فیلتر روغن خودرو چیست؟ نحوه عملکرد آن

نقش فیلتر روغن چیست؟

وظیفه اصلی فیلتر روغن، پاکسازی روغن موتور در حین گردش آن در اجزای موتور است. این فرایند از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا روغن تمیز، عملکرد روان و کارآمد دستگاه را تضمین می‌کند، سایش و پارگی قطعات را کاهش می‌دهد و از تجمع رسوبات مضر جلوگیری می‌کند.

یک فیلتر روغن کارآمد، طیف گسترده‌ای از آلودگی‌ها مانند گرد و غبار، براده‌های فلزی و محصولات احتراق را پیش از رسیدن به موتور، به دام می‌اندازد.
کیفیت یک فیلتر روغن اغلب با سه معیار سنجیده می‌شود:

• راندمان: این شاخص، توانایی فیلتر در مسدود کردن آلودگی‌های ذره‌ای با اندازه‌های مشخص را نشان می‌دهد که با اندازه ذرات تعیین می‌شود. عدد میکرون کمتر نشان‌دهنده دقت بالاتر در فیلتر کردن ذرات ریزتر است. این ذرات ریز اغلب مضرترین ذرات برای قطعات موتور هستند. اندازه‌گیری استاندارد در آزمون‌ها، کارایی در اندازه ۲۰ میکرون است.
• ظرفیت: این عبارت به مقدار آلودگی‌هایی که یک فیلتر می‌تواند قبل از اشباع شدن، در خود جای دهد، اشاره دارد. ظرفیت بالاتر فیلتر روغن امکان جذب آلودگی‌های بیشتری را در بازه‌های زمانی طولانی‌تر فراهم می‌کند و در نتیجه، از موتور خودرو برای مسافت‌های طولانی‌تر محافظت می‌کند.
• محدودیت جریان: این اصطلاح که با عنوان دبی جریان نیز شناخته می‌شود، میزان سهولت عبور روغن از فیلتر را اندازه‌گیری می‌کند. سرعت جریان مناسب روغن بسیار مهم است زیرا اطمینان حاصل می‌کند که روانکاری موتور به بهترین شکل ممکن انجام می‌شود و هیچ مانعی در گردش روغن وجود ندارد.

ساختار فیلترهای پیچی (Spin-on)

فیلتر روغن پیچی ابزاری برای تصفیه روغن است که از چندین جزء تشکیل شده و به‌صورت هماهنگ عمل می‌کنند تا موتور را از آلودگی‌های مضری که در روغن وجود دارند، محافظت کنند. هر جزء در فرآیند فیلترینگ وظیفه مشخصی بر عهده دارد که عبارتند از:

1- پوسته فولادی

این محفظه فلزی، فیلتر را در خود جای داده است. این محفظه باید آنقدر قوی باشد که بتواند فشار و تغییرات دمایی محیط موتور را تحمل کند.

این پوسته، عنصر فیلتر را محافظت می‌کند و نقش بسیار مهمی در کنترل جریان روغن ایفا می‌کند. در انتهای باز این پوسته، یک صفحه پایه رزوه‌دار قرار دارد که تمام اجزای داخلی فیلتر را به طور ایمن در جای خود نگه می‌دارد.

پایه این قطعه به گونه‌ای طراحی شده است که دارای ورودی و خروجی‌هایی است. این ورودی‌ها و خروجی‌ها، جریان روغن را به سمت فیلتر هدایت کرده و سپس روغن تصفیه شده را به موتور باز می‌گردانند.

در فیلترهای پیچی، این پوسته فولادی به عنوان یک واحد یکپارچه عمل می‌کند که تمام اجزای فیلتر را در خود جای می‌دهد. در فیلترهای کارتریجی، طراحی کمی متفاوت است.

بر روی بلوک موتور، یک محفظه دائمی وجود دارد که به طور مستقیم پیچ شده و به عنوان پوسته عمل می‌کند.

در فیلترهای روغن کارتریجی، محفظه خارجی در هنگام سرویس‌کاری تعویض نمی‌شود. در عوض، تنها کارتریج داخلی که حاوی عنصر فیلتر است، با یک کارتریج جدید جایگزین می‌شود.

