อ่าน 3 นาที
ไส้กรองน้ำมันเครื่อง
ไส้กรองน้ำมันเครื่องเป็นอุปกรณ์กรองที่ออกแบบมาเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากน้ำมันเครื่องน้ำมันเกียร์น้ำมันหล่อลื่นหรือน้ำมันไฮดรอลิกการใช้งานหลักๆ...
ไส้กรองน้ำมันเครื่อง


ไส้กรองน้ำมันเครื่องเป็นอุปกรณ์กรองที่ออกแบบมาเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากน้ำมันเครื่องน้ำมันเกียร์น้ำมันหล่อลื่นหรือน้ำมันไฮดรอลิกการใช้งานหลักๆ คือในเครื่องยนต์สันดาปภายในสำหรับยานยนต์ (ทั้งบนถนนและนอกถนน) เครื่องบินรถไฟ เรือ และเครื่องยนต์แบบอยู่กับที่ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและปั๊มน้ำ ระบบไฮดรอลิกอื่นๆ ในยานยนต์ เช่นระบบเกียร์อัตโนมัติและระบบพวงมาลัยเพาเวอร์มักติดตั้งไส้กรองน้ำมันเครื่องด้วย เช่นกัน เครื่องยนต์ กังหันแก๊สเช่น เครื่องยนต์ในเครื่องบินเจ็ท ก็จำเป็นต้องใช้ไส้กรองน้ำมันเครื่องเช่นกัน ไส้กรองน้ำมันเครื่องถูกใช้ในเครื่องจักรไฮดรอ ลิกหลายประเภท อุตสาหกรรมน้ำมันเองก็ใช้ไส้กรองในการผลิตน้ำมัน การสูบน้ำมัน และการรีไซเคิลน้ำมัน ไส้กรองน้ำมันเครื่องสมัยใหม่มักจะเป็นแบบ "ไหลเต็ม" (แบบติดตั้งในแนวเดียวกัน) หรือ "แบบบายพาส"
ประวัติศาสตร์
เครื่องยนต์รถยนต์รุ่นแรกๆ ไม่มีตัวกรองน้ำมัน มีเพียงตะแกรงตาข่าย แบบง่ายๆ วางไว้ที่ ทางเข้า ปั๊มน้ำมัน เท่านั้น ส่งผลให้ต้องเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องบ่อยมาก ประกอบกับคุณภาพน้ำมันที่โดยทั่วไปต่ำ ตัวกรองน้ำมัน Purolatorเป็นตัวกรองน้ำมันตัวแรกสำหรับรถยนต์ ซึ่งได้ปฏิวัติวงการกรอง และยังคงผลิตอยู่จนถึงปัจจุบัน[ 1 ]ตัวกรอง Purolator เป็นตัวกรองแบบบายพาสโดยน้ำมันส่วนใหญ่จะถูกสูบจากอ่างน้ำมันไปยังชิ้นส่วนที่ทำงานของเครื่องยนต์โดยตรง ในขณะที่น้ำมันส่วนน้อยจะถูกส่งผ่านตัวกรองผ่านทางไหลที่สอง เพื่อกรองน้ำมันไปเรื่อยๆ[ 2 ]
ทางเลี่ยงและการไหลเต็มระบบ
การไหลเต็มที่
ระบบหล่อลื่นแบบไหลเต็ม (full-flow system) จะมีปั๊มที่ส่งน้ำมันหล่อลื่นที่มีแรงดันผ่านตัวกรองไปยังแบริ่งของเครื่องยนต์ จากนั้นน้ำมันจะไหลกลับลงสู่ถังพัก น้ำมันด้วยแรงโน้มถ่วง ในกรณีของ เครื่องยนต์แบบอ่าง น้ำมันแห้ง (dry sump engine) น้ำมันที่ไหลลงสู่ถังพักน้ำมันจะถูกดูดออกโดยปั๊มตัวที่สองไปยังถังน้ำมันสำรอง หน้าที่ของตัวกรองในระบบไหลเต็มคือการปกป้องเครื่องยนต์จากการสึกหรอเนื่องจากการเสียดสี
ทางเลี่ยง
ระบบกรองน้ำมันแบบบายพาสสมัยใหม่เป็นระบบรอง โดยน้ำมันที่ระบายออกจากปั๊มน้ำมันหลักจะส่งไปยังตัวกรองบายพาส จากนั้นน้ำมันจะไม่ไหลไปยังเครื่องยนต์ แต่จะไหลกลับไปยังอ่างน้ำมันหรือถังน้ำมัน จุดประสงค์ของบายพาสคือการมีระบบกรองรองเพื่อรักษาสภาพน้ำมันให้ดี ปราศจากสิ่งสกปรก เขม่า และน้ำ โดยสามารถดักจับอนุภาคขนาดเล็กได้มากกว่าการกรองแบบไหลเต็มระบบ ตัวกรองแบบไหลเต็มระบบยังคงใช้เพื่อป้องกันไม่ให้อนุภาคขนาดใหญ่เกินไปก่อให้เกิดการสึกหรอหรือการอุดตันอย่างรุนแรงในเครื่องยนต์ เดิมทีใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมที่มีความจุของน้ำมันมาก