فیلتر هواکش روغنی چیست و چرا با فیلتر خشک جایگزین شد؟
فیلتر هواکش روغنی (Oil Bath Air Cleaner) نوعی فیلتر هوای ورودی موتور است. این فیلتر با یک مخزن روغن و یک توری فلزی یا الیافی آغشته به روغن، گردوغبار را از هوا جدا می‌کند. در تراکتورهای زنجیری سنگین دست‌کم از اوایل دهه ۱۹۳۰ به کار می‌رفت. از دهه ۱۹۵۰، آزمایش‌ها نشان دادند فیلتر خشک ذرات ریز را بهتر می‌گیرد و جایگزینی شروع شد.
هنوز هم روی برخی تراکتورها و ماشین‌آلات قدیمی فیلتر روغنی دیده می‌شود. این مقاله توضیح می‌دهد این فیلتر از چه اجزایی ساخته شده، چطور کار می‌کند، دقیقاً در کجا از فیلتر خشک عقب می‌ماند و اگر دستگاهتان چنین فیلتری دارد، چه چیزهایی را باید در دفترچه آن بررسی کنید.
تهرانبیل مکانیکی تیراژهنوع آگهی: فروش
تبریزبیل بکهو هیدروتک آرمان لودرنوع آگهی: فروش
تهرانفروش لودر و بیل شانتویی مدل 2026قیمت: 20,000,000,000 تومان
میناببیل بکهوقیمت: 2,300,000,000 تومان
قروهبیل بکهو لودرنوع آگهی: فروشاجزای فیلتر هواکش روغنی
یک فیلتر هوای روغنی معمولی این بخش‌ها را دارد:
کلاهک ورودی: هوا از اینجا وارد می‌شود. در برخی مدل‌ها یک پیش‌فیلتر هم روی آن نصب است.
لوله مرکزی: هوا را مستقیم به پایین، به سمت سطح روغن، می‌برد.
کاسه روغن: مخزن پایینی که روغن در آن است. خط نشانه سطح روغن روی همین کاسه است و لجن گردوغبار هم کف آن جمع می‌شود.
توری یا الیاف فیلتر: یک لایه فلزی یا الیافی بالای کاسه که با روغن خیس می‌شود و ذرات ریز را می‌گیرد.
بدنه و خروجی: هوای تصفیه‌شده را به منیفولد ورودی موتور می‌فرستد.
تفاوت فیلتر هوای روغنی با فیلتر روغن موتور
این دو را زیاد با هم اشتباه می‌گیرند:
فیلتر روغن موتور روغنی را تمیز می‌کند که در موتور می‌چرخد.
فیلتر هوای روغنی هوایی را تمیز می‌کند که وارد موتور می‌شود، و روغن فقط ابزار گرفتن خاک است.
روغن کاسه فیلتر هوا هیچ ربطی به مدار روانکاری موتور ندارد و جداگانه سرویس می‌شود.
فیلتر هوای روغنی چطور کار می‌کند؟
هوای آلوده از کلاهک ورودی وارد لوله مرکزی می‌شود و به سمت پایین می‌رود.
درست بالای سطح روغن، مسیر هوا ناگهان برمی‌گردد و رو به بالا می‌رود.
ذرات درشت و سنگین به خاطر اینرسی نمی‌توانند با هوا دور بزنند، به روغن می‌خورند و همان‌جا می‌مانند.
هوا موقع برگشتن مقداری روغن با خودش بالا می‌برد و از توری عبور می‌کند.
ذرات ریزتر به توری روغنی می‌چسبند. روغن اضافی همراه این ذرات به کاسه برمی‌گردد.
هوای تصفیه‌شده به منیفولد ورودی موتور می‌رود.
مراحل ۴ و ۵ به سرعت هوا بستگی دارند. وقتی هوا کند باشد، روغن کافی به توری نمی‌رسد. این همان نقطه‌ای است که بیشتر محدودیت‌های فیلتر روغنی از آن می‌آید.
منبع: Andrew Markel، «Oil Bath Air Filters»، نشریه Underhood Service، ۲۷ سپتامبر ۲۰۱۶.
سابقه استفاده در ماشین‌آلات سنگین
در مشخصات فنی Caterpillar Seventy-Five، تولید ۱۹۳۳ تا ۱۹۳۵، نوع هواکش موتور «Oil Bath» ثبت شده است . در مشخصات Caterpillar D7، تولید ۱۹۴۰ تا ۱۹۵۴، هم همین نوع هواکش آمده است . پس فیلتر روغنی دست‌کم دو دهه روی تراکتورهای زنجیری سنگین کاترپیلار استاندارد بود.