2- شیر ایمنی

شیر ایمنی به منظور جلوگیری از قحطی روغن در موتور طراحی شده است. اگر فیلتر روغن مسدود شود یا روغن بیش از حد سرد و غلیظ گردد، شیر ایمنی باز می‌شود و اجازه می‌دهد تا روغن بدون فیلتر به جای اینکه جریان آن کاملاً مسدود شود، در موتور گردش کند. بهتر است روغن بدون فیلتر به موتور برسد تا اینکه هیچ روغنی به آن نرسد.

3- مجموعه فیلتر عنصری (رسانه، هسته‌ها، درپوش‌های انتهایی)

بخش اصلی و کلیدی در یک فیلتر روغن چرخشی، مجموعه عنصر فیلتر است که از یک محیط فیلتر (یا واسطه فیلتراسیون)، یک هسته (فولادی یا نایلونی) و دو سرپوش تشکیل شده است.

فیلتر، قلب اصلی فرآیند فیلتراسیون است که در آن عمل تصفیه به طور واقعی انجام می‌شود. این فیلتر از یکی از مواد زیر ساخته می‌شود که بر کارایی و ظرفیت فیلتر تأثیر می‌گذارد.

• سلولز سنتی: این ماده، تعادلی میان کارایی و ظرفیت ایجاد می‌کند و برای خودروهایی که از استانداردهای معمول پیروی کرده و نیازمند تعویض روغن در فواصل زمانی مشخص هستند، مناسب است.
• مخلوط مصنوعی: کارایی فیلتراسیون را بهبود می‌بخشد بدون آنکه ظرفیت فیلتر را تحت تاثیر قرار دهد.
• کاملاً سنتتیک: این روغن موتور کارایی و ظرفیت بالایی دارد و برای کاربردهای سنگین، وسایل نقلیه تجاری، موتورهای پرقدرت و تعویض روغن با فاصله زمانی بیشتر، بسیار مناسب است.

طراحی فیلتراسیون اغلب شامل چین‌خوردگی‌هایی است که سطح تماس با هوا را در فضایی محدود افزایش می‌دهند. با این حال لازم به ذکر است که کیفیت و جنس خود فیلتر از تعداد چین‌خوردگی‌های آن اهمیت بیشتری دارد.

هسته فولادی و نایلونی به عنوان ستون اصلی عمل می‌کند و به فیلتر پلیسه‌ای استحکام و پایداری می‌بخشد و از فرو ریختن آن تحت فشار جلوگیری می‌کند.

درپوش‌های انتهایی، از فیلتر پشتیبانی کرده و فضایی را برای جریان روغن ایجاد می‌کنند. این درپوش‌ها می‌توانند از مواد مختلفی ساخته شوند.

4- سوپاپ ضد بازگشت روغن

موتورهای مدرن برای عملکرد مناسب خود هنگام روشن شدن نیازمند تأمین سریع روغن هستند. این سوپاپ با جلوگیری از خروج روغن از فیلتر هنگام خاموش بودن موتور، نقش مهمی ایفا می‌کند.

این ویژگی تضمین می‌کند که مقدار کافی روغن برای روان‌کاری به محض روشن شدن مجدد موتور آماده باشد و اصطکاک و سایش قطعات را به حداقل برساند.

سوپاپ ضد بازگشت روغن در انواع مختلفی از مواد ساخته می‌شود. سوپاپ‌های نیتریلی معمولاً در فیلترهای استاندارد استفاده می‌شوند، اما این نوع سوپاپ‌ها در معرض گرمای بیش از حد ممکن است شکننده شوند و ترک بخورند.

فیلترهایی با سوپاپ‌های سیلیکونی، عملکرد بهتری دارند این نوع فیلترها در برابر مشکلات ناشی از گرما مقاومت بیشتری نشان می‌دهند و حداکثر حفاظت از موتور را ارائه می‌کنند.

5- واشرها و آب‌بندها

وظیفه اصلی یک واشر ایجاد یک آب‌بندی محکم بین فیلتر و بلوک موتور است. این کار از نشت روغن موتور جلوگیری می‌کند، زیرا نشت روغن می‌تواند منجر به کمبود روان‌کاری و آسیب به موتور شود.