ซึ่งต้นทุนของการทดสอบวิเคราะห์น้ำมันและการกรองเพิ่มเติมเพื่อยืดระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันนั้นคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ ปัจจุบันตัวกรองน้ำมันแบบบายพาสกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในการใช้งานของผู้บริโภคทั่วไป[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] (สิ่งสำคัญคือบายพาสต้องไม่กระทบต่อการป้อนน้ำมันที่มีแรงดันภายในระบบไหลเต็มระบบ วิธีหนึ่งที่จะหลีกเลี่ยงการกระทบดังกล่าวคือการทำให้ระบบบายพาสเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์)
วาล์วระบายแรงดัน

ระบบหล่อลื่นแบบใช้แรงดันส่วนใหญ่จะมีวาล์วระบายแรงดันเกิน เพื่อให้น้ำมันไหลผ่านตัวกรองได้หากมีการอุดตันมากเกินไป เพื่อป้องกันเครื่องยนต์ขาดน้ำมัน การไหลผ่านตัวกรองอาจเกิดขึ้นได้หากตัวกรองอุดตันหรือน้ำมันข้นขึ้นเนื่องจากสภาพอากาศหนาวเย็น วาล์วระบายแรงดันเกินมักจะติดตั้งอยู่ภายในตัวกรองน้ำมัน ตัวกรองที่ติดตั้งในลักษณะที่น้ำมันมีแนวโน้มที่จะไหลออก มักจะมีวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ เพื่อกักเก็บน้ำมันไว้ในตัวกรองหลังจากดับเครื่องยนต์ (หรือระบบหล่อลื่นอื่นๆ) เพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันน้ำมันล่าช้าเมื่อระบบเริ่มทำงานอีกครั้ง หากไม่มีวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ น้ำมันที่มีแรงดันจะต้องไหลผ่านตัวกรองก่อนที่จะไหลไปยังชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องยนต์ ซึ่งอาจทำให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวสึกหรอเร็วขึ้นเนื่องจากขาดน้ำมันในช่วงแรก
ประเภทของไส้กรองน้ำมันเครื่อง
เครื่องกล
การออกแบบเชิงกลใช้ส่วนประกอบที่ทำจากวัสดุจำนวนมาก (เช่น เศษฝ้าย) หรือกระดาษกรอง แบบจีบ เพื่อดักจับและกักเก็บสิ่งปนเปื้อนที่แขวนลอยอยู่ เมื่อวัสดุสะสมบน (หรือใน) ตัวกรอง การไหลของน้ำมันจะถูกจำกัดลงเรื่อยๆ จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนไส้กรองเป็นระยะ (หรือเปลี่ยนตัวกรองทั้งหมด หากไม่สามารถเปลี่ยนไส้กรองแยกต่างหากได้)
ตลับหมึกและแบบหมุน

ตัวกรองน้ำมันเครื่องรุ่นแรกๆ นั้นมี โครงสร้าง แบบตลับ (หรือแบบเปลี่ยนไส้กรองได้ ) โดยมีตัวเรือนถาวรที่บรรจุไส้กรองหรือตลับที่เปลี่ยนได้ ตัวเรือนจะติดตั้งอยู่บนเครื่องยนต์โดยตรงหรือติดตั้งแยกต่างหากโดยมีท่อส่งและท่อคืนเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์ ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 ได้ มีการนำการออกแบบตัวกรองน้ำมันเครื่อง แบบหมุนมาใช้ ซึ่งเป็นชุดตัวเรือนและไส้กรองแบบครบชุดที่สามารถหมุนออกจากที่ยึด ทิ้ง และเปลี่ยนด้วยอันใหม่ได้ วิธีนี้ทำให้การเปลี่ยนไส้กรองสะดวกขึ้นและอาจทำให้เลอะเทอะน้อยลง และกลายเป็นตัวกรองน้ำมันเครื่องแบบหลักที่ติดตั้งโดยผู้ผลิตรถยนต์ทั่วโลกอย่างรวดเร็ว มีชุดแปลงสำหรับรถยนต์ที่เดิมติดตั้งตัวกรองแบบตลับ[ 6 ]ในทศวรรษ 1990 ผู้ผลิตรถยนต์ในยุโรปและเอเชียโดยเฉพาะเริ่มเปลี่ยนกลับมาใช้ตัวกรองแบบเปลี่ยนไส้กรองได้ เนื่องจากสร้างขยะ น้อยลง ในการเปลี่ยนไส้กรองแต่ละครั้ง ผู้ผลิตรถยนต์ในอเมริกาก็เริ่มเปลี่ยนมาใช้ตัวกรองแบบตลับที่เปลี่ยนได้เช่นกัน และมีชุดแปลงจากตัวกรองแบบหมุนเป็นตัวกรองแบบตลับสำหรับรุ่นที่นิยมใช้[ 7 ]ตัวกรองน้ำมันรถยนต์ที่มีจำหน่ายทั่วไปนั้นมีความแตกต่างกันในด้านการออกแบบ วัสดุ และรายละเอียดการผลิต ตัวกรองที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ทั้งหมด ยกเว้นกระบอกระบายโลหะที่อยู่ภายในนั้น มีคุณภาพเหนือกว่าและใช้งานได้นานกว่าตัวกรองแบบกระดาษแข็ง/เซลลูโลส/กระดาษแบบดั้งเดิมที่ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวแปรเหล่านี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพ ความทนทาน และต้นทุนของตัวกรอง[ 8 ]

แม่เหล็ก
ตัวกรองแม่เหล็กใช้ แม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อดักจับ อนุภาค เฟอร์โรแมกเนติก ข้อดีของการกรองด้วยแม่เหล็กคือการบำรุงรักษาตัวกรองนั้นทำได้ง่ายเพียงแค่ทำความสะอาดอนุภาคออกจากพื้นผิวของแม่เหล็กระบบเกียร์อัตโนมัติในรถยนต์มักจะมีแม่เหล็กอยู่ในอ่างน้ำมันเพื่อดักจับอนุภาคแม่เหล็กและยืดอายุการใช้งานของตัวกรองน้ำมันแบบมีเดีย บริษัทบางแห่งกำลังผลิตแม่เหล็กที่ติดอยู่ด้านนอกของตัวกรองน้ำมันหรือปลั๊กถ่ายน้ำมันแบบแม่เหล็ก—ซึ่งคิดค้นและนำเสนอครั้งแรกสำหรับรถยนต์และรถจักรยานยนต์ในช่วงกลางทศวรรษ 1930 [ 9 ] —เพื่อช่วยในการดักจับอนุภาคโลหะเหล่านี้ แม้ว่าจะยังมีการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดังกล่าว[ 10 ]
การตกตะกอน
ตัว กรอง แบบตกตะกอนหรือแบบอาศัยแรงโน้มถ่วง จะทำให้สารป น เปื้อนที่มีน้ำหนักมากกว่าน้ำมันตกตะกอนลงสู่ก้นภาชนะด้วยแรงโน้มถ่วง
แรงเหวี่ยง
เครื่องกรองน้ำมันแบบเหวี่ยงแยก (Centrifuge oil cleaner) เป็นอุปกรณ์แยกตะกอนแบบหมุนโดยใช้แรงเหวี่ยงแทนแรงโน้มถ่วงในการแยกสิ่งปนเปื้อนออกจากน้ำมัน ในลักษณะเดียวกับเครื่องเหวี่ยงแยก แบบอื่นๆ น้ำมันที่มีแรงดันจะเข้าสู่ศูนย์กลางของตัวเครื่องและผ่านเข้าไปในโรเตอร์แบบดรัมที่หมุนได้อย่างอิสระบนแบริ่งและซีลโรเตอร์มีหัวฉีด สองหัว ที่จัดเรียงไว้เพื่อส่งกระแสน้ำมันไปยังตัวเครื่องด้านในเพื่อหมุนดรัม จากนั้นน้ำมันจะไหลลงไปที่ด้านล่างของผนังตัวเครื่อง ทิ้งสิ่งปนเปื้อนที่เป็นอนุภาคของน้ำมันไว้บนผนังตัวเครื่อง ตัวเครื่องจะต้องได้รับการทำความสะอาดเป็นระยะ มิฉะนั้นอนุภาคจะสะสมจนมีความหนามากจนทำให้ดรัมหยุดหมุน ในสภาวะเช่นนี้ น้ำมันที่ไม่ผ่านการกรองจะถูกนำกลับมาหมุนเวียน ข้อดีของเครื่องเหวี่ยงแยกคือ: (i) น้ำมันที่สะอาดแล้วสามารถแยกออกจากน้ำได้ ซึ่งน้ำจะหนักกว่าน้ำมันและตกตะกอนอยู่ที่ด้านล่างและสามารถระบายออกได้ (หากน้ำไม่ได้ผสมกับน้ำมัน) และ (ii) มีโอกาสอุดตันน้อยกว่าตัวกรองแบบทั่วไปมาก หากแรงดันน้ำมันไม่เพียงพอที่จะทำให้เครื่องเหวี่ยงหมุนได้ อาจใช้กลไกหรือไฟฟ้าเป็นตัวขับเคลื่อนแทน
