オイル/潤滑フィルター

オイル/潤滑フィルターは、エンジン オイル、トランスミッション オイル、潤滑油、または作動油から汚染物質を除去するように設計されたフィルターです。それらの主な用途は、自動車 (オンロードおよびオフロードの両方)、動力付き航空機、鉄道機関車、船舶およびボート用の内燃エンジン、および発電機やポンプなどの静止エンジンです。オートマチック トランスミッションやパワー ステアリングなどの他の車両の油圧システムには、オイル フィルターが装備されていることがよくあります。ジェット機などのガス タービン エンジンにもオイル フィルターの使用が必要です。オイルフィルターはさまざまな種類の油圧機械に使用されています。石油産業自体が、石油の生産、石油の汲み上げ、および石油のリサイクルにフィルターを使用しています。最新のエンジン オイル フィルターは、「フルフロー」(インライン) または「バイパス」である傾向があります。

歴史

オイル/潤滑フィルターの歴史は、エンジンの清浄度と性能を維持することの重要性を証明しています。初期の初歩的なスクリーンやストレーナーから、最新のスピンオン フィルターや高度な濾過技術に至るまで、オイル フィルターは時間の経過とともに大きく進化してきました。自動車産業が成長し、進化し続けるにつれて、エンジンをスムーズかつ効率的に作動させるために使用されるテクノロジーも進化していきます。

初期の開発

初期のフィルター: 自動車エンジンの初期には、専用のオイルフィルターはありませんでした。代わりに、オイルから大きな粒子を除去するために、単純なスクリーンまたはストレーナーが使用されました。これらの初期の装置は初歩的なものであり、微細な汚染物質の除去には効果がないことがよくありました。

進歩: エンジン技術が進歩するにつれて、より効率的なオイル濾過の必要性が明らかになりました。初期のエンジンのオイル システムは徐々に改良され、より優れた濾過機構が組み込まれました。

主要なマイルストーン

フルフロー フィルター: エンジンを流れるすべてのオイルを濾過するフルフロー オイル フィルターは、以前の設計に比べて大幅な改良として登場しました。これらのフィルターは、より広範囲の汚染物質を除去し、エンジンの性能と寿命を向上させるように設計されています。

スピンオン フィルター: 1954 年に WIX がスピンオン オイル フィルターを発明したとき、大きな進歩が起こりました。この設計はオイル フィルターの交換に革命をもたらし、迅速かつ簡単なプロセスを可能にしました。スピンオンフィルターは内蔵型ユニットで、エンジンブロックからネジを外すだけで簡単に取り外し、交換できます。このデザインは、ほとんどの最新の車両の標準となっています。

技術の進歩

材料と設計: 時間の経過とともに、オイルフィルターに使用される材料は大幅に改良されました。初期のフィルターは金属メッシュまたは紙で作られていましたが、最新のフィルターでは多くの場合、より優れた濾過効率と耐久性を備えた合成材料が使用されています。フィルターの設計も進化しており、最新のフィルターの多くは、汚染物質を捕捉するためのより大きな表面積を提供するプリーツ紙または合成媒体を特徴としています。

効率と耐久性: 最新のオイルフィルターは、オイルから最小の粒子も除去するように設計されており、エンジンがスムーズかつ効率的に動作するようになります。また、エンジン内部の過酷な条件に耐えるように設計されており、長期にわたるパフォーマンスを保証します。

業界の動向

市場の成長：世界のオイルフィルター市場は、自動車需要の増加と定期的なメンテナンスの必要性により、着実に成長しています。道路を走る車両の数が増加し続けるにつれて、オイルフィルターの需要も増加しています。

革新: メーカーはオイルフィルターの性能と効率を向上させるために常に革新を行っています。これには、オイルからさらに小さな粒子を除去できるナノファイバー媒体などの新しい濾過技術の開発が含まれます。

環境への懸念: 環境への懸念が高まる中、メーカーはより環境に優しいオイルフィルターの開発にも注力しています。これには、リサイクル可能な材料の使用と、簡単に廃​​棄またはリサイクルできるフィルターの設計が含まれます。

圧力リリーフバルブ

ほとんどの加圧潤滑システムには過圧リリーフバルブが組み込まれており、流量制限が過剰な場合にオイルがフィルターをバイパスしてエンジンをオイル枯渇から保護します。フィルターが詰まっている場合、または寒さによってオイルが濃くなっている場合、フィルターバイパスが発生する可能性があります。過圧リリーフバルブは、燃料/ディーゼルフィルターに組み込まれることがよくあります。オイルが排出されやすいように取り付けられたフィルターには、通常、エンジン (またはその他の潤滑システム) が停止した後もフィルター内にオイルを保持するための逆流防止バルブが組み込まれています。これは、システム再起動後の油圧上昇の遅れを避けるために行われます。逆流防止バルブがなければ、加圧オイルはエンジンの作動部分に進む前にフィルターを満たす必要があります。この状況では、初期のオイル不足により可動部品の早期摩耗が発生する可能性があります。

