オイルフィルターの役割は何ですか？

の主な機能は、 オイルフィルター することです エンジンオイルが潤滑システムを循環する際に、エンジンオイルから有害な汚染物質を継続的に除去します。 — ほこり、金属粒子、炭素堆積物、すす、その他の破片が重要なエンジンコンポーネントに到達する前に捕捉します。フィルターはオイルをきれいに保つことで、ベアリング、ピストン、シリンダー壁の摩耗を防ぎます。腐食とスラッジの蓄積を軽減します。あらゆる動作条件下でエンジンの可動部品に一貫した高品質の潤滑を確実に供給します。オイルフィルターが機能していなければ、たとえ新鮮なオイルでも短期間の運転で有害な粒子の媒介となります。

通常の運転中にエンジンオイルが汚染される理由

オイルフィルターが何から保護しているのかを理解することは、なぜそれが不可欠であるかを説明するのに役立ちます。エンジン オイルは、循環中に単にきれいな状態を保つだけではなく、各動作サイクル中に複数の発生源から汚染物質を取り込みます。

• 金属摩耗粒子: 2 つの金属表面が互いに接触するたびに (ピストン リングがシリンダー壁に接触し、ベアリング ジャーナルがクランクシャフト表面に接触)、微細な金属片が摩耗します。これらの粒子はオイル中に浮遊しており、除去されないと摩耗を急激に加速させる研磨剤として機能します。
• 燃焼副生成物: 不完全燃焼により、すすや炭素粒子が発生し、ピストン リングを通過してクランクケースに吹き飛ばされます。これをブローバイと呼びます。これらの炭素質粒子はオイル中に持ち込まれ、濾過されないとスラッジの形成に寄与します。
• 外部の埃や汚れ： 浮遊粒子は空気取り入れ口を通って不完全なシールを通過してエンジンに入ります。エアフィルターを設置していても、時間の経過とともに細かい粉塵がオイルに到達します。
• 酸化および分解生成物: エンジンオイル自体は高温で化学的に劣化し、酸性化合物、ワニス、不溶性の酸化生成物を形成し、濾過せずに放置すると潤滑媒体を汚染します。
• 冷却液と燃料の汚れ: シールの磨耗や不完全燃焼により、オイルの冷却剤や燃料がわずかに希釈されると、水や未燃燃料が混入し、オイルの粘度が低下し、バクテリアの増殖や腐食が促進されます。

エンジンメーカーの調査によると、粒子のサイズ範囲は次のとおりです。 10～40マイクロメートル エンジンベアリングとバルブトレインコンポーネントに最も損傷を与えるのは、オイルフィルターメディアが最も効果的に捕捉するように設計されたサイズ範囲です。

オイルフィルターの5つの基本機能

汚染物質の除去とエンジンの保護

フィルタエレメント（通常はプリーツ状のセルロース、合成繊維、またはその両方の組み合わせ）は、オイルポンプからの圧力でオイルが通過する際に粒子を物理的に捕捉します。高品質のフルフロー オイルフィルターs 粒子を捕捉する 25～40マイクロメートル 標準構成では、高性能合成メディアフィルターが次のような小さな粒子を捕捉します。 15～20マイクロメートル 高効率で。フィルター媒体に捕捉されたすべての汚染物質は粒子であり、精密に機械加工されたクランクシャフト ベアリングのクリアランスには到達しません (通常、 0.025～0.075mm ) 直接的な摩耗による損傷を引き起こす可能性がある場合。

オイルの粘度と潤滑品質の維持

浮遊粒子はエンジン オイルのレオロジー特性を変化させ、予測が難しく、粘度調整剤による補正が困難な方法で実効粘度を増加させます。オイルフィルターはこれらの粒子を継続的に除去することにより、オイルが耐用年数を通じて設計された粘度グレードと流動特性を維持するのに役立ちます。粘度が一定であるということは、軸受表面上の油膜の厚さが一定であることを意味します。これは、油が金属間の接触を防ぐ基本的なメカニズムです。

