فیلتر روغن: محافظ موتور شما

چگونه فیلترهای روغن با حذف آلاینده‌ها، موتورها را محافظت می‌کنند

مکانیسم فیلتراسیون روغن: چگونه فیلترهای روغن گرد و غبار، تراشه‌های فلزی و رسوبات کربنی را به دام می‌اندازند

فیلترهای روغن با عبور دادن روغن از مواد متخلخل مختلفی مانند سلولز، الیاف مصنوعی یا ترکیبی از این مواد، در حفاظت از موتورها عمل می‌کنند. این فیلترها ذرات ریزی به اندازه حدود ۲۰ میکرون را نیز به دام می‌اندازند. نحوه کار آنها شامل دو روش اصلی به طور همزمان است: یکی از طریق متوقف کردن ذرات بزرگتر به صورت مکانیکی و دیگری از طریق لایه‌ای عمیق‌تر که آلاینده‌های کوچک‌تر را به دام می‌اندازد. گرد و غبار، رسوب کربن ناشی از احتراق و حتی قطعات ریز فلزی ناشی از سایش در داخل خود ماده فیلتر گرفته می‌شوند. تحقیقات منتشر شده در سال ۲۰۲۳ نیز یافته جالبی را نشان دادند. فیلترهای روغن مدرن در شرایط کاری تحت فشار تا ۸۰ پوند بر اینچ مربع، تقریباً تمام روغن موتور را هر ۱۲ تا ۱۵ ثانیه کاملاً از خود عبور می‌دهند. این بدین معناست که روغن در حین کار به طور مداوم تمیز نگه داشته می‌شود. اکثر فیلترهای با کیفیت بالا همچنین شامل شیرهای دور زنی (bypass valves) هستند که مستقیماً در آنها تعبیه شده‌اند. این شیرها زمانی فعال می‌شوند که فیلتر اصلی شروع به انسداد کند، به گونه‌ای که همچنان روغن کافی برای روان‌کاری مناسب وجود داشته باشد و از آسیب جدی به موتور ناشی از کمبود روغن جلوگیری شود.

انواع آلاینده‌هایی که فیلتر روغن از آنها جلوگیری می‌کند

تهدیدات مهمی که فیلتر روغن متوقف می‌کند شامل:

• ذرات ساینده : شن، گرد و غبار و بقایای احتراق که سایش دیواره‌های سیلندر و یاتاقان‌ها را تسریع می‌کنند.
• قطعات فلزی : قطعات آهن، آلومینیوم و مس که از اصطکاک داخلی ایجاد می‌شوند.
• لجن کربنی : رسوبات ضخیم حاصل از اکسید شدن روغن و سوخت نسوخته.
• رطوبت : آب ناشی از تقطیر یا نشت مایع خنک‌کننده که قابلیت روانکاری را کاهش داده و باعث خوردگی می‌شود.

نقش فیلترهای روغن در پیشگیری از سایش داخلی و فرسودگی موتور

با حذف بیش از ۹۵٪ مواد ذره‌ای، فیلترهای روغن لایه محافظ روغن بین قطعات متحرک را حفظ می‌کنند. آلاینده‌های بدون فیلتر مانند مواد ساینده عمل کرده و اصطکاک در ژورنال‌های میل‌بنز و حلقه‌های پیستون را تا ۳۰۰٪ افزایش می‌دهند. این امر منجر به سایش تسریع‌شده شده و طول عمر یاتاقان‌ها را بر اساس تحلیل‌های بازکردن موتور تا ۴۰ تا ۶۰٪ کاهش می‌دهد.