مزیت فیلتر روغنی: در چه شرایطی ارزش داشت؟
شست‌وشوپذیری و نداشتن المان مصرفی. در بسیاری از مدل‌های قدیمی، توری فلزی شسته می‌شد و دوباره سر جایش می‌رفت. برای دستگاهی که دور از نمایندگی در معدن یا پروژه راهسازی کار می‌کرد، این یعنی نیازی به انبار کردن فیلتر یدکی نبود. فقط روغن و حلال شست‌وشو لازم بود.
دوام اثبات‌شده، به شرط سرویس درست. مقاله SAE سال ۱۹۵۹ فیلتر روغنی را قطعه‌ای مقاوم و امتحان‌پس‌داده توصیف می‌کند که برای کشاورزانی که درست سرویسش می‌کردند، خوب کار کرده بود (Siemens و Weber، SAE 590026).
محدودیت این مزیت: هر دو مزیت به سرویس منظم و دقیق وابسته‌اند. فیلتری که شسته می‌شود ولی روغنش در سطح درست نیست یا لجنش تخلیه نشده، هم «قابل استفاده مجدد» است و هم خاک را به موتور می‌رساند. همان مقاله SAE یکی از هدف‌های طراحی فیلتر خشک را «سرویس آسان‌تر» ذکر کرده است.
محدودیت‌های فیلتر هواکش روغنی
راندمان پایین‌تر در ذرات ریز
در آزمایش‌های دانشگاه ایلینوی با گردوغبار ریز استاندارد (AC fine dust) و جریان هوای ثابت، راندمان فیلترهای روغنی به‌طور معناداری کمتر از فیلتر خشک بود. در همان مطالعه، موتور آزمایشی با فیلتر خشک به حداکثر قدرت بیشتری رسید تا با فیلتر روغنی. نسبت سوخت به هوا در هر دو حالت یکسان بود (Siemens و Weber، SAE 590026، ۱۹۵۹).
راهنمای Caterpillar هم در صفحه ۴ سند LEBW4969-07 راندمان فیلتر روغنی را با فیلتر خشک مقایسه می‌کند: [نقل‌قول دقیق یا عدد راندمان از صفحه ۴ سند].
افت راندمان در جریان هوای کم
فیلتر روغنی برای محدوده مشخصی از جریان هوا طراحی می‌شود. همان مطالعه SAE نشان داد که در جریان هوای کمتر از مقدار نامی، راندمان فیلتر روغنی پایین آمد، در حالی که راندمان فیلتر خشک بالا ماند. سند فنی Detroit Diesel هم همین را می‌گوید.
در عمل یعنی موتوری که ساعت‌ها درجا یا با بار کم کار می‌کند، از فیلتر روغنی‌اش کمترین حفاظت را می‌گیرد.
عواملی که راندمان را کم می‌کنند
طبق راهنمای Caterpillar (LEBW4969-07، صفحه ۴)، این دو عامل باعث کاهش راندمان فیلتر روغنی می‌شوند:
سطح روغن پایین‌تر از حد لازم
زاویه نصب نامناسب فیلتر
انتقال روغن به موتور (Oil Carry-over)
Oil Carry-over یعنی روغن کاسه همراه هوا وارد سیستم مکش موتور شود. در همان سند Caterpillar، دو علت برای این پدیده آمده است:
پر کردن بیش از حد کاسه روغن
جریان هوای بیشتر از ظرفیت طراحی فیلتر
Caterpillar هشدار می‌دهد که روغن منتقل‌شده می‌تواند به توربوشارژر و موتور آسیب بزند و حتی در سیلندر مثل سوخت بسوزد.
دقت کنید سطح روغن از هر دو طرف مهم است. کم بودنش راندمان را پایین می‌آورد و زیاد بودنش خطر ورود روغن به موتور را بالا می‌برد. برای همین «یک کم بیشتر بریزم که خیالم راحت باشد» در این فیلتر روش درستی نیست.
حساسیت به دمای محیط و غلظت روغن
گرفتن ذرات ریز و برگشتن روغن به کاسه به روانی روغن بستگی دارد. در سرما روغن غلیظ‌تر می‌شود و دیرتر در توری جریان پیدا می‌کند. روغن خیلی رقیق هم راحت‌تر با هوا کشیده می‌شود. به همین دلیل سازنده‌ها گرید روغن کاسه را بر اساس دمای کار مشخص می‌کنند.
سرویس وابسته به دقت اپراتور
فیلتر خشک را باز می‌کنید و المانش را عوض می‌کنید. ولی در فیلتر روغنی باید:
لجن را خالی کنید
کاسه و توری را بشویید
روغن را دقیقاً تا خط نشانه پر کنید
دو مورد از عوامل بالا، یعنی سطح روغن پایین و پر کردن بیش از حد، مستقیم خطای سرویس هستند. بنابراین کیفیت تصفیه در این فیلتر بیشتر از فیلتر خشک به دست کسی بستگی دارد که سرویسش می‌کند.