オイルフィルターの種類

機械式

機械設計では、浮遊汚染物質を捕捉して隔離するために、バルク材料 (綿くずなど) またはプリーツを付けた濾紙で作られた要素を使用します。濾過媒体上（または濾材内）に物質が蓄積すると、オイルの流れが徐々に制限されます。これには、フィルターエレメント (エレメントが個別に交換できない場合はフィルター全体) を定期的に交換する必要があります。

カートリッジとスピンオン

JCB用交換用ペーパーフィルターエレメント

初期のエンジン オイル フィルターはカートリッジ (または交換可能なエレメント) 構造で、恒久的なハウジングに交換可能なフィルター エレメントまたはカートリッジが含まれています。ハウジングはエンジンに直接取り付けるか、エンジンに接続する供給パイプと戻りパイプを使用して遠隔に取り付けます。 1950 年代半ばに、スピンオン オイル フィルターの設計が導入されました。内蔵型のハウジングとエレメント アセンブリは、マウントからネジを外して廃棄し、新しいものと交換する必要がありました。これにより、フィルター交換がより便利になり、潜在的に煩わしさが軽減され、すぐに世界中の自動車メーカーが取り付けるオイルフィルターの主流のタイプになりました。もともとカートリッジタイプのフィルターが装備されている車両向けにコンバージョンキットが提供されました。 1990 年代、特にヨーロッパとアジアの自動車メーカーは、フィルターを交換するたびに発生する廃棄物が少ないため、交換可能なエレメントのフィルター構造を支持する方向に戻り始めました。アメリカの自動車メーカーも同様に、交換可能なカートリッジ フィルターへの移行を開始しており、スピンオン フィルターからカートリッジ タイプのフィルターに変換するレトロフィット キットが一般的な用途向けに提供されています。市販の自動車用オイル フィルターは、設計、材質、構造の詳細が異なります。内部に含まれる金属製の排水シリンダーを除いて完全に合成素材で作られたものは、依然として主流である従来のボール紙/セルロース/紙タイプよりもはるかに優れており、長持ちします。これらの変数はフィルターの有効性、耐久性、コストに影響します。

カワサキ W175 のバイク用オイルフィルター。古いもの（左）と新しいもの（右）。

磁気

磁気フィルターは永久磁石または電磁石を使用して強磁性粒子を捕捉します。磁気濾過の利点は、フィルターのメンテナンスに磁石の表面から粒子を取り除くだけで済むことです。車両のオートマチック トランスミッションでは、磁性粒子を隔離し、媒体タイプの流体フィルターの寿命を延ばすために、流体パンに磁石が組み込まれていることがよくあります。一部の企業は、これらの金属粒子の捕捉を助けるために、オイルフィルターや磁気ドレンプラグの外側に取り付ける磁石（1930年代半ばに最初に発明され、自動車やオートバイ用に提供された）を製造しているが、その有効性については議論が続いている。そのようなデバイスの。

沈降

沈降フィルターまたは重力ベッドフィルターを使用すると、油より重い汚染物質が重力の影響で容器の底に沈降します。

遠心分離

遠心分離式オイル クリーナーは、他の遠心分離機と同じように、重力ではなく遠心力を使用してオイルから汚染物質を分離する回転沈殿装置です。加圧されたオイルがハウジングの中心に入り、ドラムローターに入り、ベアリングとシールの上で自由に回転します。ローターには 2 つのジェット ノズルがあり、内部ハウジングにオイルの流れを向けてドラムを回転させるように配置されています。その後、オイルはハウジングの壁の底に滑り落ち、粒子状のオイル汚染物質がハウジングの壁に付着したままになります。ハウジングは定期的に掃除する必要があり、そうしないと粒子が蓄積してドラムの回転が停止してしまいます。この状態では、ろ過されていないオイルが再循環されます。遠心分離機の利点は次のとおりです。(i) 洗浄された油は、油よりも重く底に沈む水から分離できるため、排水することができます (水が油と乳化していない場合)。 (ii) 従来のフィルターよりも目詰まりしにくいです。油圧が遠心分離機を回転させるのに不十分な場合は、代わりに機械的または電気的に駆動することができます。

注: 一部のスピンオフ フィルターは遠心分離機として説明されていますが、それらは真の遠心分離機ではありません。むしろ、オイルは遠心力の渦が発生するように方向付けられ、汚染物質がフィルターの外側に付着するのを助けます。

高効率（HE）

高性能オイルフィルターはバイパスフィルターの一種で、オイルの排出間隔を延長できると主張されています。 HE オイル フィルターの孔径は通常 3 マイクロメートルで、これによりエンジンの摩耗が軽減されることが研究で示されています。一部の艦隊では、排水間隔を最大 5 ～ 10 倍に延長することができました。