https://dzen.ru/a/YOmrwU8xZxmF1fQKПо целому ряду причин система фильтрации масла на старых моторах коренным образом отличалась от используемой на современных машинах. Для нашего автомобилестроения наиболее типичным решением была двухступенчатая системы фильтрации масла, применявшаяся, в частности, на двигателе ГАЗ-21. Принципы её работы вроде бы очень хорошо изложены в книгах по их ремонту и эксплуатации, но увы, непонимание её особенностей и проистекающих из них преимуществ и недостатков встречается постоянно.
Первые автомобильные двигатели масляного фильтра не имели - он и не был нужен, поскольку у тогдашних масел срок службы до замены не превышал 500 км, а за такое время значительное количество загрязнений накопиться попросту не успевало. Основной причиной выхода масла из строя были его окисление и разложение при высоких температурах (термическая деструкция), а не накопление загрязнений.
Реклама масляных фильтров Purolator, США, 1930 год. Продавался как тюнинг - штатно на автомобили тех лет фильтры ещё не устанавливались. фото: AACAВпервые масляный фильтр для автомобильного двигателя появился только в 1923 году в США, он подключался параллельно масляной магистрали и через него проходила только малая часть от всего потока масла, выходящего из масляного насоса - сделать иначе не позволяли масла тех лет (чистая "минералка" без присадок). Тем не менее, и он очень долго оставался либо "тюнингом", либо дополнительным оборудованием, устанавливаемым за доплату.
По опыту эксплуатации автомобилей в СССР довольно быстро пришли к выводу, что ввиду тяжёлых условий масляный фильтр не просто необходим, но и должен обеспечивать более эффективную очистку масла по сравнению с иностранными конструкциями. Но если в тех же США развитие технологии фильтрации масла после середины 1940-х годов постепенно шло по пути внедрения полнопоточных фильтров с бумажным элементом, ставившихся сразу на выходе из масляного насоса и постоянно очищавших 100% потока масла, идущего через масляную магистраль, то у нас слабое развитие химии смазочных материалов какое-то время не позволяло применить такое решение.
Выходом из этой ситуации стала двухступенчатая система очистки масла, появившаяся то-ли незадолго до войны, то-ли сразу после неё на двигателе ГАЗ-11 или его ближайших потомках - моторах ГАЗ-51 и М-20 (в самой ранней версии и американском оригинале имелся только неполнопоточный бумажный фильтр). В ней тоже осуществлялась полнопоточная очистка масла, но лишь довольно грубая, а бумажный фильтр носил скорее вспомогательный характер. Не могу утверждать этого со 100%-й уверенностью, но судя по всему эта система была "фичей" именно отечественного моторостроения и больше нигде не применялась (хотя по одиночке аналогичные по принципу действия фильтры, естественно, ставились и за рубежом).
Здесь мы будем разбирать её работу на примере системы очистки масла двигателя ГАЗ-21, но сказанное относится практически ко всем отечественным моторам, выпущенным с 1940-х по середину 1960-х годов, когда новые масла позволили перейти к полнопоточной очистке.
Масляных фильтра у ГАЗ-21 - два: установленный непосредственно на двигателе фильтр грубой очистки (ФГО) щелевого типа (2), с металлическими пластинами, и связанный с ним шлангами фильтр тонкой очистки (ФТО) с картонным фильтрующим элементом (3).
