Filtros de Habitaculo

SISTEMAS DE FILTRADO: SU EVOLUCION TECNOLÓGICA
Existe una gran variedad de diseños de filtros para aceite
-unidades selladas- a los efectos de responder a
diferentes sistemas de lubricación que se presentan en
las diversas marcas de motores. Por intermedio de esta
nota conoceremos los dos sistemas más importantes,
clasificando y explicando los tipos de filtros que pueden
involucrar cada uno:
1) FLUJO TOTAL (FULL FLOW)
La totalidad del aceite que toma la bomba (100%) pasa por el filtro.
2) FLUJO DERIVADO (BY PASS)
Solo un porcentaje del aceite que toma la bomba pasa por el filtro.
Los filtros pertenecientes al sistema de Flujo Total pueden clasificarse en:
a) Filtros con válvula flapper y válvula de seguridad.
b) Filtros con válvula flapper, válvula de seguridad y válvula o tubo antivaciado.
c) Filtros doble filtrado con retorno al cárter.
d) Filtros doble filtrado con derivación al turbo.
Para una mejor interpretación nos valdremos de algunas figuras que nos muestran filtros en
corte, lo que nos permitirá identificar los diferentes componentes y su ubicación dentro del filtro.
a) Filtros con válvula flapper y válvula de seguridad (Figura 1)
Este modelo cuenta con una válvula de simple efecto llamada Flapper que permite la entrada
del aceite sucio al filtro pero impide el retorno del mismo cuando no existe presión (motor
detenido). La segunda válvula llamada de seguridad o alivio actúa cuando la diferencia de
presión entre el flujo del aceite sucio, que está en la parte exterior del cartucho filtrante interno,
y el aceite que se encuentra en la parte interior de dicho cartucho (aceite limpio) supera
determinado gramaje estipulado para cada motor. Es decir, cuando la celulosa filtrante se
encuentra trabajando a pleno las presiones entre el aceite sucio que está pasando por ella y
el limpio que ya pasó se mantienen equilibradas, la válvula se mantiene cerrada, obligando a
que todo el aceite pase únicamente a través de la celulosa. Cuando este equilibrio se rompe
porque la celulosa está saturada o el aceite es muy denso y no permite el paso del fluido
restringiendo el caudal del mismo, se establece inmediatamente una presión diferencial, ya
que aumenta la presión exterior del elemento y disminuye la interior. Este desequilibrio vence el
resorte de la válvula (que tiene un registro de acuerdo a las características de cada motor) y la
obliga a abrirse, permitiendo restablecer el caudal necesario para una correcta lubricación del
motor. Una situación similar se produce cuando el aceite esta frío (excesivamente denso), en
este caso la válvula alivia el pasaje del aceite y garantiza el caudal necesario para una
correcta prestación del sistema de lubricación.
Para redondear este concepto diremos que en todos los filtros de flujo total donde el 100% del
aceite que toma la bomba del cárter pasa por la unidad sellada, es necesaria una válvula de
seguridad o alivio, para que bajo ninguna circunstancia pueda quedar el sistema sin aceite.
Figura 1: Corte de estructura unidad sellada de aceite.
b) Filtros con válvula Flapper, válvula de seguridad y válvula antidrenaje (ver Figura 1)
Estos modelos aparte de las dos válvulas ya mencionadas cuentan con una tercera válvula
llamada antivaciado o antidrenaje que se mantiene abierta mientras existe presión en el
circuito (motor en marcha) y se cierra cuando cesa la presión (motor detenido). Esta última se
encuentra colocada en la salida del filtro y evita con su cierre el drenaje del aceite que dejaría
el filtro vacío. Otra forma de evitar el drenaje es a través del tubo antivaciado que cumple la
misma función que la válvula. Este tiene aproximadamente el 75% de su altura sin perforar y
solo permite que se descargue, cuando cesa la presión, un 25% de la capacidad real del filtro.
Las consecuencias de un filtro escurrido son graves en el tiempo dado que, en los arranques
del motor mientras se llena el filtro no existe presión en el circuito (se mantiene la luz indicadora
de presión prendida un lapso de tiempo mayor de lo conveniente). Esa falta de presión provoca
la desaparición de la película de aceite que mantiene a los ejes “flotando” dentro de los
cojinetes. Esta ausencia de “flotabilidad” trae aparejado que el eje descanse en el cojinete
estableciendo un contacto inadecuado que produce pequeños desgastes que con el tiempo
producen graves consecuencias.
Resumiendo, podemos decir que en aquellos motores en que, por la posición del filtro o por las
características y diseño de su circuito de lubricación traen filtros originales con sistema
antivaciado, es una obligación ineludible respetar dicho diseño, pues de no ser así se le
estaría provocando al motor un desgaste prematuro.
c) Filtros doble filtrado con retorno al cárter (Figura 2)
Estos filtros de avanzada tecnología son también llamados, por el diseño de algunos modelos,
doble junta. Tienen como característica principal contar con dos elementos filtrantes dentro de
la misma carcasa permitiendo que, del 100% del aceite que entra, aproximadamente un 80%
pase por el elemento principal, se filtre y se derive a los conductos de lubricación del motor,
mientras que el 20% restante pase por el segundo elemento, se filtre más finamente (pues
cuenta con una celulosa más exigente) y se derive al cárter.
De esta descripción se desprende que, con el diseño interno de estos filtros, se establecen dos
circuitos diferentes, cubriendo las necesidades de:
- filtrar el aceite para el circuito normal de lubricación
- alimentar el cárter con aceite limpio permanentemente
Es bueno aclarar que siendo este tipo de filtros de flujo total, pues el 100% del aceite pasa por
él, en algunos modelos, especialmente de la línea pesada, la válvula de seguridad o alivio se
encuentra fuera del filtro y está ubicada en el cabezal donde va roscado el mismo.
