При роботі двигуна масло, циркулюючи між поверхнями, що труться, забирає з собою продукти зносу, які зважені в ньому у вигляді мікроскопічних часток. Крім того, піддаючись постійному впливу високих температур і стикаючись з агресивними картерів газами, масло окислюється. У ньому з'являються смолисті згустки, частинки коксу, а також потрапляє з атмосфери пил. Змащувальні властивості такого масла погіршуються, а його подача до поверхонь, що труться сприяє інтенсифікації абразивного зносу. При наявності в маслі механічних домішок розміром більше 3-4 мкм можливе утворення задирів. Особливо чутливі до чистоти масла підшипники, які мають антифрикційний слон з свинцювата бронзи або високооловяннстого алюмінієвого сплаву, які мають слабку здатність поглинати абразивні частинки.
Таким чином, постійне очищення масла від механічних домішок є найголовнішою умовою досягнення високої довговічності двигунів.
Для здійснення очищення масла, що циркулює в системах змащення, вводяться фільтри.
Першою фільтрує щаблем, - оберігає від попадання в насос великих механічних домішок, є сітки маслоприймачів. Крім того, в сучасних двигунах застосовуються масляні фільтри грубого в тонкого очищення.
Фільтри грубої очистки включаються в систему послідовно і встановлюються перед головною магістраллю, очищаючи весь потік масла, що надходить для змащення деталей двигуна.
Фільтри грубої очистки можуть бути пластинчато-щілинного і ленточно- щілинного типу.
Пластинчато-щілинний фільтруючий елемент (рис 4. а) складається з набору пластин, між якими встановлені дистанційні зірочки, що утворюють зазори для проходу масла. Такі фільтри забезпечують, очищення масла від сторонніх включень розміром більше 60-70 мк.
В стрічково-щілинних фільтрах (рис. 4. б) масло проходить через щілини між витками латунного дроту або стрічки спеціального профілю, навитої на перфорований або гофрований стакан. Стрічково-щілинні фільтри зазвичай мають більшу грязеемкость і обмежують проникнення в масляну магістраль частинок розміром понад 40 90 мк.
Мал. 4 Масляні фільтри
а - пластинчато-щілинний грубої очистки; б - стрічково-щілинний грубої очистки; в - об'ємний тонкого очищення; 1 корпус; 2 і 6 -уплотнітельние кільця; 3 -5 фільтруючі секції; 7 - стрижень; 8 - пружина; 9 - перепускний клапан; 10 - пружина клапана; 11- перепускний клапан; 12 - проміжна пластина; 13 - очищає пластина (скребок).
Щоб запобігти припиненню подачі масла до деталей двигуна в. випадку його великий в'язкості або при забрудненні фільтруючого елемента, в фільтрах грубого очищення передбачені перепускні клапани. Перепускні клапани відкривають прямий прохід масла в магістраль при перепаді тиску в фільтрі, що перевищує 0.08 - 0.12 МПа. Очищення масла від частинок розміром понад 40 мк не може вважатися достатньою для забезпечення необхідної довговічності двигуна. Тому в їх системи мастила вводять фільтри тонкого очищення. Як матеріали для фільтруючих елементів таких фільтрів застосовують картон, фетр, різні поглинають маси і папір, просочену спеціальним складом.
Крім того, для тонкої очистки масла широко застосовуються відцентрові фільтри. Фільтри тонкого очищення можуть мати різні типи приводу: гідравлічний, механічний, пневматичний або електричний. На двигунах армійських машин найбільш поширені центрифуги з гідравлічним приводом. Як приклад на рис. 5.а зображений відцентровий фільтр тонкого очищення дизеля ЯМЗ-238.