مطالعه موردی: مقایسه سایش موتور با فیلترهای روغن کارآمد و کم‌کارآمد

در یک آزمون ناوگانی ۱۰۰۰۰ ساعته، فیلترهای مبتنی بر مواد مصنوعی درجه‌یک در مقابل مدل‌های ارزان‌قیمت سلولزی مقایسه شدند. موتورهای مجهز به فیلترهای پرکارآمد نشان دادند:

• ۷۲ درصد دیواره سیلندرهای خراشیده کمتر
• سایش شیار یاتاقان‌ها ۵۸ درصد کمتر
• مصرف روغن ۳۴ درصد کمتر
  فیلترهای کم‌کارآمد اجازه عبور ذرات ۱۵ تا ۲۵ میکرونی را دادند که منجر به افزایش لجن و سایش مقره‌های سوپاپ شد. آنالیز روغن پس از آزمون، غلظت آهن و سرب را در موتورهای مجهز به فیلترهای ارزان‌قیمت، سه برابر بالاتر نشان داد.

تأثیر کیفیت فیلتر روغن بر طول عمر و عملکرد موتور

چگونگی تأثیر کیفیت ماده فیلتر بر کارایی جذب ذرات

کیفیت محیط فیلتر تأثیر زیادی بر نحوه جذب ذرات دارد. الیاف مصنوعی می‌توانند ذراتی به اندازه ۱۰ میکرون را که حدود ۷۵ درصد کوچک‌تر از آنچه فیلترهای سلولزی معمولی قادر به جذب آن هستند، به دام بیندازند؛ بنابراین از ورود ناخالصی‌های مضر به قطعات حساس داخل ماشین‌آلات جلوگیری می‌کنند. فیلترهای درجه یک حتی در اندازه ۲۰ میکرون نیز بازدهی حدود ۹۹ درصدی دارند، در حالی که جایگزین‌های ارزان‌تر اغلب به ویژه در شرایط فشار بالا، بازدهی خود را به زیر ۸۵ درصد کاهش می‌دهند. این تفاوت‌ها در عمل نیز اهمیت دارند. تحقیقات نشان می‌دهد که استفاده از محیط فیلتر با کیفیت بالاتر پس از ۱۰۰ هزار مایل رانندگی، تقریباً ۴۰ درصد از خطوط ایجاد شده روی میل‌لنگ را کاهش می‌دهد که امری است بسیار مهم برای سلامت بلندمدت موتور.

پیامدهای فیلتر روغن با کیفیت پایین: کمبود روغن و کاهش محافظت

فیلترهای با کیفیت پایین دو مشکل جدی اصلی برای موتورها ایجاد می‌کنند: یا شیر بای‌پس را خیلی زود فعال می‌کنند یا تحت فشار به سادگی از هم می‌پاشند. هنگام راه‌اندازی سرد موتور، این فیلترهای ارزان قیمت اغلب به سرعت گرفته می‌شوند و جریان روغن را حدود ۱۵٪ کاهش می‌دهند. این امر بدین معناست که قطعات حیاتی مانند بالابرها در دقیقاً زمان نامناسب، روان‌کاری کافی دریافت نمی‌کنند. بدتر از آن، محیط ضعیف فیلتر اجازه می‌دهد تقریباً ۳۰٪ از ذرات ریز ۲۰ تا ۴۰ میکرونی بدون فیلتر شدن عبور کنند. این ذرات کوچک به‌ویژه مضر هستند، زیرا به مرور زمان باعث سایش حلقه‌های پیستون می‌شوند. متخصصانی که پس از دوره‌های طولانی کارکرد موتور آن را باز کرده‌اند، گزارش داده‌اند که در دیواره‌های سیلندرهایی که به‌طور مداوم از فیلترهای نامناسب استفاده شده، حدود ۲٫۵ برابر خراش بیشتری مشاهده می‌شود. آسیب به تدریج افزایش می‌یابد اما در نهایت تعمیر آن پرهزینه می‌شود.