Figura 2: Doble filtrado con derivación al cárter.
d) Filtros doble filtrado con derivación al turbo (Figura 3)
De características similares al filtro anteriormente descrito, cuenta con dos elementos dentro de
la misma carcasa. Uno de ellos, el primario, de plegado común tipo estrella, es el responsable
de filtrar el flujo de aceite que finalmente se encargará de lubricar el motor; mientras que el
segundo elemento, confeccionado con discos de celulosa de porosidad más restringida y gran
capacidad de absorber la humedad, filtra el aceite que lubricará el turbo. Esta derivación se
produce, en algunos modelos, por intermedio de un pequeño orificio que tiene el racor donde
va roscado el filtro. La utilización de filtros a los cuales se les anuló el elemento de discos que
filtra el aceite para el turbo con el objeto de abaratar costos, trae aparejada una lubricación de
menor calidad y serios riesgos para la vida del turbo.
Figura 3: Corte de estructura unidad sellada de aceite con derivación al turbo.
FLUJO DERIVADO (BY PASS)
El diseño de este sistema de filtrado consiste en colocar
el filtro en derivación con respecto al conducto principal
que traslada el aceite lubricante desde el cárter hacia el
motor. Esta derivación capta un 10% del aceite que toma
la bomba, que se encuentra en el cárter, y lo introduce en
el filtro, lo limpia, y lo retorna nuevamente al cárter,
mientras que el porcentaje mayor es conducido
directamente, sin pasar por el filtro, hacia las galerías de
lubricación del motor (Figura 1). Observando como trabaja este sistema es muy fácil deducir
que el filtro alimenta de aceite limpio al cárter y no al motor, estableciendo un circuito
independiente del circuito principal de lubricación. Aunque está vigente y lo utilizan vehículos
actuales (Chevrolet Corsa, Monza, Combo, Silverado; Peugeot 404, 504, 505) no es el sistema
de mayor difusión y lo supera ampliamente el sistema de Flujo Total que analizamos en la
entrega anterior.
Figura 4: Sistema de Flujo Derivado.
Ventajas y Desventajas
Ventajas
La principal ventaja que presenta este sistema
consiste en que la alimentación de aceite al
motor no está condicionada por el estado del
filtro, y en el caso de que este se saturara o
tapara no se vería comprometida la
lubricación del motor. Por lo tanto este tipo de
filtro no necesita válvula de seguridad ni
válvula antidrenaje (Figura 2).
Desventajas
El solo hecho de filtrar solamente un 10% del
aceite lo pone en desventaja con los sistemas
de Flujo Total, pues como es fácil deducir, la
eficiencia del filtrado no alcanza los niveles de
este último método. En motores en muy buen
estado esta diferencia de sistemas no es de
gran relevancia, pero en aquellos que tienen
un desgaste significativo pasa a tener un
grado de importancia mayúsculo la posibilidad
de filtrar el 100% del aceite, obteniendo una
mayor retención de elementos indeseables.
Cuando decimos elementos indeseables nos
referimos a aquellos que perjudican la vida del
motor:
Figura 5: Corte de estructura Unidad
Sellada de Aceite.
a) Partículas duras (metálicas, minerales,
óxidos y sales)
b) Partículas blandas (barros y elastómeros)
c) Fibras orgánicas e inorgánicas (migración de medios filtrantes)
La descripción de estos componentes altamente perjudiciales para el motor da una idea de lo
importante que es tener un sistema que los retenga eficientemente, y ésta es la razón por la
cual el mayor porcentaje de los motores cuenta con sistemas de Flujo Total.
SISTEMA COMBINADO: FLUJO TOTAL CON DERIVACIÓN AL CARTER (Figura 3)
Este sistema cuenta con un filtro primario que recibe el mayor porcentaje de aceite que toma la
bomba del cárter, lo filtra y lo envía a las galerías de lubricación del motor; y con un segundo
filtro colocado en derivación que recoge un porcentaje menor de aceite, lo filtra y lo devuelve al
cárter. De esta manera logramos una filtración altamente eficiente, ya que el 100% del aceite
que lubrica las partes móviles del motor está purificado, mientras que el filtro secundario está
permanentemente limpiando el aceite del cárter. Con este sistema se logra que el filtro
principal, el primario, tenga mayor vida útil pues está recibiendo un aceite prefiltrado que alivia
su trabajo y retarda su saturación. En la construcción de estos filtros se utilizan diferentes tipos
de celulosa, a saber:
a) Primario: cuenta con una celulosa con gran capacidad de captación de
contaminantes, amplia superficie filtrante y porosidad adecuada para garantizar gran
volumen de flujo.
b) Secundario: confeccionado con una celulosa de gran restricción de poro, para lograr
mayor retención de partículas que producen desgaste en metales de biela y bancada.
Si el lector a tenido la oportunidad de leer la primera parte de esta nota, donde se explicaba el
trabajo de los filtros de doble filtrado con derivación al cárter (doble junta), podrá observar que
responden a una ingeniería similar, con el propósito de:
a) Filtrar el 100% del aceite.
b) Mantener el aceite que contiene el cárter permanentemente limpio.
Los filtros WEGA respetan los diseños originales de los modelos vistos en esta nota,
garantizando de este modo el más alto rendimiento en todos los sistemas de filtrado existentes
en la actualidad.
Figura 6: Sistema de Flujo Combinado.
R. Neto S.A.
www.wega.com.ar