Maksymalna wydajność przy wymiarach zredukowanych do minimum w nowych, czterocylindrowych silników stosowanych przez Grupę BMW oraz PSA

Rozwój silników wciąż trwa. Nie tylko po to, aby zaspokoić gusta kierowców coraz lepszymi osiągami, ale również dlatego, aby sprostać światowej konkurencji w przemyśle motoryzacyjnym. Aby nowy typ silnika wszedł do seryjnej produkcji koniecznych jest wiele lat intensywnych prac badawczych. Przykładem może tu być współpraca Grupy BMW i PSA dla opracowania nowych, małogabarytowych silników czterocylindrowych, która rozpoczęła się w roku 2002. Nowe silniki wejdą do produkcji pod koniec tego roku i będą instalowane między innymi w nowych modelach MINI.

Poddostawcy jako partnerzy rozwojowi
Dla poddostawców czy też dostawców przemysłu motoryzacyjnego proces opracowywania silnika oznacza transformację od wytwórcy części do producenta całych systemów. Integracja we wczesnej fazie rozwoju jest jedyną szansą na oszczędności kosztów przy jednoczesnej poprawie wydajności, osiągów i funkcjonalności. Dobrym tego przykładem są moduły filtracji oleju do nowych, czterocylindrowych silników opracowywane w kooperacji z Grupą BMW i PSA. Od roku 2003 inżynierowie Sogefi, jednej z wiodących firm przemysłu filtracyjnego w Europie zatrudniającej blisko 3500 pracowników, ściśle współpracują z Grupą BMW i PSA w zakresie rozwoju systemów filtracyjnych. Dział filtracji Grupy Sogefi dostarcza moduły filtracji oleju na linie produkcyjne wszystkich europejskich producentów pojazdów. Oprócz marek, takich jak: Opel, Ford, BMW, DaimlerChrysler czy VW, Grupa Sogefi wyrobiła sobie markę współpracując z producentami samochodów we Francji. W tym kraju 8 na 10 pojazdów jest wyposażonych w oryginalne podzespoły filtracyjne Sogefi. W przypadku koncepcji filtra do nowej generacji silników Sogefi może czerpać z pięćdziesięcioletniej współpracy z PSA. Ponadto, Sogefi szeroko czerpie z własnych doświadczeń w zakresie opracowywania i produkcji filtrów.

Moduł filtracji oleju ze zintegrowaną żebrowaną chłodnicą oleju do nowych, czterocylindrowych silników o pojemności 1,4 i 1,6 litra stosowanych przez Grupę BMW oraz PSA.

Niezawodność i trwałość silników
Bezawaryjna praca współczesnych silników spalinowych wymaga doskonałego smarowania. Wraz ze wzrostem mocy i okresów międzyprzeglądowych silników wzrastają wymagania nie tylko w stosunku do olejów. Również jakość filtrów jest tu bardzo istotna, jako że odgrywają one kluczową rolę w zapobieganiu uszkodzeniom silnika przez zawarte w oleju cząsteczki zanieczyszczeń, sadzę czy niedopalone paliwo.

Trendy w filtracji oleju
Czas prostych, wkręcanych filtrów, których zadaniem jest jedynie filtrowanie oleju, są policzone. Obecnie, nowoczesne pojazdy są coraz częściej wyposażane w kompletne moduły filtracji oleju. W ciągłym ulepszaniu silników istotną rolę odgrywa kwesta bezproblemowej obsługi oraz przyjaznego dla środowiska usuwania zużytych części. Sztuką jest znalezienie równowagi pomiędzy coraz mniejszą przestrzenią w silniku, rosnącymi osiągami, a jednocześnie koniecznością poszukiwania oszczędności. Z tego powodu obserwuje się trend w kierunku integracji komponentów w pojedynczym module już na etapie projektowania. Z racji tego, iż z punktu widzenia niezawodności i trwałości nowoczesnych silników istotna jest zarówno odpowiednia temperatura, jak i czystość oleju, konieczna jest stała kontrola tych parametrów. Zadanie to coraz częściej przejmują kompletne moduły, które oprócz filtracji spełniają także funkcje chłodzenia oleju. Wymaga to całościowego podejścia do tematu chłodzenia i smarowania silnika, które może być osiągnięte jedynie przez bliską współpracę producenta pojazdu i dostawcy systemów już na bardzo wczesnym etapie.

