Filtro de óleo/lubrificante

Um filtro de óleo/lubrificante é um filtro projetado para remover contaminantes do óleo do motor, óleo da transmissão, óleo lubrificante ou óleo hidráulico. Seu principal uso é em motores de combustão interna para veículos motorizados (tanto on-road quanto off-road), aeronaves motorizadas, locomotivas ferroviárias, navios e barcos, e motores estáticos, como geradores e bombas. Outros sistemas hidráulicos de veículos, como os de transmissões automáticas e direção hidráulica, geralmente são equipados com filtro de óleo. Os motores de turbina a gás, como os dos aviões a jato, também exigem o uso de filtros de óleo. Os filtros de óleo são usados ​​em muitos tipos diferentes de máquinas hidráulicas. A própria indústria petrolífera emprega filtros para produção de petróleo, bombeamento de petróleo e reciclagem de petróleo. Os filtros de óleo de motor modernos tendem a ser de "fluxo total" (em linha) ou "bypass".

História

A história do filtro de óleo/lubrificante é uma prova da importância de manter a limpeza e o desempenho do motor. Desde os primórdios das telas e filtros rudimentares até os modernos filtros spin-on e tecnologias avançadas de filtragem, os filtros de óleo evoluíram significativamente ao longo do tempo. À medida que a indústria automóvel continua a crescer e a evoluir, o mesmo acontecerá com a tecnologia utilizada para manter os motores a funcionar de forma suave e eficiente.

Desenvolvimentos iniciais

Filtros Primitivos: Nos primórdios dos motores de automóveis, não havia filtros de óleo dedicados. Em vez disso, foram usadas telas ou filtros simples para remover partículas grandes do óleo. Esses primeiros dispositivos eram rudimentares e muitas vezes ineficazes na remoção de contaminantes mais finos.

Progressão: À medida que a tecnologia dos motores avançava, tornou-se evidente a necessidade de uma filtragem de óleo mais eficiente. Os sistemas de óleo dos primeiros motores foram gradualmente melhorados para incluir melhores mecanismos de filtragem.

Marcos importantes

Filtros de fluxo total: Os filtros de óleo de fluxo total, que filtram todo o óleo que flui através do motor, surgiram como uma melhoria significativa em relação aos designs anteriores. Esses filtros foram projetados para remover uma gama mais ampla de contaminantes, melhorando o desempenho e a longevidade do motor.

Filtros Spin-On: Um grande avanço ocorreu em 1954, quando a WIX inventou o filtro de óleo spin-on. Este design revolucionou a substituição do filtro de óleo, tornando-o um processo rápido e fácil. O filtro giratório é uma unidade independente que pode ser facilmente removida e substituída desparafusando-a do bloco do motor. Este design tornou-se o padrão para a maioria dos veículos modernos.

Avanços tecnológicos

Materiais e Design: Com o tempo, os materiais utilizados nos filtros de óleo melhoraram significativamente. Os primeiros filtros eram feitos de malha de metal ou papel, mas os filtros modernos costumam usar materiais sintéticos que oferecem melhor eficiência e durabilidade de filtragem. O design dos filtros também evoluiu, com muitos filtros modernos apresentando papel plissado ou mídia sintética que proporciona maior área de superfície para captura de contaminantes.

Eficiência e Durabilidade: Os filtros de óleo modernos são projetados para remover até mesmo as menores partículas do óleo, garantindo que o motor funcione de maneira suave e eficiente. Eles também são construídos para suportar as condições adversas dentro do motor, garantindo desempenho duradouro.

Tendências da indústria

Crescimento do mercado: O mercado global de filtros de óleo tem crescido de forma constante, impulsionado pela crescente demanda por automóveis e pela necessidade de manutenção regular. À medida que o número de veículos nas estradas continua a aumentar, também aumenta a procura por filtros de óleo.

Inovação: Os fabricantes estão constantemente inovando para melhorar o desempenho e a eficiência dos filtros de óleo. Isto inclui o desenvolvimento de novas tecnologias de filtração, como meios de nanofibras, que podem remover partículas ainda menores do óleo.

Preocupações Ambientais: Com as crescentes preocupações ambientais, os fabricantes também estão se concentrando no desenvolvimento de filtros de óleo que sejam mais ecológicos. Isto inclui a utilização de materiais recicláveis ​​e a concepção de filtros que possam ser facilmente eliminados ou reciclados.

Válvulas de alívio de pressão

A maioria dos sistemas de lubrificação pressurizada incorpora uma válvula de alívio de sobrepressão para permitir que o óleo desvie do filtro se a restrição de fluxo for excessiva, para proteger o motor da falta de óleo. O desvio do filtro pode ocorrer se o filtro estiver entupido ou se o óleo engrossar devido ao tempo frio. A válvula de alívio de sobrepressão é frequentemente incorporada ao filtro de combustível/diesel. Filtros montados de forma que o óleo tende a drenar geralmente incorporam uma válvula anti-retorno para reter o óleo no filtro após o motor (ou outro sistema de lubrificação) ser desligado. Isto é feito para evitar um atraso no aumento da pressão do óleo quando o sistema for reiniciado; sem uma válvula anti-retorno, o óleo pressurizado teria que encher o filtro antes de seguir para as peças de trabalho do motor. Esta situação pode causar desgaste prematuro das peças móveis devido à falta inicial de óleo.

