Фильтры с повышенным ресурсом

Долговечность двигателей во многом зависит от качества и надежности систем очистки моторного масла. Для современных двигателей требуемое качество очистки масла должно достигать номинальной (95%) тонкости фильтрации частиц размером не более 25 мкм. В то же время для повышения конкурентоспособности двигателей на рынке необходимо снижать расходы на их эксплуатацию. Одним из таких путей снижения расходов является увеличение сроков «жизни» фильтрующих элементов. Традиционные фильтровальные материалы на основе целлюлозы свой потребительский ресурс практически исчерпали.

Рис. 1. Поверхность фильтрующей шторы элемента из синтетического материала после разрушения поршня в двигателе: а) – со стороны входа неочищенного масла

Управление Главного конструктора ЯМЗ ведет постоянный поиск новых альтернативных фильтровальных материалов и технологий. В середине 1990-х годов новый фильтрующий элемент (ФЭ) для тонкой очистки масла прошел требуемый комплекс испытаний, включая эксплуатационные, и допущен к применению на двигателях ЯМЗ. Оригинальность конструкции элемента заключается в использовании в качестве фильтровального материала иглопробивного полиэфирного нетканого полотна и отказе от применения при сборке элемента клеев-пластизолей, существенно влияющих на качество и надежность ФЭ.

При толщине материала 2,7±0,2 мм преобладает объемный механизм фильтрации (в отличие от бумажных фильтровальных материалов, при использовании которых в основном действует поверхностный механизм), это позволило увеличить ресурс до засорения ФЭ в 2...2,5 раза по сравнению с бумажными аналогами с сохранением при этом качества очистки моторного масла. Номинальная тонкость отсева этих ФЭ на уровне 35...40 мкм.

Повышение ресурса до засорения позволило в свою очередь продлить срок смены ФЭ до 1000 часов (50 000 км) работы двигателя (по результатам эксплуатационных испытаний двигателей ЯМЗ-7511.10 на автомобилях МАЗ). Исключение из конструкции ФЭ клеев-пластизолей позволило существенно упростить процесс сборки элементов и соответственно снизить трудоемкость их изготовления. На первом этапе элементы были рекомендованы для применения на особо сложных и дорогих двигателях ЯМЗ, включая ЯМЗ-7Э846, устанавливаемых на автомобили КамАЗ для участия в гонках «Париж – Дакар». В сложнейших условиях гонок элементы подтвердили свои высокие качество и надежность.

б) – со стороны выхода очищенного масла

Значительное количество загрязнений на внешней поверхности фильтрующей шторы (кварц, металлические частицы от изнашиваемых деталей двигателя), обнаруживаемых после гонок при ревизии двигателей, не сказывалось на работоспособности основных пар трения двигателей, несмотря на высокий уровень форсирования. Машины успешно завершали гонку.

Особенно эффективно проявили свои потребительские качества новые ФЭ при аварийных отказах двигателей. На рис. 1 показано состояние поверхности фильтрующей шторы элемента из синтетического полотна после разрушения поршня в двигателе ЯМЗ-238Д, работающего в составе автопоезда автомобиля МАЗ. Несмотря на сильное засорение шторы ФЭ продуктами разрушения фильтр сохранил свою пропускную способность, перепускной клапан не открылся, что подтвердилось удовлетворительным состоянием вкладышей коренных подшипников коленчатого вала (рис. 2) и всех пар трения.

Промышленное производство фильтрующих элементов из нового материала, 840.1012040-15 (рис. 3), освоено на СОАО «ДИФА» в г. Гродно Республики Беларусь (маркировка завода-изготовителя М5203). С мая текущего года Ярославский моторный завод перешел на комплектацию этими фильтрующими элементами всех вновь собираемых двигателей.