Öl-/Schmiermittelfilter

Ein Öl-/Schmiermittelfilter ist ein Filter, der Verunreinigungen aus Motoröl, Getriebeöl, Schmieröl oder Hydrauliköl entfernt. Ihre Hauptverwendung liegt in Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge (sowohl auf der Straße als auch im Gelände), angetriebenen Flugzeugen, Eisenbahnlokomotiven, Schiffen und Booten sowie statischen Motoren wie Generatoren und Pumpen. Andere Fahrzeughydrauliksysteme, beispielsweise in Automatikgetrieben und Servolenkungen, sind häufig mit einem Ölfilter ausgestattet. Auch Gasturbinentriebwerke, beispielsweise in Düsenflugzeugen, erfordern den Einsatz von Ölfiltern. Ölfilter werden in vielen verschiedenen Arten hydraulischer Maschinen eingesetzt. Die Ölindustrie selbst setzt Filter für die Ölförderung, das Ölpumpen und das Ölrecycling ein. Moderne Motorölfilter sind in der Regel „Vollstrom“- (Inline-) oder „Bypass“-Filter.

Geschichte

Die Geschichte des Öl-/Schmiermittelfilters ist ein Beweis dafür, wie wichtig es ist, die Sauberkeit und Leistung des Motors aufrechtzuerhalten. Von den Anfängen rudimentärer Siebe und Siebe bis hin zu modernen Wechselfiltern und fortschrittlichen Filtertechnologien haben sich Ölfilter im Laufe der Zeit erheblich weiterentwickelt. Da die Automobilindustrie weiter wächst und sich weiterentwickelt, wird auch die Technologie, die dafür sorgt, dass die Motoren reibungslos und effizient laufen, wachsen.

Frühe Entwicklungen

Frühe Filter: In den Anfängen der Automobilmotoren gab es keine speziellen Ölfilter. Stattdessen wurden einfache Siebe oder Siebe verwendet, um große Partikel aus dem Öl zu entfernen. Diese frühen Geräte waren rudimentär und bei der Entfernung feinerer Verunreinigungen oft unwirksam.

Fortschritt: Mit der Weiterentwicklung der Motorentechnologie wurde der Bedarf an einer effizienteren Ölfiltration deutlich. Die Ölsysteme früher Motoren wurden nach und nach verbessert und mit besseren Filtermechanismen ausgestattet.

Wichtige Meilensteine

Vollstromfilter: Vollstromölfilter, die das gesamte durch den Motor strömende Öl filtern, stellten eine deutliche Verbesserung gegenüber früheren Konstruktionen dar. Diese Filter wurden entwickelt, um ein breiteres Spektrum an Verunreinigungen zu entfernen und so die Motorleistung und Langlebigkeit zu verbessern.

Spin-On-Filter: Ein großer Durchbruch gelang 1954, als WIX den Spin-On-Ölfilter erfand. Dieses Design revolutionierte den Ölfilterwechsel und machte ihn zu einem schnellen und einfachen Vorgang. Der Wechselfilter ist eine eigenständige Einheit, die durch Abschrauben vom Motorblock leicht entfernt und ausgetauscht werden kann. Dieses Design ist zum Standard für die meisten modernen Fahrzeuge geworden.

Technologische Fortschritte

Materialien und Design: Im Laufe der Zeit haben sich die in Ölfiltern verwendeten Materialien deutlich verbessert. Frühere Filter bestanden aus Metallgewebe oder Papier, moderne Filter verwenden jedoch häufig synthetische Materialien, die eine bessere Filtereffizienz und Haltbarkeit bieten. Auch das Design der Filter hat sich weiterentwickelt. Viele moderne Filter verfügen über plissiertes Papier oder synthetische Medien, die eine größere Oberfläche zum Auffangen von Schadstoffen bieten.

Effizienz und Langlebigkeit: Moderne Ölfilter sind so konzipiert, dass sie selbst kleinste Partikel aus dem Öl entfernen und so dafür sorgen, dass der Motor reibungslos und effizient läuft. Sie sind außerdem so konstruiert, dass sie den rauen Bedingungen im Motorinneren standhalten und eine lang anhaltende Leistung gewährleisten.