Так вот - из этих фильтров, только ФГО является полнопоточным - то есть, через него пропускается весь объём масла, выходящего из масляного насоса. По устройству он явно является "перепевом" пластинчатого фильтра "Куно" фирмы Mahle, который ставился на целый ряд довоенных немецких автомобилей. В нём для фильтрования используются металлические пластины (
, установленные с зазорами величиной порядка 120 мкм (0,12 мм), что и определяет его тонкость очистки:
Забитый загрязнениями пакет пластин фильтра грубой очистки ГАЗ-21. Справа - входящие между пластинами ножи, которые должны очищать их поверхность при проворачивании пакета. Для этого сверху на фильтре есть специальная рукоятка. Фото автора.Это не просто много, а по меркам современных фильтров прямо-таки дофига, но этот фильтр и работал в совсем других условиях по сравнению с современными. Дело в том, что в маслах без присадок, которые использовались во времена ГАЗ-21 (автолы, масло машинное СУ / Индустриальное-50, и т.п.), загрязнения быстро слипались в крупные частицы, которые в основном и задерживал ФГО. Эти частицы налипали на поверхность его пластин, а затем счищались с них пластинами-ножами (10) при проворачивании рукоятки фильтра (7) - что было положено делать после каждой поездки.
Масляный фильтр тонкой очистки, в отличие от ФГО, был так называемого байпасного типа - то есть, был подключен не прямо в масляную магистраль двигателя, а параллельно ей. Всё масло через него не прогонялось - только, по разным данным, от 5 до 20% от общего объёма, выходящего из масляного насоса. Фильтрующий элемент этого фильтра с обозначением ДАСФО-2 имеет вид стопки картонных дисков, и его внешность наталкивают многих на мысли о том, что именно щели между дисками и являются использованным в нём средством фильтрации, т.е. и этот фильтр является щелевым:
Выглядит он, признаюсь, довольно убого, но на функционале это никак не сказывается.Но это не так, на самом деле по принципу действия он не отличается от современных масляных фильтров, иное у него лишь конструктивное оформление. Описание его работы есть в Руководстве по эксплуатации издания 1962 года:
Масло… поступает в щели между картонными элементами диска. Благодаря малой скорости масла, в щелях оседает некоторое количество смолистых веществ. Далее масло продавливается через поры картонных прокладок, а также дисков, и по маслосборным каналам поступает в центральное отверстие элемента.Итак, вполне очевидно: ФТО ГАЗ-21 — фильтр именно барьерного типа, работающий на том же принципе продавливания масла через калиброванные поры фильтрующего элемента, что и любой современный бумажный фильтр. А то, что сам фильтрующий элемент имеет иную конструкцию, чем у современного фильтра — значения для его принципа действия не имеет. Щели между пластинами же играют в нём лишь сугубо вспомогательную роль — задерживают "некоторое количество" смолистых веществ, содержащихся в масле без присадок. Для фильтрации современных масел это не нужно, так как в них благодаря действию присадок попросту отсутствуют сгустки смолистых веществ, способные забить фильтр, для отлавливания которых нужны щели между дисками — поэтому многие современные масляные фильтры с бумажной фильтрующей шторой конструктивно выполнены более просто, дёшево и технологично, чем ДАСФО-2.
Эффективность очистки масла фильтром барьерного типа определяется величиной пор его фильтрующего элемента, а она у ДАСФО-2 составляет 5 мкм — или 0,005 мм. Для сравнения, у большинства современных масляных фильтров эта величина составляет порядка 25…40 мкм (0,025…0,04 мм), то есть, практически на порядок больше. Скажу сразу — это не означает, что современный фильтр очищает масло на порядок хуже; он просто является намного более «грубым», то есть, задерживает более крупные частицы. Зато его пропускная способность при некоторых условиях позволяет прогонять через него сразу всё масло, циркулирующее через масляную систему двигателя, осуществляя его полнопоточную очистку - а это огромное преимущество, о чём ниже.
Чем же была плоха двухступенчатая система фильтрации масла ?
На момент создания этого автомобиля его система фильтрации работала с маслами тех лет совершенно адекватно, представляя собой по сути единственный вариант того, как можно организовать полнопоточную очистку масел без присадок. Правда, из-за отсутствия полнопоточной тонкой очистки масла в нём постепенно накапливались мелкие загрязнения - полнопоточный ФГО отфильтровывал только очень крупные частицы, а байпасный ФТО не предотвращал этого процесса, а лишь замедлял его. Из-за этого, а также низкого уровня характеристик самих масел, менять масло приходилось раз в 2-3 тыс. км пробега, причём за этот срок на изношенном моторе порой приходилось делать ещё и промежуточную замену самого фильтрующего элемента. Но при маслах того времени иного варианта попросту не оставалось.
