Filtro de aceite/lubricante

Un filtro de aceite/lubricante es un filtro diseñado para eliminar contaminantes del aceite del motor, aceite de transmisión, aceite lubricante o aceite hidráulico. Su uso principal es en motores de combustión interna para vehículos de motor (tanto dentro como fuera de carretera), aviones, locomotoras de ferrocarril, barcos y embarcaciones, y motores estáticos como generadores y bombas. Otros sistemas hidráulicos de vehículos, como los de las transmisiones automáticas y la dirección asistida, suelen estar equipados con un filtro de aceite. Los motores de turbina de gas, como los de los aviones a reacción, también requieren el uso de filtros de aceite. Los filtros de aceite se utilizan en muchos tipos diferentes de maquinaria hidráulica. La propia industria petrolera emplea filtros para la producción, el bombeo y el reciclaje de petróleo. Los filtros de aceite de motor modernos tienden a ser de "flujo total" (en línea) o "bypass".

Historia

La historia del filtro de aceite/lubricante es un testimonio de la importancia de mantener la limpieza y el rendimiento del motor. Desde los primeros días de las cribas y coladores rudimentarios hasta los modernos filtros giratorios y las tecnologías de filtración avanzadas, los filtros de aceite han evolucionado significativamente con el tiempo. A medida que la industria automotriz continúa creciendo y evolucionando, también lo hará la tecnología utilizada para mantener los motores funcionando sin problemas y de manera eficiente.

Desarrollos tempranos

Primeros filtros: En los primeros días de los motores de automóvil, no había filtros de aceite específicos. En su lugar, se utilizaron cribas o coladores simples para eliminar las partículas grandes del aceite. Estos primeros dispositivos eran rudimentarios y a menudo ineficaces para eliminar contaminantes más finos.

Progresión: A medida que avanzaba la tecnología de los motores, se hizo evidente la necesidad de una filtración de aceite más eficiente. Los sistemas de aceite de los primeros motores se mejoraron gradualmente para incluir mejores mecanismos de filtración.

Hitos clave

Filtros de flujo total: Los filtros de aceite de flujo total, que filtran todo el aceite que fluye a través del motor, surgieron como una mejora significativa con respecto a diseños anteriores. Estos filtros fueron diseñados para eliminar una gama más amplia de contaminantes, mejorando el rendimiento y la longevidad del motor.

Filtros enroscables: En 1954 se produjo un gran avance cuando WIX inventó el filtro de aceite enroscable. Este diseño revolucionó el reemplazo del filtro de aceite, convirtiéndolo en un proceso rápido y sencillo. El filtro giratorio es una unidad autónoma que se puede quitar y reemplazar fácilmente desenroscándolo del bloque del motor. Este diseño se ha convertido en el estándar para la mayoría de los vehículos modernos.

Avances tecnológicos

Materiales y diseño: Con el tiempo, los materiales utilizados en los filtros de aceite han mejorado significativamente. Los primeros filtros estaban hechos de malla metálica o papel, pero los filtros modernos suelen utilizar materiales sintéticos que ofrecen una mejor eficiencia de filtración y durabilidad. El diseño de los filtros también ha evolucionado, y muchos filtros modernos cuentan con papel plisado o medios sintéticos que proporcionan una mayor superficie para la captura de contaminantes.

Eficiencia y durabilidad: los filtros de aceite modernos están diseñados para eliminar incluso las partículas más pequeñas del aceite, asegurando que el motor funcione sin problemas y de manera eficiente. También están construidos para soportar las duras condiciones dentro del motor, lo que garantiza un rendimiento duradero.

Tendencias industriales

Crecimiento del mercado: El mercado mundial de filtros de aceite ha estado creciendo de manera constante, impulsado por la creciente demanda de automóviles y la necesidad de un mantenimiento regular. A medida que el número de vehículos en las carreteras sigue aumentando, también aumenta la demanda de filtros de aceite.

Innovación: los fabricantes innovan constantemente para mejorar el rendimiento y la eficiencia de los filtros de aceite. Esto incluye el desarrollo de nuevas tecnologías de filtración, como medios de nanofibras, que pueden eliminar partículas aún más pequeñas del aceite.

Preocupaciones medioambientales: ante las crecientes preocupaciones medioambientales, los fabricantes también se están centrando en desarrollar filtros de aceite que sean más ecológicos. Esto incluye el uso de materiales reciclables y el diseño de filtros que puedan desecharse o reciclarse fácilmente.

Válvulas de alivio de presión

La mayoría de los sistemas de lubricación presurizada incorporan una válvula de alivio de sobrepresión para permitir que el aceite pase por alto el filtro si su restricción de flujo es excesiva, para proteger el motor de la falta de aceite. Puede ocurrir una derivación del filtro si el filtro está obstruido o el aceite se espesa debido al clima frío. La válvula de alivio de sobrepresión frecuentemente se incorpora al filtro de combustible/diésel. Los filtros montados de manera que el aceite tiende a drenar de ellos generalmente incorporan una válvula anti-drenaje para retener el aceite en el filtro después de que se apaga el motor (u otro sistema de lubricación). Esto se hace para evitar un retraso en la acumulación de presión de aceite una vez que se reinicia el sistema; Sin una válvula antirretorno, el aceite presurizado tendría que llenar el filtro antes de viajar hacia las piezas de trabajo del motor. Esta situación puede provocar un desgaste prematuro de las piezas móviles por falta inicial de aceite.