エンジンの摩耗率の低減

オイルの清浄度とエンジンの摩耗率との関係は十分に文書化されています。トライボロジー (摩擦、潤滑、摩耗の科学) の研究では、次のことが一貫して証明されています。 潤滑油中の粒子濃度を 50% 減らすと、ベアリングの摩耗率を 30 ～ 50% 減らすことができます。 。オイル フィルターは、加速摩耗が発生するしきい値未満の粒子濃度を維持するための主要なメカニズムです。劣化したフィルターやフィルターが取り付けられていない状態で作動するエンジンでは、あらゆる測定基準にわたって、ベアリング、ピストン リング、シリンダー壁の摩耗率が著しく高いことがわかります。

スラッジの生成と堆積物の蓄積を防止

エンジンスラッジ（オイル通路、ギャラリー、内面に蓄積する濃厚なタール状の堆積物）は、オイルの酸化生成物、燃焼副生成物、水が高温で結合すると形成されます。スラッジの堆積によって小さな通路やギャラリー内のオイルの流れが制限されると、可変バルブ タイミング アクチュエーター、オイル ジェット、ターボチャージャー ベアリングなどの重要なコンポーネントの潤滑が不足します。オイルフィルターは、スラッジ形成の原因となる不溶性前駆物質を蓄積する前に除去し、スラッジの堆積速度を大幅に遅くし、オイル通路をきれいに保ちます。

安定したエンジン性能と燃費をサポート

きれいで適切に潤滑されたオイルで動作するエンジンは、汚染されたオイルで動作するエンジンよりも低い内部摩擦で動作します。摩擦が低いということは、機械的抵抗を克服して浪費されるエネルギーが少なくなることを意味し、燃料効率の向上とより安定した出力に直接つながります。エンジンメーカーのテストでは、オイルの清浄度を仕様内に維持することでエンジンの燃費向上に貢献できることが実証されています。 1～3% 同じエンジンを劣化した汚染されたオイルで運転する場合と比較してください。

オイルフィルターの仕組み: 内部部品とメカニズム

現代的なスピンオン オイルフィルター フィルター媒体自体以外にもいくつかのコンポーネントが含まれており、それぞれが特定の保護機能を果たします。

バイパスバルブ: 重要な安全機能

バイパス バルブは設計上の重要なトレードオフを表すため、特に注目に値します。フィルター媒体がひどく詰まった場合、または非常に冷たくて濃厚なオイルが暖まって薄くなる前に始動時にポンプで送り出される場合、フィルター全体の圧力降下がバイパスバルブの開口しきい値を超える可能性があります。 0.6 ～ 1.0 bar (9 ～ 15 psi) 。この時点でバルブが開き、オイルがフィルター媒体を通さずに直接エンジンに流れるようになります。

これは、エンジンにオイルがまったく供給されないのではなく、ろ過されていないオイルが供給されることを意味します。これは、オイル枯渇による致命的なエンジン故障を防ぐために必要な妥協です。ただし、このことは、メーカーが推奨する間隔でオイル フィルタを交換することの重要性を強調しています。バイパス モードで動作するフィルタは汚染から保護されません。