Мал. 5 Фільтри відцентрової очистки масла
А - паралельного включення в систему; б - повнопотоковий; 1 -колпак фільтра; 2 і 7 - шайби; 3 - Колпачном гайка; 4 - наполеглива шайба ротора; 5 - чека; 6 - гайка ротора; 8 - сітка; 9 - втулка ротора; 10 - ковпак ротора; 11 - корпус ротора; 12 - для огорожі трубка; 13 - відбивач; 14 - кільце ущільнювача; 15 - прокладка ковпака; 16 - втулка ротора; 17 - стопорне кільце; 18 - підшипник; 19 - вісь ротора; 20 - корпус фільтра; 21 - штифт; 22 - сопло ротора; 23 - перепускний клапан.
При роботі двигуна масло, що нагнітається насосом, подається через порожнисту вісь у внутрішню порожнину ротора. З порожнини ротора масло під тиском надходить до сопел 22 і, проходячи через них, набуває велику швидкість. Виникаючі при цьому сили реакції двох випливають в різних напрямках струменів масла утворюють "момент, що приводить ротор в обертальний рух. При тиску масла в роторі 0.5 - 0.6 МПа число його оборотів досягає 5000-6000 в хвилину. Масло, що знаходиться всередині ротора, захоплюється ним і також починає обертатися, а що виникає відцентрова сила відкидає до стінок все механічні частинки, питома вага яких більше питомої ваги масла. у просторі, близькому до осі обертання, утворюється зона очищеного масла, яке проходить через сопла в смуг ь корпусу.
Фільтри тонкого очищення, в тому числі і відцентрові, затримують механічні частки розміром більше 0,5-1 мк, але мають дуже велике гідравлічний опір. Тому в більшості випадків зазначені фільтри тонкого очищення встановлювалися додатково до повнопотоковий фільтру грубого очищення і включалися в систему паралельно головній масляній магістралі. При такому включенні через фільтр тонкого очищення проходить не більше 10-15% масла, що циркулює в основному контурі.
Застосування паралельної тонкої очистки хоча і зменшує загальну концентрацію механічних частинок розміром більше 1 мк, але не виключає можливості потрапляння в зазори між труться деталями великих (40- 60 мк) часток, що викликають абразивний знос. Тому найбільш перспективним способом підвищення моторесурсу двигунів є застосування повнопотоковий тонкого очищення масла.
У сучасних двигунах для цієї мети використовують повнопотоковий відцентрові фільтри з гідравлічним або механічним приводом. На рис. 5. б показана конструкція повнопотоковий центрифуги з гідравлічним приводом. У цьому фільтрі все масло, що нагнітається основною секцією насоса, надходить в ротор, в якому розгалужується: частина його проходить в сопла і здійснює гідрореактівний привід ротора, а основний потік через отвір в осі надходить в головну масляну магістраль.
Застосування повнопотоковий центрифуг дає можливість відмовитися від фільтрів грубої очистки і в той же час істотно підвищує довговічність двигуна.
Слід, однак, відзначити, що принципову ваду центрифуг є різке погіршення фільтрації масла при зниженні його температури та підвищенні в'язкості.
В останні роки значно розширилося використання повнопотоковий фільтрів з паперовими фільтруючими елементами. Такі фільтри забезпечують найвищу тонкість очищення масла, але мають порівняно невелику грязеемкость. Тому їх застосування поки обмежується двигунами малої і середньої модності.
На деяких моделях двигунів зарубіжних фірм встановлюють повнопотоковий магнітосетчатие фільтри з кількома пошарово розташованими магнітними стрижнями. Стрижні розміщені таким чином, що між ними виникає сильне магнітне поле, через яке пропускається масло. Механічні домішки, що містять залізо, притягуються до магнітних стержнів. Для вловлювання інших частинок передбачено сітчастий фільтр, розташований за магнітною очищенням.
Для додаткового очищення масла, що надходить в підшипники колінчастого вала, в сучасних двигунах застосовують відцентрові пастки в шийках. Для видалення з масла продуктів зносу, що містять залізо, в пробках піддонів двигунів часто встановлюють постійні магніти.