Tipos de filtro de aceite

Mecánico

Los diseños mecánicos emplean un elemento hecho de material a granel (como desechos de algodón) o papel de filtro plisado para atrapar y secuestrar los contaminantes suspendidos. A medida que el material se acumula sobre (o dentro) del medio de filtración, el flujo de aceite se restringe progresivamente. Esto requiere el reemplazo periódico del elemento filtrante (o de todo el filtro, si el elemento no se puede reemplazar por separado).

Cartucho y spin-on

Elemento filtrante de papel de repuesto para una JCB

Los primeros filtros de aceite de motor tenían una construcción de cartucho (o elemento reemplazable), en el que una carcasa permanente contiene un elemento filtrante o cartucho reemplazable. La carcasa se monta directamente en el motor o de forma remota con tubos de suministro y retorno que la conectan al motor. A mediados de la década de 1950, se introdujo el diseño del filtro de aceite giratorio: un conjunto autónomo de carcasa y elemento que debía desatornillarse de su soporte, desecharse y reemplazarse por uno nuevo. Esto hizo que los cambios de filtro fueran más convenientes y potencialmente menos complicados, y rápidamente llegó a ser el tipo dominante de filtro de aceite instalado por los fabricantes de automóviles del mundo. Se ofrecieron kits de conversión para vehículos originalmente equipados con filtros de tipo cartucho. En la década de 1990, los fabricantes de automóviles europeos y asiáticos en particular comenzaron a volver a favorecer la construcción de filtros con elementos reemplazables, porque genera menos desechos con cada cambio de filtro. Los fabricantes de automóviles estadounidenses también han comenzado a cambiar a filtros de cartucho reemplazables, y se ofrecen kits de adaptación para convertir filtros de rosca a filtros de tipo cartucho para aplicaciones populares. Los filtros de aceite para automóviles disponibles comercialmente varían en su diseño, materiales y detalles de construcción. Los que están hechos de material completamente sintético, excepto los cilindros de drenaje metálicos que contienen, son muy superiores y más duraderos que los tradicionales de cartón, celulosa o papel que aún predominan. Estas variables afectan la eficacia, durabilidad y costo del filtro.

Filtros de aceite para motocicletas en Kawasaki W175. Antiguo (izquierda) y nuevo (derecha).

Magnético

Los filtros magnéticos utilizan un imán permanente o un electroimán para capturar partículas ferromagnéticas. Una ventaja de la filtración magnética es que el mantenimiento del filtro simplemente requiere limpiar las partículas de la superficie del imán. Las transmisiones automáticas de los vehículos suelen tener un imán en el recipiente de fluido para secuestrar partículas magnéticas y prolongar la vida útil del filtro de fluido de tipo medio. Algunas empresas están fabricando imanes que se adhieren al exterior de un filtro de aceite o tapones de drenaje magnéticos (inventados y ofrecidos por primera vez para automóviles y motocicletas a mediados de la década de 1930) para ayudar a capturar estas partículas metálicas, aunque existe un debate continuo sobre su efectividad. de tales dispositivos.

Sedimentación

Un filtro de sedimentación o de lecho de gravedad permite que los contaminantes más pesados ​​que el aceite se depositen en el fondo de un recipiente bajo la influencia de la gravedad.

Centrífugo

Un limpiador de aceite centrífugo es un dispositivo de sedimentación giratorio que utiliza fuerza centrífuga en lugar de gravedad para separar los contaminantes del aceite, de la misma manera que cualquier otra centrífuga. El aceite presurizado ingresa al centro de la carcasa y pasa a un rotor de tambor libre para girar sobre un cojinete y un sello. El rotor tiene dos boquillas de chorro dispuestas para dirigir una corriente de aceite a la carcasa interior para hacer girar el tambor. Luego, el aceite se desliza hacia el fondo de la pared de la carcasa, dejando partículas contaminantes de aceite pegadas a las paredes de la carcasa. La carcasa debe limpiarse periódicamente, o las partículas se acumularán hasta un espesor tal que dejará de girar el tambor. En esta condición, se recirculará el aceite sin filtrar. Las ventajas de la centrífuga son: (i) que el aceite limpio se puede separar del agua que, al ser más pesada que el aceite, se deposita en el fondo y se puede drenar (siempre que el agua no se haya emulsionado con el aceite); y (ii) es mucho menos probable que se bloqueen que un filtro convencional. Si la presión del aceite es insuficiente para hacer girar la centrífuga, puede accionarse mecánica o eléctricamente.

Nota: algunos filtros derivados se describen como centrífugos pero no son verdaderas centrífugas; más bien, el aceite se dirige de tal manera que se produce un remolino centrífugo que ayuda a que los contaminantes se adhieran al exterior del filtro.

Alta eficiencia (HE)

Los filtros de aceite de alta eficiencia son un tipo de filtro de derivación que, según se afirma, permite intervalos prolongados de drenaje de aceite. Los filtros de aceite HE suelen tener tamaños de poro de 3 micrómetros, lo que, según los estudios, reduce el desgaste del motor. Algunas flotas han podido aumentar sus intervalos de drenaje hasta 5-10 veces.