オイルフィルターの種類とその違い

いくつか オイルフィルター 設計はさまざまな車両タイプや用途にわたって使用されており、それぞれが異なる動作原理と性能特性を備えています。

• フルフロー (一次) フィルター: ほぼすべての乗用車に採用されている標準デザイン。すべてのエンジン オイルは、すべての回路でこのフィルターを通過します。圧力降下の問題を避けるために、高い汚れ保持能力と低い流量制限のバランスをとる必要があります。フルフローフィルターは大量の粒子を捕捉しますが、20μm 未満の最も微細な粒子を通過させる可能性があります。
• バイパスフィルター: メインオイル回路に並列に接続された補助フィルター。オイル流量のごく一部 (通常 10 ～ 15%) のみが通過します。通過する流量が少ないため、バイパスフィルターは非常に細かいフィルター媒体を使用でき、次のような小さな粒子を捕集します。 2～5マイクロメートル — メイン潤滑回路に問題となる制限を生じさせません。耐久性の高いディーゼル エンジンおよび延長されたドレン間隔アプリケーションで使用されます。
• 組み合わせ (フルフロー/バイパス) フィルター: フルフローろ過とバイパスろ過の両方を 1 つのハウジングに統合し、大量の粒子捕捉と超微細研磨ろ過の両方を 1 つのユニットで提供します
• カートリッジ（エレメント式）フィルター： エンジンブロックに取り付けられた固定キャニスターに収容された交換可能なフィルターエレメント。ハウジングは車両に取り付けられたままになります。紙または合成要素のみがサービス間隔で交換されます。サービス間隔ごとに発生する金属廃棄物が少ないため、スピンオンフィルターよりも環境に優しい
• 磁気フィルター/チップ検出器: オイル中の鉄金属粒子を引きつけて保持する永久磁石が含まれており、異常な金属摩耗の早期検出が重要である航空、船舶、および高性能用途で媒体濾過の補助として使用されます。

オイルフィルターの放置または故障による影響

オイルフィルターが詰まっている、故障している、またはオイルフィルターがない状態でエンジンを運転すると、摩耗が加速することから始まり、対処しなければ最終的に深刻なエンジン損傷につながる、進行性かつ累積的な影響が生じます。

1. 加速されたベアリング摩耗: オイル内を循環する金属粒子は、精密なベアリング表面に対する研磨剤として機能します。ベアリングのクリアランスが増加し、油圧が低下し、摩耗したメインベアリングまたはロッドベアリングの特徴的な「ノック」音が始まります。多くの場合、エンジンの再構築が必要な損傷を示しています。
2. シリンダー壁とピストンリングの摩耗: シリンダー壁を傷つける研磨粒子は、ブローバイの増加、オイル消費量の増加、圧縮の損失、出力の低下を引き起こします。これらはすべて、持続的な汚染損傷を受けたエンジンの症状です。
3. オイルギャラリーと通路の詰まり: 狭いオイル通路にスラッジや堆積物が蓄積し、ターボチャージャーのベアリング、カムシャフト ジャーナル、可変バルブ タイミング コンポーネント、およびピストン冷却オイル ジェットへの流れが制限されます。これらのコンポーネントは、存続のためにオイルの全流量に依存しています。
4. ターボチャージャーの故障: ターボチャージャーのシャフトベアリングは最高速度で回転します。 200,000RPM また、潤滑と冷却にはきれいな加圧オイルに完全に依存しています。オイルの流れの汚染または制限は、ターボチャージャーの早期故障の主な原因です。この修理には通常、車両の定期メンテナンス履歴全体の数倍の費用がかかります
5. 触媒コンバーターと排出システムの損傷: 不十分なオイルろ過によってエンジンの摩耗が促進されると、オイルの消費量と吹き抜けが増加し、排気流にオイル由来の化合物が導入され、触媒コンバーターの触媒が汚染され、酸素センサーが損傷します。

オイルフィルターの交換時期: いつ、そしてなぜ交換するのか

アン オイルフィルター オイル交換のたびに必ず交換する必要があります。この 2 つは切り離せないメンテナンス項目です。使用済みのフィルターを備えたエンジンに新しいオイルを取り付けると、すぐに古い媒体に捕捉された粒子で新しいオイルが汚染され始め、フィルターが既に容量に達している場合、フィルターがバイパス モードで動作する危険性があります。

ほとんどの乗用車の標準交換間隔は次のとおりです。 5,000～10,000kmごと 従来のオイルと 10,000～15,000kmごと 全合成油を使用 - 常に自動車メーカーの仕様に従ってください。短距離走行、粉塵の多い環境、牽引、または高性能運転などの厳しい使用条件で使用される車両には、オイルとフィルターの両方の劣化が促進されるため、間隔を短くすることでメリットが得られます。

オイル フィルターの交換にかかる費用は、エンジン修理費用のほんの一部で済むことを考えると、定期的なオイル フィルター交換は、 最も収益性の高いメンテナンス投資 あらゆる内燃機関車両に利用可能です。