Branchentrends

Marktwachstum: Der weltweite Ölfiltermarkt wächst stetig, angetrieben durch die steigende Nachfrage nach Automobilen und die Notwendigkeit regelmäßiger Wartung. Da die Zahl der Fahrzeuge auf den Straßen weiter steigt, steigt auch die Nachfrage nach Ölfiltern.

Innovation: Hersteller entwickeln ständig Innovationen, um die Leistung und Effizienz von Ölfiltern zu verbessern. Dazu gehört die Entwicklung neuer Filtrationstechnologien, etwa Nanofasermedien, die noch kleinere Partikel aus dem Öl entfernen können.

Umweltbedenken: Angesichts wachsender Umweltbedenken konzentrieren sich die Hersteller auch auf die Entwicklung umweltfreundlicherer Ölfilter. Dazu gehört die Verwendung wiederverwertbarer Materialien und die Gestaltung von Filtern, die sich leicht entsorgen oder recyceln lassen.

Druckentlastungsventile

Die meisten Druckschmiersysteme verfügen über ein Überdruck-Entlastungsventil, damit das Öl bei übermäßiger Durchflussbeschränkung den Filter umgehen kann, um den Motor vor Ölmangel zu schützen. Eine Filterumgehung kann auftreten, wenn der Filter verstopft ist oder das Öl durch kaltes Wetter eingedickt ist. Das Überdruckventil ist häufig in den Kraftstoff-/Dieselfilter integriert. Filter, die so montiert sind, dass das Öl aus ihnen abfließen kann, verfügen normalerweise über ein Rücklaufschutzventil, um das Öl im Filter zu halten, nachdem der Motor (oder ein anderes Schmiersystem) abgeschaltet wurde. Dies geschieht, um eine Verzögerung des Öldruckaufbaus nach dem Neustart des Systems zu vermeiden; Ohne ein Rückflussverhindererventil müsste das unter Druck stehende Öl den Filter füllen, bevor es zu den Arbeitsteilen des Motors gelangt. Diese Situation kann aufgrund anfänglichen Ölmangels zu einem vorzeitigen Verschleiß beweglicher Teile führen.

Arten von Ölfiltern

Mechanisch

Bei mechanischen Konstruktionen wird ein Element aus Schüttgut (z. B. Baumwollabfällen) oder plissiertem Filterpapier verwendet, um schwebende Verunreinigungen einzufangen und zu binden. Wenn sich Material auf (oder im) Filtermedium ansammelt, wird der Ölfluss zunehmend eingeschränkt. Dies erfordert einen regelmäßigen Austausch des Filterelements (oder des gesamten Filters, wenn das Element nicht separat austauschbar ist).

Kartusche und Spin-on

Ersatz-Papierfilterelement für einen JCB

Frühe Motorölfilter hatten eine Patronenkonstruktion (oder ein austauschbares Element), bei der ein permanentes Gehäuse ein austauschbares Filterelement oder eine austauschbare Filterpatrone enthielt. Das Gehäuse wird entweder direkt am Motor oder entfernt montiert, wobei Vor- und Rücklaufrohre es mit dem Motor verbinden. Mitte der 1950er-Jahre wurde die Konstruktion des aufschraubbaren Ölfilters eingeführt: eine in sich geschlossene Gehäuse- und Elementbaugruppe, die von ihrer Halterung abgeschraubt, entsorgt und durch eine neue ersetzt werden musste. Dies machte den Filterwechsel bequemer und potenziell weniger aufwändig und entwickelte sich schnell zum vorherrschenden Ölfiltertyp, der von den Automobilherstellern weltweit eingebaut wurde. Für Fahrzeuge, die ursprünglich mit Patronenfiltern ausgestattet waren, wurden Umrüstsätze angeboten. In den 1990er-Jahren begannen vor allem europäische und asiatische Automobilhersteller, wieder auf die Filterkonstruktion mit austauschbaren Elementen umzusteigen, da bei jedem Filterwechsel weniger Abfall entsteht. Amerikanische Automobilhersteller haben ebenfalls damit begonnen, auf austauschbare Patronenfilter umzusteigen, und für beliebte Anwendungen werden Nachrüstsätze zum Umrüsten von Wechselfiltern auf Patronenfilter angeboten. Im Handel erhältliche Kfz-Ölfilter unterscheiden sich in Design, Materialien und Konstruktionsdetails. Diejenigen, die bis auf die darin enthaltenen Metall-Ablaufzylinder vollständig aus synthetischem Material bestehen, sind weitaus besser und langlebiger als die traditionellen Karton-/Zellulose-/Papierarten, die immer noch vorherrschen. Diese Variablen beeinflussen die Wirksamkeit, Haltbarkeit und Kosten des Filters.