فیلترهای OEM در مقابل فیلترهای قطعات تعویضی: تعادل بین هزینه، تناسب و قابلیت اطمینان بلندمدت

فیلترهای قطعات تعویضی معمولاً در ابتدا حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد ارزان‌تر هستند، اما آزمایش‌هایی که ولوو در آزمایش‌های دوام سال ۲۰۲۵ خود انجام داد، نشان داد که فیلترهای سازنده تجهیزات اصلی (OEM) در شرایط آزمایشگاهی تقریباً دو برابر طول عمر دارند. تفاوت واقعی به موارد خاصی مانند تنظیمات فشار بای‌پس برمی‌گردد که در محصولات OEM معمولاً بسیار دقیق‌تر است و بین ۱۲ تا ۱۵ psi است، در حالی که برای گزینه‌های عمومی تنها ۸ تا ۱۰ psi است. علاوه بر این، از چسب‌های خاصی استفاده می‌کنند که می‌توانند حرارتی ۳۵ درجه فارنهایت بالاتر از آنچه در بیشتر فیلترهای تقلبی یافت می‌شود را تحمل کنند؛ موضوعی که برای خودروهای مجهز به توربوشارژ بسیار مهم است. با این حال، برخی برندهای قابل قبول قطعات تعویضی وجود دارند که دارای گواهی ISO هستند و اگر طبق مشخصات نصب شوند، عملکرد مناسبی در خودروهای مسافربری معمولی دارند.

حفظ روغن تمیز: جلوگیری از تشکیل لجن، جریان‌دهی و بهره‌وری سوخت

چگونه فیلتراسیون مؤثر، تجمع لجن را کاهش داده و ویسکوزیته روغن را حفظ می‌کند

فیلترهای روغن با کیفیت می‌توانند ذرات ریزی به اندازه حدود ۱۰ میکرون را به دام بیندازند که در واقع از موی سر ما کوچک‌تر است. این فیلترها مانع تجمع همه نوع گرد و غبار و لجن در داخل موتور می‌شوند. وقتی روغن قدیمی با مواد باقی‌مانده از سوختن سوخت گرم می‌شود، شروع به ضخیم‌تر شدن می‌کند و دیگر به درستی جریان نمی‌یابد. طبق تحقیقات منتشر شده سال گذشته در زمینه تریبولوژی، خودروهایی که از محیط فیلترسازی سنتتیک درجه بالا استفاده می‌کنند، پس از طی ۱۰ هزار مایل رانندگی، حدود سه چهارم کمتر از خودروهای مجهز به فیلترهای معمولی کاغذی، دچار تجمع لجن می‌شوند.

ارتباط بین جریان مداوم روغن و قطعات حیاتی مانند بالشتک‌های هیدرولیک

امروزه موتورها واقعاً به فشار روغن منظم نیاز دارند تا سیستم‌های مهم به‌خوبی کار کنند، به‌ویژه قطعاتی مانند بالشتک‌های هیدرولیک و مکانیزم‌های زمان‌بندی متغیر سوپاپ. وقتی روغن کثیف یا آلوده می‌شود، در واقع کار را مختل می‌کند. جریان آن محدود می‌شود و بدین معناست که قطعات دیگر به‌درستی روغن‌کاری نمی‌شوند. سوپاپ‌ها شروع به مشکل کردن می‌کنند، گاهی چسب می‌کنند یا به‌صورت غیرقابل پیش‌بینی حرکت می‌کنند و تمام قطعات مختلف سریع‌تر از حد معمول ساییده می‌شوند. روغن خالص و تمیز به حفظ آنچه که لوبیکاسیون هیدرودینامیکی بین قطعات متحرک نامیده می‌شود کمک می‌کند. این لایه‌ای محافظ ایجاد می‌کند که تماس مستقیم فلز با فلز را در فضاهای باریک موتور کاهش می‌دهد. مطالعات انجام‌شده بر روی یاتاقان‌های شافته نشان می‌دهد که این نوع محافظت می‌تواند اصطکاک فلزی را حدود ۹۰ درصد یا بیشتر کاهش دهد. این موضوع توضیح می‌دهد که چرا مکانیک‌ها همیشه بر تمیز نگه داشتن روغن برای افزایش طول عمر موتور تأکید می‌کنند.