Однако, в конце пятидесятых годов в СССР начали получать распространение масла с присадками, а к середине шестидесятых основным моторным маслом для советских легковых автомобилей стало АС-8 (оно же М-8Б). Это для своего времени вполне современное масло содержало диспергирующую присадку, которая препятствовала слипанию загрязнений в крупные (в микроскопических масштабах - размером в десятые доли мм) комки и, говоря научным языком, поддерживала их "в дисперсном состоянии" - то есть, в виде взвеси мелких частиц размером порядка 5...45 мкм. Что было нужно как раз для обеспечения полнопоточной фильтрации бумажным фильтром, которая внедрялась на новых моделях советских автомобилей.
Но для таких мелких частиц щель между пластинами волговского ФГО шириной в 120 микрон — огромные ворота, через которые они спокойно пролезают. Поэтому штатный ФГО с такими маслами стал по сути бесполезен — он мог задержать лишь крупные частицы металла (стружку), которых в исправном обкатанном моторе образуется не так уж много, а в целом масло с диспергирующей присадкой через него проходило вообще без фильтрации.
С ФТО тоже возникали проблемы, но уже иного рода. Дело в том, что для выполнения своей задачи с новыми маслами фильтр тонкой очистки оказался слишком эффективен ) Прошедшее через ставший бесполезным ФГО масло практически без очистки шло в ФТО, и его фильтрующий элемент, рассчитанный только на дополнительную очистку и так уже "грубо" очищенного масла, почти сразу же забивался, не выдерживая такого количества загрязнений. Его гидравлическое сопротивление при этом росло до такой степени, что масло начинало идти в обход, и по сути оно вообще переставало как-либо фильтроваться.
В общем - с мало-мальски современными маслами (начиная уже с древнего АС-8) двухступенчатая система фильтрации двигателя ГАЗ-21 (и других советских автомобилей тех лет) вообще не способна работать. Кое-как ездить на современных маслах на этих машинах всё же можно, но менять масло нужно не как на современном автомобиле, а раз в те же 2-3 тыс. км - к концу этого срока при работе без фильтрации в нём накапливается излишне много загрязнений.
Сказанное выше также в значительной степени относится и к системе очистки масла с фильтром-центрифугой, которая использовалась на двигателях многих советских грузовиков и автомобилей "Запорожец". Остроумная для своего времени, после появления моторных масел с дисперигрующими присадками она устарела, так как не обеспечивала их полноценной очистки от загрязнений (хотя и справлялась лучше, чем ФГО в двухступенчатой системе, благодаря чему ценитрифуга ещё какое-то время продолжала использоваться).
Начиная с моторов УАЗ-451, ГАЗ-24 и "Москвича-412" штатным оснащением отечественных автомобилей стали полнопоточные системы очистки масла. Появились они с некоторым отставанием от зарубежных, но нужно отметить, что, например, на некоторых моделях Chevrolet (с 235-й рядной "шестёркой") до 1965 года масляный фильтр вообще не устанавливался, или устанавливался только в виде опции за доплату (причём неполнопоточный) - так что какого-то дикого отставания не было. В такой системе всё масло при каждом обороте проходит через фильтр со сменным бумажным элементом, за исключением режима прогрева, когда густое холодное масло направляется в обход фильтра за счёт перепускного клапана. Благодаря повышению функциональных свойств масел и появлению полнопоточной фильтрации срок между заменой масла возрос вдвое - до 5...6 тыс. км, а сегодня он составляет уже до 10 и более тыс. км. Это стало возможным во многом именно за счёт перехода на масла с диспергирующей присадкой, поддерживающей загрязнения в масле в виде тонкой взвеси, а также ухудшения тонкости очистки масляных фильтров с 5 до 25...40 мкм, что дало им достаточную пропускную способность для того, чтобы пропустить через себя всё масло, выходящее из насоса.