جمع‌بندی جدول: فیلتر روغنی فقط در صورتی قابل قبول کار می‌کند که جریان هوا در محدوده طراحی باشد، سطح روغن دقیق باشد و فیلتر درست نصب شده باشد. فیلتر خشک به هیچ‌کدام از این سه شرط حساس نیست.
فیلتر خشک از چه زمانی جای فیلتر روغنی را گرفت؟
همه اسناد زیر یک نوع شاهد نیستند. بعضی فقط استفاده را ثبت کرده‌اند، بعضی عملکرد را آزموده‌اند و بعضی نشانه گذار به فناوری خشک هستند:
پس آغاز گذار را باید حدود اواخر دهه ۱۹۵۰ دانست، وقتی آزمایش‌های مقایسه‌ای برتری فیلتر خشک را نشان دادند. اما هیچ‌کدام از این اسناد تاریخ دقیقی برای «پایان» فیلتر روغنی تعیین نمی‌کنند.
مقالات مفید.
تعمیر و نگهداریچرا لودر دود سیاه می‌کند؟ ۶ علت رایج که باید جدی بگیریداگر از اگزوز لودر دود سیاه خارج می‌شود، احتمالاً موتور سوخت را به‌درستی نمی‌سوزاند.
اما مشکل همیشه از موتور نیست؛ از فیلتر هوا گرفته تا انژکتور و توربو می‌تواند عامل این دود باشد.
دانستنی هاروغن موتور در ماشین‌آلات راهسازی و معدنی؛ انواع، ویسکوزیته، استانداردها و TBNروغن موتور یکی از مهم‌ترین سیالات مصرفی در موتورهای دیزلی ماشین‌آلات راهسازی و معدنی است و نقش اساسی در کاهش اصطکاک، سایش، اکسیداسیون و تشکیل رسوبات دارد. انتخاب روغن مناسب باید بر اساس نوع موتور، شرایط کاری، دمای محیط، نوع سوخت، سیستم‌های کنترل آلایندگی و الزامات سازنده موتور انجام شود. در این مقاله انواع روغن موتور، مفهوم ویسکوزیته و درجه SAE، استانداردهای API و ACEA و همچنین عدد بازی کل یا TBN به‌صورت فنی بررسی می‌شوند.جمع‌بندی
فیلتر هواکش روغنی فناوری شکست‌خورده‌ای نیست. چند دهه موتور تراکتورهای سنگین را سرپا نگه داشت، به شرطی که درست سرویس می‌شد. چیزی که آن را کنار زد، یک عیب منفرد نبود. فیلتر خشک بدون وابستگی به جریان هوا، سطح روغن و زاویه نصب، ذرات ریز را بهتر می‌گرفت. اگر دستگاهتان هنوز فیلتر روغنی دارد، کلید کار در دفترچه سرویس آن است، نه در یک نسخه عمومی.
منابع:
Andrew Markel, "Oil Bath Air Filters", Underhood Service, 27 Sep 2016. (مکانیزم عملکرد)
TractorData, Caterpillar Seventy-Five engine specifications. (استفاده ۱۹۳۳ تا ۱۹۳۵)
TractorData, Caterpillar D7 specifications. (استفاده ۱۹۴۰ تا ۱۹۵۴)
Carl W. Coblentz, Performance of a Donaldson Oil Bath Air Cleaner Model A 10574, NBS Report 4620, National Bureau of Standards (now NIST), 1956. https://www.nist.gov/publications/performance-donaldson-oil-bath-air-cleaner-model-10574 · DOI: https://doi.org/10.6028/NBS.RPT.4620 (آزمایش عملکرد؛ صفحه NIST چکیده‌ای از نتایج ندارد)
J. C. Siemens & J. A. Weber, "A Progress Report — Dry-Type Air Cleaners on Farm Tractors", SAE Technical Paper 590026, 1959. https://saemobilus.sae.org/papers/a-progress-report-dry-type-air-cleaners-farm-tractors-590026 (راندمان در گردوغبار ریز، جریان هوای کم، قدرت موتور، سرویس)
SAE Technical Paper on Donaclone, 1959. [عنوان، نویسنده، شماره مقاله و لینک] (توسعه فیلتر خشک چندمرحله‌ای)
Caterpillar, Application & Installation Guide – Air Intake Systems, LEBW4969-07, 2015, p. 4. https://emc.cat.com/pubdirect.ashx?media_string_id=LEBW4969-07.pdf (عوامل کاهش راندمان، علت‌های انتقال روغن، پیامدها، توصیه فعلی)
Detroit Diesel, (وابستگی راندمان به جریان هوا)
دیدگاه‌ها و امتیازها
برای ثبت دیدگاه با حساب راهساز وارد شوید.
اولین نفری باشید که دربارهٔ این مقاله می‌نویسد.