اگرچه واشرها برای دوام در طول عمر فیلتر روغن طراحی شده‌اند، اما ممکن است با گذشت زمان فرسوده شوند یا در حین نصب آسیب ببینند.

بررسی واشرها هنگام تعویض فیلتر روغن بسیار ضروری است. اگر واشرها ترک خورده یا فرسوده به نظر می‌رسند، باید تعویض شوند تا از نشت روغن جلوگیری شود.

ساختار فیلترهای روغن کارتریجی

فیلترهای روغن کارتریجی فقط شامل عنصر فیلتر (مدیای فیلتری) و واشرها یا اورینگ‌های مورد نیاز هستند و فاقد بدنه یا محفظه می‌باشند.

این طراحی توسط چندین خودروساز به کار گرفته شده است تا وزن کلی خودرو را کاهش داده و میزان اجزای قابل بازیافت آن را افزایش دهند.

• محفظه دائمی: به بلوک موتور پیچ می‌شود.
• عنصر فیلتر قابل تعویض: مشابه مدیای فیلتری در فیلترهای روغن پیچی، وظیفه جذب آلودگی‌ها را بر عهده دارد. تنها عنصر فیلتر قابل تعویض درون محفظه نیاز به تعویض دارد، درحالی‌که خود محفظه روی موتور باقی می‌ماند.
• سوپاپ بای‌پس: این سوپاپ که درون محفظه فیلتر قرار دارد، عملکردی مشابه سوپاپ اطمینان در فیلترهای پیچی دارد. هنگامی که فیلتر مسدود شود، این سوپاپ جریان روغن را حفظ می‌کند.

نحوه عملکرد فیلترهای روغن

هنگامی که موتور روشن است، روغن به گردش درمی‌آید و از طریق ورودی‌ها وارد فیلتر می‌شود. سپس روغن به سمت مدیای فیلتری هدایت شده و از آن عبور می‌کند.

مدیای فیلتر، آلودگی‌هایی مانند گرد و غبار، براده‌های فلزی و محصولات جانبی احتراق را هنگام عبور روغن جذب می‌کند. روغن تمیز از طریق خروجی مرکزی فیلتر خارج شده و دوباره به موتور بازمی‌گردد.

در شرایطی که فیلتر روغن مسدود شده یا روغن بیش از حد غلیظ است و نمی‌تواند از مدیا عبور کند، سوپاپ فشار شکن فعال می‌شود.

این بای‌پس اجازه می‌دهد روغن تصفیه‌نشده به جریان خود ادامه داده و به موتور برسد. سوپاپ ضد بازگشت نیز اطمینان می‌دهد که روغن به عقب جریان پیدا نکرده و از مناطق حیاتی موتور در زمان خاموش بودن موتور تخلیه نمی‌شود.

نشانه‌های خرابی فیلتر روغن

نشانه‌های متداول خرابی فیلتر روغن شامل موارد زیر است:

• کاهش عملکرد موتور به دلیل محدود شدن جریان روغن ناشی از فیلتر مسدود
• صداهای غیرعادی از موتور مانند صدای تیک‌تیک یا ساییدگی
• نشت روغن در اطراف محل نصب فیلتر
• روشن شدن چراغ هشدار فشار روغن روی داشبورد
• تیره یا کثیف شدن روغن با وجود تعویض منظم روغن
• داغ شدن موتور به دلیل روان‌کاری ناکافی
• کاهش راندمان مصرف سوخت
• وجود ذرات فلزی در روغن
• تولید دود بیش از حد از اگزوز

سخن پایانی

فیلتر روغن خودرو یکی از اجزای حیاتی سیستم روان‌کاری موتور است که وظیفه حذف آلودگی‌ها، براده‌های فلزی و محصولات جانبی احتراق از روغن را بر عهده دارد.

این فرآیند تضمین می‌کند که روغن تمیز به قطعات متحرک موتور برسد، اصطکاک و سایش را کاهش داده و عمر مفید موتور را افزایش دهد.

طراحی‌های پیشرفته فیلترهای روغن، از جمله استفاده از سوپاپ‌های ضد بازگشت و بای‌پس، عملکرد بهینه در شرایط مختلف رانندگی را فراهم کرده‌اند.