С маслами, использовавшимися во времена начала эксплуатации ГАЗ-21, прогонять всё масло через фильтр тонкой очистки было просто невозможно из-за их недостаточной дисперсности - он сразу бы забился, поэтому качество очистки масла полнопоточной ступенью приходилось искусственно ограничивать до 120 мкм, да ещё и водителю после каждой поездки приходилось крутить ручку на фильтре для очистки его пластин. При этом, надо сказать, сама по себе идея двухступенчатой очистки масла являлась абсолютно верной. Некоторые современные фильтры (обычно для дизельных двигателей грузовиков) построены по тому же принципу, что и система фильтрации ГАЗ-21 - но с более компактной реализацией, в одном корпусе:
Первая ступень очистки у них обычная, с размером пор фильтрующего элемента порядка 30 мкм — через неё пропускается всё проходящее через фильтр масло (Full Flow). Вторая же ступень — неполнопоточная (Bypass) и задерживает частицы размером 5…10 мкм. Причём зачастую она даже имеет примерно такую же конструкцию, как и у ДАСФО-2 — составлена из дисков фильтровального картона (Stacked Disc). Как видно, принципиальное отличие от использованной на ГАЗ-21 системы очистки масла здесь состоит лишь в том, что полнопоточная ступень фильтра способна задерживать частицы меньшего размера (ок. 30 мкм вместо 120 мкм). Вторая ступень очистки имеет равную ДАСФО-2 эффективность.
Выводы:
Система очистки масла ГАЗ-21 имела свой набор преимуществ и недостатков, но проистекали они не из низких характеристик использованного фильтрующего элемента, а, как это ни парадоксально, напротив - слишком высоких, а также общих особенностей её конструкции. Поэтому, кстати говоря, совершенно бесполезно менять фильтрующий элемент ФТО на современный, как это иногда делают (а коммерсанты от авторетро даже продают фильтрующие элементы современного типа на замену штатному ДАСФО-2) - никаких проблем это не решает.
Не всегда новое лучше для старой техники (в данном случае - новые масла не подходят для моторов с системой очистки масла, рассчитанной на старые масла типа автола), и не всегда более высокая эффективность лучше сама по себе (в случае масляного фильтра - более эффективная фильтрация с тонкостью 5 мкм на практике оказывается хуже, чем более грубая с тонкостью 25...40 мкм, поскольку пропускная способность такого тонкого фильтра не позволяет очищать сразу всё циркулирующее в двигателе масло).
У проблемы качественной очистки современных масел в двигателе ГАЗ-21 и других машинах с подобной системой есть два решения:
Первое - радикальное - замена всей двухступенчатой системы на современный ("жигулёвский") полнопоточный фильтр, устанавливаемый через переходник (выпускается серийно). В этом случае мы получаем посредственную по качеству очистки, но полностью работоспособную с современными маслами систему фильтрации.
Второе, более щадящее и, на мой взгляд, более целесообразное — установка в корпус родного ФГО современного бескорпусного полнопоточного фильтра с сохранением штатного ФТО. В этом случае мы и сохраняем "дух" применённой на автомобиле его конструкторами двухступенчатой системы очистки масла, и получаем то же качество очистки современного масла, что и в лучших современных фильтрах. Рецепты такой переделки есть в Интернете.
С конструкцией системы фильтрации масла связан другой плохо понимаемый сегодня аспект эксплуатации двигателей старых машин, включая "Победу" и ГАЗ-21 - срок службы и особенности работы их сталебаббитовых вкладышей коленчатого вала.