Wymagania dotyczące systemów filtracji małych silników benzynowych
Podczas opracowywania modułu filtracji oleju do silników o pojemności 1,4 i 1,6 litra i mocach od 55 do 125 kW (również turbodoładowanych) skupiono się na połączeniu funkcji filtracji i chłodzenia na bardzo ograniczonej przestrzeni wynikającej z faktu, iż w MINI silnik jest umieszczony poprzecznie. Zastosowanie specjalnego plisowania w harmonijkę (z ang. concertina) – patent Sogefi – było tu przełomem. Specjalna technika plisowania materiału filtracyjnego umożliwia uzyskanie do 20 proc. większej pojemności bez zwiększania wymiarów. W przypadku modułów do silników nowego MINI osiągnięto efekt odwrotny: wymagana przestrzeń została zredukowana o 20 proc. Umożliwiło to dodanie żebrowanej chłodnicy wykonanej z aluminium. Podczas projektowania wymiennika ciepła problemem była nie tylko ograniczona przestrzeń, ale również optymalny stosunek wydajności chłodzenia do straty ciśnienia oleju. Aby sprostać wymogom ochrony środowiska kompletny moduł filtracji oleju został wykonany z wysoko wytrzymałych tworzyw sztucznych, aluminium i stali, bez materiałów potencjalnie niebezpiecznych, takich jak chrom VI czy ołów.

Kompaktowy silnik o pojemności 1,4 do 1,6 litra do nowego MINI ze zintegrowanym modułem filtracji oleju produkcji Sogefi Filter Division.

Kompaktowy moduł i w pełni syntetyczny materiał filtracyjny
Moduł filtracji oleju został zaopatrzony również w zawór bocznikowy, co umożliwia ciągły dopływ oleju do silnika nawet, gdy filtr został zablokowany na skutek zbyt późnej wymiany. W module zintegrowano również zawór zwrotny, który zapobiega powrotowi oleju podczas przestoju silnika. Oprócz optymalnego wykorzystania miejsca, projekt modułu eliminuje również różnego rodzaju miejsca połączeń, takie jak uszczelki czy przewody łączące. Pozwala to wyeliminować nie tylko potencjalne źródła zagrożenia, ale również umożliwia dalszą redukcję masy. Dzięki wspólnej zabudowie poszczególnych elementów w obudowie z aluminiowego odlewu możliwa była dalsza redukcja przestrzeni, którą zajmuje moduł. W przypadku materiału filtracyjnego, oprócz specjalnego plisowania w harmonijkę, konieczne było spełnienie również innych wymogów. Jednym z nich była wysoka wytrzymałość wynikająca z faktu, iż silnik czterocylindrowy wymaga nadzwyczaj dużych prędkości przepływu oleju. Dodatkowo, komponenty chemiczne stosowane w nowoczesnych olejach silnikowych mają negatywny wpływ na żywotność celulozy. Z tego względu zdecydowano się na całkowicie syntetyczny materiał, dzięki któremu możliwa jest wymiana filtra co 30 000 km oraz utrzymanie bezpiecznych, a co najważniejsze stałych, parametrów przez cały okres użytkowania.

Wygoda dla warsztatu
Wymiana oleju musi być przeprowadzona szybko i czysto, czy raczej takie są wymagania mechaników. W celu sprostania tym wymaganiom moduł filtracji oleju posiada zawór odpływowy, który otwiera się automatycznie w momencie odkręcenia pokrywy filtra. Kanał zintegrowany z obudową zapewnia odpływ oleju do miski. Kiedy zespół pokrywa-filtr jest zamknięty, kanał również pozostaje szczelnie zamknięty. Wkład filtracyjny tu stosowany nazywa się wkładem “eko” ze względu na możliwość jego całkowitego spalenia bez pozostałości. Syntetyczny materiał, z którego wykonano wkład, utrzymywany jest przez zaledwie dwa plastykowe dyski wykonane z poliamidu, co umożliwia bezpieczne dla środowiska usunięcie filtra. Na rynku wtórnym wkład filtracyjny będzie dostępny jako oryginalny filtr do samochodów MINI oraz Peugeot-Citröen krótko po premierze rynkowej. Co więcej, identyczny filtr będzie również dostępny pod marką Purflux.