انتخاب و نگهداری مناسب فیلتر روغن، از جمله تعویض به‌موقع و استفاده از فیلترهای باکیفیت، نقشی اساسی در حفظ کارایی و سلامت موتور دارد.

چقدر با اهمیت فیلتر روغن در سلامت موتور آشنا هستید؟ چند وقت یک‌بار فیلتر روغن خودروی خود را تعویض می‌کنید؟ به نظر شما فیلترهای روغن کوچک‌تر می‌توانند عملکردی برابر یا بهتر از فیلترهای بزرگ‌تر داشته باشند؟ منتظر نظرات شما در بخش کامنت ها هستیم.

سوالات متداول

آیا فیلتر کوچک‌تر روغن کمتری جریان می‌دهد؟

خیر جریان روغن توسط شرایط عملکرد موتور کنترل می‌شود، نه اندازه فیلتر. پیشرفت‌های حاصل در طراحی فیلتر و مدیای فیلتری این امکان را فراهم کرده است که فیلترهای کوچک‌تر بتوانند عملکردی برابر یا حتی بهتر از فیلترهای بزرگ‌تر ارائه دهند.

آیا می‌توان از یک فیلتر روغن برای چندین نوع خودرو استفاده کرد؟

خیر هر خودرو نیاز به فیلتر خاص خود دارد که با مشخصات موتور و سیستم روان‌کاری آن هماهنگ باشد. استفاده از فیلتر نامناسب ممکن است به موتور آسیب برساند.

آیا تغییر کیفیت روغن مصرفی نیاز به تغییر فیلتر روغن دارد؟

بله در صورت استفاده از روغن‌های با ویسکوزیته یا ترکیب متفاوت (مانند روغن‌های سینتتیک)، ممکن است به فیلتر روغنی نیاز باشد که با آن روغن سازگاری بهتری داشته باشد.

آیا استفاده از فیلتر روغن بی‌کیفیت می‌تواند باعث خرابی موتور شود؟

بله فیلتر بی‌کیفیت ممکن است نتواند ذرات و آلودگی‌ها را به درستی حذف کند، که این امر می‌تواند به فرسایش قطعات موتور و خرابی زودرس آن منجر شود.

آیا فیلتر روغن می‌تواند روی مصرف سوخت تأثیر بگذارد؟

بله فیلتر روغن مسدود یا بی‌کیفیت می‌تواند گردش روغن را دشوارتر کند و باعث افزایش بار موتور و در نتیجه مصرف سوخت بیشتر شود.

آیا فیلتر روغن خودرو در شرایط آب و هوایی خاص (گرما یا سرما) عملکرد متفاوتی دارد؟

بله در شرایط بسیار گرم، کیفیت مدیای فیلتری و واشرها اهمیت بیشتری پیدا می‌کند، و در سرما، فیلتر باید توانایی عبور روغن غلیظ را بدون محدودیت داشته باشد.

آیا سوپاپ ضد بازگشت روغن در تمامی فیلترها وجود دارد؟

خیر این سوپاپ معمولاً در فیلترهایی تعبیه می‌شود که در موقعیت‌هایی نصب می‌شوند که احتمال بازگشت روغن به کارتل وجود دارد. نبود این سوپاپ می‌تواند باعث تأخیر در روان‌کاری موتور هنگام استارت شود.

چگونه متوجه شویم که فیلتر روغن مسدود شده است؟

در بسیاری از خودروهای مدرن، چراغ هشدار فشار روغن روی داشبورد روشن می‌شود. همچنین افت عملکرد موتور یا صدای غیرعادی می‌تواند از نشانه‌های مسدود شدن فیلتر باشد.

آیا می‌توان فیلتر روغن را بدون تعویض روغن تغییر داد؟

این کار ممکن است، اما توصیه نمی‌شود. هنگام تعویض فیلتر روغن، مقداری از روغن تخلیه می‌شود و برای عملکرد بهینه بهتر است فیلتر و روغن هم‌زمان تعویض شوند.

آیا تعویض به‌موقع فیلتر روغن می‌تواند عمر موتور را افزایش دهد؟

بله تعویض منظم فیلتر روغن به حفظ روان‌کاری مناسب کمک می‌کند، که این امر می‌تواند از سایش زودرس قطعات موتور جلوگیری کرده و عمر آن را افزایش دهد.