Tipos de filtro de óleo

Mecânico

Os projetos mecânicos empregam um elemento feito de material a granel (como resíduos de algodão) ou papel de filtro pregueado para reter e sequestrar contaminantes suspensos. À medida que o material se acumula no (ou dentro) do meio de filtração, o fluxo de óleo é progressivamente restringido. Isso requer a substituição periódica do elemento filtrante (ou de todo o filtro, se o elemento não puder ser substituído separadamente).

Cartucho e spin-on

Elemento de filtro de papel de reposição para um JCB

Os primeiros filtros de óleo do motor eram construídos em cartucho (ou elemento substituível), no qual uma carcaça permanente contém um elemento ou cartucho de filtro substituível. A carcaça é montada diretamente no motor ou remotamente com tubos de alimentação e retorno conectando-a ao motor. Em meados da década de 1950, o projeto do filtro de óleo spin-on foi introduzido: um conjunto independente de carcaça e elemento que deveria ser desparafusado de seu suporte, descartado e substituído por um novo. Isso tornou as trocas de filtros mais convenientes e potencialmente menos complicadas, e rapidamente se tornou o tipo dominante de filtro de óleo instalado pelas montadoras do mundo. Kits de conversão foram oferecidos para veículos originalmente equipados com filtros tipo cartucho. Na década de 1990, os fabricantes de automóveis europeus e asiáticos, em particular, começaram a recuar a favor da construção de filtros com elementos substituíveis, porque gera menos resíduos a cada troca de filtro. As montadoras americanas também começaram a mudar para filtros de cartucho substituíveis, e kits de modernização para converter filtros spin-on em filtros do tipo cartucho são oferecidos para aplicações populares. Os filtros de óleo automotivo disponíveis comercialmente variam em design, materiais e detalhes de construção. Aqueles que são feitos de material totalmente sintético, exceto os cilindros de drenagem de metal contidos neles, são muito superiores e duram mais do que os tradicionais tipos de papelão/celulose/papel que ainda predominam. Essas variáveis ​​afetam a eficácia, durabilidade e custo do filtro.

Filtros de óleo de motocicleta em Kawasaki W175. Antigo (esquerda) e novo (direita).

Magnético

Os filtros magnéticos usam um ímã permanente ou um eletroímã para capturar partículas ferromagnéticas. Uma vantagem da filtragem magnética é que a manutenção do filtro requer simplesmente a limpeza das partículas da superfície do ímã. As transmissões automáticas em veículos frequentemente possuem um ímã no reservatório do fluido para sequestrar partículas magnéticas e prolongar a vida útil do filtro de fluido do tipo mídia. Algumas empresas estão fabricando ímãs que são fixados na parte externa de um filtro de óleo ou bujões de drenagem magnéticos - inventados e oferecidos para carros e motocicletas em meados da década de 1930 - para ajudar na captura dessas partículas metálicas, embora haja um debate contínuo quanto à eficácia de tais dispositivos.

Sedimentação

Um filtro de sedimentação ou leito gravitacional permite que contaminantes mais pesados ​​que o óleo se depositem no fundo de um recipiente sob a influência da gravidade.

Centrífuga

Um limpador de óleo centrífugo é um dispositivo de sedimentação rotativo que usa força centrífuga em vez de gravidade para separar os contaminantes do óleo, da mesma maneira que qualquer outra centrífuga. O óleo pressurizado entra no centro da carcaça e passa por um rotor de tambor livre para girar em um rolamento e vedar. O rotor possui dois bicos de jato dispostos para direcionar um fluxo de óleo para o alojamento interno para girar o tambor. O óleo então desliza para a parte inferior da parede do alojamento, deixando partículas contaminantes de óleo presas nas paredes do alojamento. A carcaça deve ser limpa periodicamente, caso contrário as partículas se acumularão até uma espessura que impedirá a rotação do tambor. Nesta condição, o óleo não filtrado será recirculado. As vantagens da centrífuga são: (i) que o óleo limpo pode se separar de qualquer água que, sendo mais pesada que o óleo, se deposita no fundo e pode ser drenada (desde que a água não tenha emulsionado com o óleo); e (ii) são muito menos propensos a ficar bloqueados do que um filtro convencional. Se a pressão do óleo for insuficiente para girar a centrífuga, ela poderá ser acionada mecanicamente ou eletricamente.

Nota: alguns filtros spin-off são descritos como centrífugos, mas não são verdadeiras centrífugas; em vez disso, o óleo é direcionado de forma que haja um redemoinho centrífugo que ajuda os contaminantes a aderirem à parte externa do filtro.

Alta eficiência (HE)

Filtros de óleo de alta eficiência são um tipo de filtro de desvio que permite intervalos estendidos de drenagem de óleo. Os filtros de óleo HE normalmente têm poros de 3 micrômetros, o que estudos demonstraram reduzir o desgaste do motor. Algumas frotas conseguiram aumentar os intervalos de drenagem em até 5 a 10 vezes.