Motorradölfilter für Kawasaki W175. Alt (links) und neu (rechts).

Magnetisch

Magnetfilter verwenden einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten, um ferromagnetische Partikel aufzufangen. Ein Vorteil der Magnetfiltration besteht darin, dass zur Wartung des Filters lediglich die Partikel von der Oberfläche des Magneten entfernt werden müssen. Automatikgetriebe in Fahrzeugen verfügen häufig über einen Magneten in der Flüssigkeitswanne, um magnetische Partikel abzufangen und die Lebensdauer des Flüssigkeitsfilters vom Medientyp zu verlängern. Einige Unternehmen stellen Magnete her, die an der Außenseite eines Ölfilters oder an magnetischen Ablassschrauben befestigt werden – die erstmals Mitte der 1930er-Jahre für Autos und Motorräder erfunden und angeboten wurden –, um das Auffangen dieser Metallpartikel zu unterstützen. Über die Wirksamkeit wird jedoch noch immer diskutiert solcher Geräte.

Sedimentation

Ein Sedimentations- oder Schwerkraftbettfilter ermöglicht, dass sich Verunreinigungen, die schwerer als Öl sind, unter dem Einfluss der Schwerkraft am Boden eines Behälters absetzen.

Zentrifugal

Ein Zentrifugen-Ölreiniger ist ein rotierendes Sedimentationsgerät, das wie jede andere Zentrifuge die Zentrifugalkraft anstelle der Schwerkraft nutzt, um Verunreinigungen aus dem Öl zu trennen. Unter Druck stehendes Öl gelangt in die Mitte des Gehäuses und gelangt in einen Trommelrotor, der sich frei auf einem Lager und einer Dichtung dreht. Der Rotor verfügt über zwei Strahldüsen, die so angeordnet sind, dass sie einen Ölstrahl auf das Innengehäuse richten, um die Trommel zu drehen. Das Öl rutscht dann zum Boden der Gehäusewand und hinterlässt partikelförmige Ölverunreinigungen, die an den Gehäusewänden haften bleiben. Das Gehäuse muss regelmäßig gereinigt werden, da sich die Partikel sonst so stark ansammeln, dass die Trommel nicht mehr rotieren kann. In diesem Zustand wird ungefiltertes Öl zurückgeführt. Vorteile der Zentrifuge sind: (i) dass sich das gereinigte Öl von jeglichem Wasser trennen kann, das sich, da es schwerer als Öl ist, am Boden absetzt und abgelassen werden kann (vorausgesetzt, dass Wasser nicht mit dem Öl emulgiert ist); und (ii) es ist viel weniger wahrscheinlich, dass sie verstopfen als bei einem herkömmlichen Filter. Wenn der Öldruck nicht ausreicht, um die Zentrifuge zu drehen, kann sie stattdessen mechanisch oder elektrisch angetrieben werden.

Hinweis: Einige Spin-off-Filter werden als Zentrifugalfilter beschrieben, es handelt sich jedoch nicht um echte Zentrifugen. Vielmehr wird das Öl so geleitet, dass ein Zentrifugalwirbel entsteht, der dazu beiträgt, dass Verunreinigungen an der Außenseite des Filters haften bleiben.

Hoher Wirkungsgrad (HE)

Hocheffiziente Ölfilter sind eine Art Bypassfilter, die angeblich längere Ölwechselintervalle ermöglichen. HE-Ölfilter haben typischerweise Porengrößen von 3 Mikrometern, was laut Studien den Motorverschleiß verringert. Einige Flotten konnten ihre Ölwechselintervalle um das Fünf- bis Zehnfache verlängern.