Алгебра и гармония фильтров «Колан»

Сегодня мы продолжаем разговор о полтавских масляных фильтрах «КОЛАН», начатый в №3/2001. В них есть «изюминка» - дополнительная фильтрующая штора из нетканого материала вблизи перепускного клапана. Родословная сего изделия полна противоречий…
Что есть истина?
Судите сами: АО «ГАЗ» в Руководствах по эксплуатации к автомобилям «Волга», «Газель» и «Соболь» с двигателями ЗМЗ-406 предписывает использовать фильтры производства НТП «КОЛАН». И подчеркивает: «Применение масляных фильтров других марок, в т.ч. зарубежных, не предусмотрено» <конец цитаты>.
И вдруг осенью прошлого года в одном из изданий появляется негативная публикация об этих изделиях. Она вносит смятение в умы водителей и сервисников, ибо противоречит заводской инструкции.
И, наконец, в марте сего года свой вердикт выносит журнал «Автомобиль и Cервис»: рекомендации АО «ГАЗ» являются обоснованными, что подтверждено результатами многочисленных испытаний и данными НАМИ.
Итог этих дебатов оказался весьма любопытным: специалисты НТП «КОЛАН» получили приглашение выступить на Международной конференции FILTECH EUROPA, которая будет проводиться 16-18 октября 2001 года в Дюссельдорфе.
Мы же решили продолжить изучение фильтров «КОЛАН» - как теоретически, так и практически. Выражаясь словами пушкинского персонажа - «поверить алгеброй гармонию».
Алгебра фильтрации
Лет десять тому назад фраза типа «…повышение надежности двигателей дает большой экономический эффект в народном хозяйстве…» никого не удивила бы. Но время сместило экономические акценты из абстрактного народного хозяйства (с его бездонными закромами) в область интересов конкретного потребителя.
Однако само понятие «надежность» не изменилось. Теория надежности двигателей все так же основывается на общей теории надежности машин. Применительно к автомобильным двигателям она изучает и систематизирует закономерности возникновения, предупреждения и устранения отказов с целью минимизации затрат на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт этих силовых агрегатов.
Управление надежностью является одним из основных элементов в системе TQM (Total Quality Management - всеобщее управление качеством). Оно основано на быстром и достоверном выявлении «узких мест», совершенствовании конструкции и технологии их изготовления, улучшении условий эксплуатации и повышении качества ремонтов.
Не последнюю роль в повышении надежности играет правильно подобранный масляный фильтр. Мы уже упоминали в №№ 3/2000 и 7/2001 о «вкладе» абразивного износа в общий ресурс двигателя. Настало время поговорить об этом подробнее.
Эффективность системы очистки масла и фильтров определяется в основном следующими факторами:
• тонкостью отсева;
• полнотой (коэффициентом) отсева j;
• грязеемкостью;
• интенсивностью очистки (произведением коэффициента отсева на расход масла через очиститель в единицу времени) j•m;
• концентрацией загрязняющих примесей в масле.
Не вдаваясь в подробности теории расчета фильтровальных систем, учитывающие сложный характер движения жидкости в пористой среде, оценим надежность защиты пар трения двигателя при использовании различных схем очистки масла.
Коэффициент отсева j системы очистки, состоящей из одного полнопоточного фильтра, определяется эффективностью фильтрующей шторы:
jS = jппф . (1)
Общий (суммарный) коэффициент отсева комбинированной системы очистки масла, включающий полнопоточный и частично-поточный фильтр, определяется суммой произведений коэффициентов очистки на доли расхода масла:
jS=jппфmппф+jчпфmчпф , (2)
где jппф и jчпф - коэффициенты отсева полнопоточного и частично-поточного фильтров соответственно;
mппф и mчпф - доли расхода масла через полнопоточный и частично-поточный фильтры.
Для особо увлеченных читателей приводим формулу надежности защиты любых пар трения двигателя от загрязняющих примесей:

При наличии в двигателе двух фильтров (полнопоточного и частично-поточного) уравнение (3) примет вид:

в формулах (3) и (4):
jФ1 и jФ2 - коэффициенты отсева первым и вторым фильтром, соответственно;
mптi и mФ2 - доли общего количества масла, расходуемого через i-ю пару трения и второй фильтр;
gптi - доля общего количества примесей, поступающих в данную пару трения с маслом, подаваемым масляным насосом;
c - коэффициент перепуска масла через клапан полнопоточного фильтра.
А теперь оценим надежность защиты пар трения при отрицательных температурах для двух случаев:
• при использовании полнопоточных масляных фильтров традиционной конструкции с тонкостью отсева 40 мкм;
• при использовании фильтров «КОЛАН» с тонкостью отсева основного полнопоточного элемента 40 мкм и тонкостью отсева дополнительного фильтрующего элемента перепускного клапана 100 мкм.
Гармония
Полученная в результате расчетов зависимость надежности от температуры (см. рисунок) наглядно демонстрирует преимущества фильтров «КОЛАН» перед «коллегами» (вспомним холодные пуски!).
Значит, фильтры «КОЛАН» хороши для зимних условий эксплуатации? Безусловно, но это еще не все. Расчетные значения надежности защиты пар трения не учитывают всех реалий эксплуатации - например, резкого нажатия на педаль газа, влекущего увеличение расхода масла через фильтр, или загрязнения шторы, заставляющего значительную часть масла идти через перепускной клапан в обход шторы.
Тут-то и предъявляет свои козыри дополнительный фильтрующий элемент перепускного клапана: куда бы ни направлялось масло в указанных случаях, оно гарантированно пройдет очистку. Таким образом, в реальных условиях эксплуатации надежность защиты пар трения двигателя с обычным фильтром может уменьшиться, а с «колановским» она останется неизменной и весьма близкой к расчетной.
Как мы фильтры резали
Однако «теория без практики мертва». Поэтому мы посетили несколько московских сервисов, обслуживающих автомобили с двигателями ЗМЗ-4062.10 и 4063.10. Цель была проста: разрезать использованные фильтры и оценить состояние их «начинки».
Поработавший фильтр останется чистым в двух случаях. Во-первых, при стерильных внутренностях мотора и столь же чистом масле, чего при работе двигателя просто не бывает. Во-вторых - при плохом фильтре, не выполняющем своих функций.
Мы разрезали полтора десятка бывших в употреблении фильтров. «КОЛАН» оправдал ожидания: извлеченная штора покорно собирала грязь, а дополнительный элемент не пропускал загрязняющие частицы обратно в двигатель при открытом перепускном клапане.
Но лучше один раз увидеть, чем десять раз услышать или прочитать. Поэтому мы предлагаем взглянуть на фотографии - на них хорошо видны результаты работы полтавских фильтров. Особенно впечатляет стружка, оставшаяся в фильтре после первой тысячи километров пробега нового «Соболя». Не будь у перепускного клапана дополнительного фильтрующего элемента, она могла бы спокойно уйти назад в масляную магистраль. Ай да «КОЛАН»…
Заключение
Заканчивая статью, поделимся новостями. Для владельцев автомобилей с двигателями ЗМЗ-402 полтавчане создали переходник для крепления фильтров «КОЛАН» 2101С-1012005-НК-2 взамен штатного фильтра со сменным элементом.
Кроме того, НТП «КОЛАН» разработало масляный фильтр с повышенным ресурсом для дизелей «Штайер» (ГАЗ-560), который рекомендует устанавливать также на «газели» и «соболи».
Не забыты и «жигули». Полтавчане теперь выпускают несколько типоразмеров фильтров, различающихся габаритами, что позволяет рекомендовать их владельцам как переднеприводных, так и классических моделей ВАЗ.


Партнеры:
  • Склады до 380 м2, офисы. Недорого: складские услуги.