روغن تمیز و بازدهی موتور: کاهش اصطکاک برای بهبود مصرف سوخت

گزارش اخیر SAE International از سال 2023 چیز جالبی درباره بازدهی سیستم محرکه نشان می‌دهد. وقتی موتورها دچار کاهش ۱۰ درصدی اصطکاک شوند، مصرف سوخت در واقع بین ۱٫۵ تا ۲ درصد بهبود می‌یابد. سیستم‌های فیلتراسیون خوب نیز نقش بزرگی در این زمینه دارند. آن‌ها از ذرات ریز ساینده جلوگیری می‌کنند تا دیواره‌های سیلندر و یاتاقان‌ها در طول زمان فرسوده نشوند. در نتیجه، روغن خاصیت لایه محافظ خود را بهتر حفظ می‌کند و در برابر حرارت و فشار کمتر تجزیه می‌شود. مزایا فراتر از صرفاً روان‌سازی عملکرد داخل بلوک موتور است. کاهش فشار بر روی پمپ روغن به معنای مصرف انرژی کمتر در کل سیستم است که باعث می‌شود کل سیستم بدون نیاز به تغییرات اساسی یا ارتقاء‌های پرهزینه، کارآمدتر کار کند.

به حداکثر رساندن عملکرد روغن و فیلتر از طریق نگهداری مناسب

چرا باید فیلتر روغن را در هر تعویض روغن عوض کرد؟ جلوگیری از بازگشت آلودگی

یک فیلتر روغن اشباع‌شده توانایی خود را در جذب آلاینده‌های جدید از دست می‌دهد و ممکن است به دلیل نوسانات فشار یا تخریب ماده فیلتر، ذرات به دام افتاده را آزاد کند. این امر باعث بازگشت مجدد لجن و قطعات فلزی به سیستم شده و سایش را تسریع می‌کند. تعویض فیلتر در هر بار تعویض روغن، اطمینان حاکم است که روغن تازه آلوده نشده و حداکثر محافظت حفظ می‌شود.

فرم توصیه‌شده برای تعویض فیلتر روغن و هماهنگی آن با فواصل تخلیه روغن

اکثر سازندگان خودرو تغییر فیلتر روغن را همزمان با تعویض معمول روغن پیشنهاد می‌کنند، که معمولاً بین هر ۵۰۰۰ تا ۷۵۰۰ مایل با استفاده از روغن موتور معمولی انجام می‌شود. برخی افراد سعی می‌کنند فواصل تعویض روغن را بسیار طولانی‌تر کنند، به‌ویژه کسانی که به روغن‌های مصنوعی سوئیچ می‌کنند و گاهی این روغن‌ها بیش از ۱۰۰۰۰ مایل دوام می‌آورند. اما حتی در این موارد نیز، تعویض فیلتر قدیمی در هر بازدید سرویس ضروری است. وقتی افراد به‌طور منظم فیلترها را تعویض نمی‌کنند، با مشکلاتی مانند تشکیل لجن درون موتور و رسیدن ناکافی روغن به قسمت‌های مورد نیاز مواجه می‌شوند. مطالعات چیزی شوکه‌کننده‌ای نشان می‌دهند — در واقع حدود یکی از هر پنج خرابی موتور به دلیل رفتارهای نادرست نگهداری مانند همین مورد رخ می‌دهد. رعایت دستورالعمل‌های شرکت سازنده خودرو در مورد نگهداری واقعاً تفاوت بزرگی در کارکرد روان موتورها برای سال‌ها ایجاد می‌کند.

