشغيل المحرك (أو أي نظام تشحيم آخر). ويتم ذلك لتجنب التأخير في تراكم ضغط الزيت بمجرد إعادة تشغيل النظام؛ بدون صمام مضاد للتصريف الخلفي، يجب أن يملأ الزيت المضغوط الفلتر قبل الانتقال إلى أجزاء عمل المحرك. يمكن أن يسبب هذا الموقف تآكلًا مبكرًا للأجزاء المتحركة بسبب النقص الأولي في الزيت.

أنواع فلتر الزيت

ميكانيكي

تستخدم التصميمات الميكانيكية عنصرًا مصنوعًا من مادة سائبة (مثل نفايات القطن) أو ورق ترشيح مطوي لاحتجاز الملوثات العالقة وعزلها. ومع تراكم المواد على (أو داخل) وسط الترشيح، يتم تقييد تدفق الزيت تدريجيًا. يتطلب ذلك استبدالًا دوريًا لعنصر الفلتر (أو الفلتر بأكمله، إذا لم يكن العنصر قابلاً للاستبدال بشكل منفصل).

خرطوشة وتدور على

عنصر مرشح ورق بديل لـ JCB

كانت مرشحات زيت المحرك المبكرة مصنوعة من خرطوشة (أو عنصر قابل للاستبدال)، حيث يحتوي الغلاف الدائم على عنصر مرشح أو خرطوشة قابلة للاستبدال. يتم تركيب الهيكل إما مباشرة على المحرك أو عن بعد مع أنابيب الإمداد والعودة التي تربطه بالمحرك. في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، تم تقديم تصميم فلتر الزيت الدوار: مبيت مستقل ومجموعة عناصر كان من المقرر فكها من حاملها، والتخلص منها، واستبدالها بأخرى جديدة. وهذا جعل تغيير الفلتر أكثر ملاءمة وربما أقل فوضى، وسرعان ما أصبح النوع السائد من مرشحات الزيت التي تقوم شركات صناعة السيارات في العالم بتركيبها. تم تقديم مجموعات التحويل للمركبات المجهزة في الأصل بمرشحات من نوع الخرطوشة. وفي تسعينيات القرن العشرين، بدأت شركات صناعة السيارات الأوروبية والآسيوية على وجه الخصوص في التحول لصالح بناء مرشح العناصر القابلة للاستبدال، لأنه يولد نفايات أقل مع كل تغيير للفلتر. وبالمثل، بدأت شركات صناعة السيارات الأمريكية في التحول إلى مرشحات الخرطوشة القابلة للاستبدال، ويتم توفير مجموعات التعديل التحديثي للتحويل من المرشحات الدوارة إلى مرشحات من نوع الخرطوشة للتطبيقات الشائعة. تختلف فلاتر زيت السيارات المتوفرة تجاريًا في تصميمها وموادها وتفاصيل بنائها. تلك المصنوعة من مواد اصطناعية بالكامل باستثناء أسطوانات التصريف المعدنية الموجودة بداخلها تكون أفضل بكثير وتدوم لفترة أطول من أنواع الورق المقوى/السليلوز/الورق التقليدية التي لا تزال سائدة. تؤثر هذه المتغيرات على فعالية المرشح ومتانته وتكلفته.

مرشحات زيت دراجة نارية على كاواساكي W175. القديم (يسار) والجديد (يمين).

مغناطيسي

تستخدم المرشحات المغناطيسية مغناطيسًا دائمًا أو مغناطيسًا كهربائيًا لالتقاط الجسيمات المغناطيسية الحديدية. من مميزات الترشيح المغناطيسي أن الحفاظ على الفلتر يتطلب ببساطة تنظيف الجزيئات من سطح المغناطيس. تحتوي ناقلات الحركة الأوتوماتيكية في المركبات في كثير من الأحيان على مغناطيس في وعاء السائل لعزل الجزيئات المغناطيسية وإطالة عمر مرشح السوائل من نوع الوسائط. تقوم بعض الشركات بتصنيع مغناطيسات يتم تثبيتها على الجزء الخارجي من مرشح الزيت أو سدادات التصريف المغناطيسية - التي تم اختراعها وعرضها لأول مرة للسيارات والدراجات النارية في منتصف ثلاثينيات القرن العشرين - للمساعدة في التقاط هذه الجزيئات المعدنية، على الرغم من وجود جدل مستمر حول مدى فعاليتها. من مثل هذه الأجهزة.

الترسيب

يسمح مرشح الترسيب أو طبقة الجاذبية للملوثات الأثقل من الزيت بالاستقرار في قاع الحاوية تحت تأثير الجاذبية.

نابذة

منظف ​​الزيت بالطرد المركزي هو جهاز ترسيب دوار يستخدم قوة الطرد المركزي بدلاً من الجاذبية لفصل الملوثات عن الزيت، بنفس الطريقة مثل أي جهاز طرد مركزي آخر. يدخل الزيت المضغوط إلى مركز الهيكل ويمر إلى دوار الأسطوانة ليدور بحرية على المحمل والختم. يحتوي الدوار على فوهتين نفاثتين تم ترتيبهما لتوجيه تيار من الزيت إلى الغلاف الداخلي لتدوير الأسطوانة. ثم ينزلق الزيت إلى أسفل جدار المبيت، تاركًا ملوثات الزيت الجسيمية ملتصقة بجدران المبيت. يجب تنظيف السكن بشكل دوري، وإلا سوف تتراكم الجزيئات إلى سمك يمنع الأسطوانة من الدوران. في هذه الحالة، سيتم إعادة تدوير الزيت غير المفلتر. مزايا جهاز الطرد المركزي هي: (أ) أن الزيت المنظف يمكن أن ينفصل عن أي ماء يستقر في القاع، لأنه أثقل من الزيت، ويمكن تصريفه (شريطة ألا يكون أي ماء مستحلب مع الزيت)؛ و(2) احتمال تعرضها للحجب أقل بكثير من المرشح التقليدي. إذا كان ضغط الزيت غير كاف لتدوير جهاز الطرد المركزي، فيمكن بدلاً من ذلك تشغيله ميكانيكيًا أو كهربائيًا.

ملاحظة: توصف بعض المرشحات العرضية بأنها مرشحات طرد مركزي ولكنها ليست أجهزة طرد مركزي حقيقية؛ بدلاً من ذلك، يتم توجيه الزيت بطريقة تجعل هناك دوامة طرد مركزي تساعد الملوثات على الالتصاق بالجزء الخارجي من الفلتر.

كفاءة عالية (HE)

مرشحات الزيت عالية الكفاءة هي نوع من المرشحات الالتفافية التي يُقال إنها تسمح بفترات زمنية طويلة لتصريف الزيت. تحتوي فلاتر الزيت HE عادةً على مسام يبلغ حجمها 3 ميكرومتر، وهو ما أظهرت الدراسات أنه يقلل من تآكل المحرك. تمكنت بعض الأساطيل من زيادة فترات التصريف الخاصة بها حتى 5-10 مرات.