หมายเหตุ: ตัวกรองแบบแยกส่วนบางชนิด[ 11 ]ถูกอธิบายว่าเป็นแบบแรงเหวี่ยง แต่ไม่ใช่แบบแรงเหวี่ยงจริง ๆ เพียงแต่ว่าน้ำมันจะถูกส่งไปในลักษณะที่ทำให้เกิดการหมุนวนแบบแรงเหวี่ยงซึ่งช่วยให้สิ่งปนเปื้อนเกาะติดกับด้านนอกของตัวกรอง
ประสิทธิภาพสูง (HE)
ตัวกรองน้ำมันประสิทธิภาพสูงเป็นตัวกรองแบบบายพาสชนิดหนึ่งที่อ้างว่าช่วยให้สามารถยืดระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันได้[ 5 ]โดยทั่วไปตัวกรองน้ำมัน HE จะมีขนาดรูพรุน 3 ไมโครเมตรซึ่งจากการศึกษาพบว่าช่วยลดการสึกหรอของเครื่องยนต์[ 12 ]บางกลุ่มยานพาหนะสามารถเพิ่มระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันได้นานถึง 5-10 เท่า[ 13 ]
ตำแหน่งการติดตั้งตัวกรองในระบบน้ำมัน
การตัดสินใจว่าน้ำมันต้องสะอาดแค่ไหนเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากต้นทุนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามความสะอาด เมื่อกำหนดระดับความสะอาดเป้าหมายที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโปรแกรมควบคุมการปนเปื้อนแล้ว วิศวกรหลายคนก็ต้องเผชิญกับความท้าทายในกระบวนการเพิ่มประสิทธิภาพตำแหน่งของตัวกรอง เพื่อให้มั่นใจถึงความสมดุลของการแทรกซึมของอนุภาคของแข็งอย่างมีประสิทธิภาพ วิศวกรต้องพิจารณาองค์ประกอบต่างๆ เช่น ตัวกรองจะใช้เพื่อการป้องกันหรือเพื่อควบคุมการปนเปื้อน ความสะดวกในการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา และประสิทธิภาพของหน่วยที่กำลังพิจารณาเพื่อให้ตรงกับความท้าทายของเป้าหมายที่ตั้งไว้[ 14 ]
ดูเพิ่มเติม
- เครื่องกรองอากาศ
- ตัวกรองน้ำมันเชื้อเพลิง
- ตัวกรองแบบอิมพิงเมนท์
- รายการชิ้นส่วนรถยนต์
- ประแจถอดกรองน้ำมันเครื่อง
ลิงก์ภายนอก
- ตารางเทียบไส้กรองน้ำมันเครื่อง
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไส้กรองน้ำมันเครื่อง
ไส้กรองน้ำมันเครื่องเป็นอุปกรณ์กรองที่ออกแบบมาเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากน้ำมันเครื่องน้ำมันเกียร์น้ำมันหล่อลื่นหรือน้ำมันไฮดรอลิกการใช้งานหลักๆ...
ประวัติศาสตร์
เครื่องยนต์รถยนต์รุ่นแรกๆ ไม่มีตัวกรองน้ำมัน มีเพียง ตะแกรงตาข่าย แบบง่ายๆ วางไว้ที่ ทางเข้า ปั๊มน้ำมัน เท่านั้น ส่งผลให้ต้องเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องบ่อยมาก ประกอบกับคุณภาพน้ำมันที่โดยทั่วไปต่ำ ตัวกรองน้ำมัน Purolator เป็นตัวกรองน้ำมันตัวแรกสำหรับรถยนต์...
การไหลเต็มที่
ระบบหล่อลื่นแบบไหลเต็ม (full-flow system) จะมีปั๊มที่ส่งน้ำมันหล่อลื่นที่มีแรงดันผ่านตัวกรองไปยังแบริ่งของเครื่องยนต์ จากนั้นน้ำมันจะไหลกลับลงสู่ ถังพัก น้ำมันด้วยแรงโน้มถ่วง ในกรณีของ เครื่องยนต์แบบอ่าง น้ำมันแห้ง (dry sump engine)...
ทางเลี่ยง
ระบบกรองน้ำมันแบบบายพาสสมัยใหม่เป็นระบบรอง โดยน้ำมันที่ระบายออกจากปั๊มน้ำมันหลักจะส่งไปยังตัวกรองบายพาส จากนั้นน้ำมันจะไม่ไหลไปยังเครื่องยนต์ แต่จะไหลกลับไปยังอ่างน้ำมันหรือถังน้ำมัน จุดประสงค์ของบายพาสคือการมีระบบกรองรองเพื่อรักษาสภาพน้ำมันให้ดี...