انتخاب فیلتر روغن مناسب برای نیازهای وسیله نقلیه شما

تطبیق مشخصات فیلتر روغن با نوع موتور: سیستم‌های فشار بالا و توربوشارژ

موتورهای توربوشارژ یا موتورهایی که در فشار بالا کار می‌کنند، به فیلتر روغنی مجهز به شیرهای ضد بازگشت سیلیکونی تقویت‌شده و درپوش‌های فولادی نیاز دارند که بتوانند تا ۸۰ پسی فشار را تحمل کنند. فیلترهای با کیفیت معمولاً بازدهی حدود ۲۵ تا ۳۰ میکرون ارائه می‌دهند که تعادلی مناسب بین حذف آلاینده‌ها و حفظ جریان کافی برای روان‌کاری یاتاقان‌های توربوشارژ ایجاد می‌کند. برای خودروهای هیبریدی و مدل‌های پرقدرت، تولیدکنندگان فیلترهایی با مواد فیلتراسیون پیشرفته که در برابر رقیق‌شدن روغن توسط سوخت مقاومت دارند، توصیه می‌کنند. این موضوع اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است، زیرا مطالعات نشان می‌دهد حدود ۳۸ درصد از موتورهای توربوشارژی در شرایط رانندگی مکرر توقف و حرکت، دچار تجزیه سریع‌تر روغن می‌شوند. مجله علمی روغن‌کاری (Lubrication Science Journal) این یافته‌ها را در سال ۲۰۲۳ منتشر کرد و بر اهمیت فیلتراسیون مناسب برای طول عمر موتورهای مدرن تأکید کرد.

روندهای نوظهور: مواد سنتتیک و فیلتراسیون دورزنی در خودروهای مدرن

جدیدترین مواد فیلترهای مصنوعی حدود ۹۸ درصد از ذرات کوچک‌تر از ۲۰ میکرون را به دام می‌اندازند که این موضوع برای موتورها بسیار مهم است، زیرا یاتاقان‌ها شکاف‌هایی کمتر از ۰٫۰۰۱ اینچ دارند. فیلترهای سلولزی تنها حدود ۷۵ درصد از ذرات را جذب می‌کنند و عمدتاً با ذرات بزرگ‌تر در حدود ۴۰ میکرون کار می‌کنند. امروزه بسیاری از سیستم‌های بای‌پس، فیلتراسیون جریان کامل را با عملکرد سانتریفیوژ ترکیب می‌کنند. این ترکیب طبق گزارش منتشر شده در سال گذشته در مجله Tribology Today، پس از ۵۰ هزار مایل رانندگی، به‌طور تقریبی ۶۳ درصد از آسیب‌های ساینده درون موتورهای انژکشن مستقیم را کاهش می‌دهد. برخی آزمایش‌ها نشان داده‌اند که فیلترهای مصنوعی با کیفیت بالا حدود ۴۰ درصد ماده فیلتراسیونی بیشتری نسبت به گزینه‌های ارزان‌تر دارند. این موضوع منطقی است که چرا مکانیک‌ها این فیلترهای پیشرفته را توصیه می‌کنند، وقتی کسی بخواهد فاصله تعویض روغن را فراتر از حد معمول ۱۰ هزار مایل افزایش دهد بدون اینکه به موتور آسیب برسد.

سوالات متداول

نقش فیلترهای روغن در موتور چیست؟

فیلترهای روغن با مهار ذرات مضر مانند گرد و غبار، قطعات زائد و تراشه‌های فلزی از سایش و فرسودگی موتور جلوگیری می‌کنند.

چقدر باید فیلتر روغن خود را تعویض کنم؟

اکثر تولیدکنندگان توصیه می‌کنند که فیلتر روغن را در هر بار تعویض روغن، معمولاً هر ۵۰۰۰ تا ۷۵۰۰ مایل، تعویض کنید؛ اما این فاصله بسته به نوع روغن مصرفی و دستورالعمل خودرو ممکن است متفاوت باشد.

آیا استفاده از فیلتر روغن با کیفیت پایین می‌تواند بر عملکرد موتور تأثیر بگذارد؟

بله، فیلترهای روغن با کیفیت پایین ممکن است اجازه عبور آلاینده‌ها را بدهند یا شیر بای‌پس را زودتر از موعد فعال کنند که منجر به روانکاری ناکافی و افزایش سایش موتور می‌شود.

تفاوت بین فیلترهای OEM و فیلترهای آفترمارکت چیست؟

فیلترهای OEM به‌طور خاص برای عملکرد بهینه با یک خودروی مشخص طراحی شده‌اند و اغلب دارای مشخصات دقیق‌تر و دوام بهتری نسبت به فیلترهای آفترمارکت هستند که اگرچه ارزان‌ترند، اما کیفیت آن‌ها متغیر است.