Basiswissen zur Filtration bei Traktoren und Landmaschinen

Arten von Verunreinigungen

Schmutzpartikel (kleiner als 10 Mikron)
Verunreinigungen wie Staub, Pollen oder Schimmel liegen in einem Größenbereich kleiner als 10 Mikron. Ein Mikron entspricht einem Tausendstel Millimeter. Schmutzpartikel dieser Größe verursachen beispielsweise im Schmieröl moderner Dieselmotoren den größten Verschleiß.

Schmutzpartikel (kleiner als 2,5 Mikron)
Verschmutzungen dieser Größe sind für das menschliche Auge nicht sichtbar und können den frühzeitigen Verschleiß wichtiger Komponenten verursachen. Im Bereich der Kraftstoffe kann beispielsweise ein einziger Tankvorgang reichen, dass Partikel dieser Größenordnung in das Kraftstoffsystem gelangen und dieses schädigen. Mögliche Folgen sind eine eingeschränkte Motorleistung, ein erhöhter Kraftstoffverbrauch sowie höhere Kosten durch Verschleiß.

Wasser
Eine weitere und gleichzeitig die häufigste Verunreinigungsart im Dieselkraftstoff ist Wasser. Dieses kommt in freier und emulgierter Form im Kraftstofftank vor und entsteht hauptsächlich durch Kondensation während des Tankvorgangs. Kraftstoffverunreinigungen durch Wasser können zu Schäden an den Einspritzpumpen und -düsen, Korrosion sowie niedrigerer Kraftstoffviskosität führen.

Motorölfilter

Grundsätzlich sorgt Motoröl dafür, dass die beweglichen Motorkomponenten geschmiert werden und Oberflächen voneinander getrennt bleiben. Zusätzlich hat Öl eine kühlende Wirkung, um Überhitzung vorzubeugen. Der Ölfilter reinigt das Motoröl von Schmutzpartikeln wie Metall, Staub und Verbrennungsrückständen. Dies vermeidet Verschleiß und sorgt für eine längere Lebensdauer des Motors. Daher wird empfohlen, den Motorölfilter bei jedem Ölwechsel zu ersetzen.

Die Filterleistung eines Ölfilters wird in drei Parameter unterteilt:

• Die Effizienz beschreibt die kleinste Teilchengröße der Verunreinigungen, die der Filter jederzeit auffangen muss. Eine hohe Effizienz ist ausschlaggebend, um jene Schmutzpartikel zu filtern, die den Verschleiß des Motors beschleunigen.
• Die Kapazität gibt die Menge der Verunreinigungen an, die der Filter laut Erstausrüster-Anforderungen bis zum nächsten Wartungsintervall zurückhalten muss.
• Die Kaltfließfähigkeit verlangt einen möglichst geringen Strömungswiderstand, damit das Schmieröl kontinuierlich durch den Filter strömen kann (auch bei kalten Temperaturen bzw. beim Kaltstart).

Im Falle von vorübergehenden Ölfilterverstopfungen bzw. hoher Ölviskosität (z. B. beim Kaltstart) kann der Ölfilter vorübergehend mithilfe von Bypass-Systemen umgangen werden. Die verlässliche Motorschmierung hat dabei oberste Priorität. Dies kann mithilfe von passenden Bypass-Ventilen bzw. separaten On-Engine-Bypässen umgesetzt werden, die solange aktiv sind, bis die Filter-Einschränkung bzw. die Ölviskosität bestimmte Niveaus erreicht haben.

Kraftstofffilter

Neben der eigentlichen Funktion als Energiequelle des Motors übernimmt Kraftstoff weitere Aufgaben wie Kühlung, Schmierung und Reinigung der Komponenten.

Vor allem im Dieselkraftstoff verursachen Verunreinigungen frühzeitig Verschleiß an den  Komponenten des Kraftstoffsystems. Der Kraftstofffilter sorgt für die Entfernung von Schmutzpartikeln, um das Einspritzsystem und in weiterer Folge den Motor vor Schäden zu schützen.

Für Motoren mit sensiblen Common Rail-Einspritzsystemen (HPCR) wird eine Kombination aus zwei Filtern (Stufe 1: Vorfilter, Stufe 2: Hauptfilter) empfohlen.

Arten von Verunreinigungen im Dieselkraftstoff:

• Wasser (frei und emulgiert, z. B. durch Kondensation)
• Organische Verunreinigungen (z. B. durch Rückstände aus dem Raffinierungsprozess)
• Anorganische Verunreinigungen (z. B. durch Schmutz, Ablagerungen oder Abriebmetalle)

Die zwei Stufen der Kraftstoff-Filtration:

• Stufe 1: Vorfilter (zwischen Fahrzeugtank und Kraftstoffpumpe)
• Stufe 2: Hauptfilter (zwischen Kraftstoffpumpe und Einspritzsystem)

Luftfilter

Bei vielen Einsätzen in der Landwirtschaft entstehen hohe Staubkonzentrationen, die ohne vorhandene Luftfiltration rasch in den Motor gelangen und diesen in kurzer Zeit schädigen würden.

Luftfilter haben daher die Aufgabe, Staubpartikel in der Ansaugluft rechtzeitig zu entfernen, bevor diese den Motor erreichen. Dabei werden unterschiedliche Techniken der Luftfiltration eingesetzt, von integrierten Vorfiltern bis hin zu großen Aufnahmeflächen. Für Arbeiten in hohen Schmutzumgebungen werden zweistufige Luftfilter-Systeme empfohlen. Diese arbeiten mit einem Haupt- und einem Sicherheitselement, filtern dadurch doppelt und bieten den optimalen Schutz gegen Staubpartikel.

Luftfilter werden je nach Schmutzumgebung unterschiedlich stark beansprucht, wodurch sich die Lebensdauer schwer voraussagen lässt. Aus diesem Grund gibt es herstellerseitig vorgegebene Reinigungs- und Wechselintervalle, die je nach Verschmutzungsgrad unterschiedlich ausfallen können.

Mit der Anzahl der Staubpartikel, die der Filter entfernt, steigt der Strömungswiderstand. Der Motor bekommt in Folge weniger Luft zugeführt, was zu Leistungsabfall und erhöhtem Kraftstoffverbrauch führt. Da Verschmutzungen nicht immer mit bloßem Auge festgestellt werden können, schaffen Strömungswiderstandsanzeiger Abhilfe, da sie anzeigen, wann der Filter gewechselt werden sollte.

Hydraulik- und Getriebeölfilter

Je nach Bauart des Traktors bzw. der Landmaschine gibt es entweder einen gemeinsamen oder getrennten Ölhaushalt für Hydraulik und Getriebe.

Hydraulik- und Getriebeölfilter sorgen für die verlässliche Partikelfilterung, um Verschleiß auf Oberflächen zu vermeiden. Der stärkste Abrieb entsteht im Getriebe- bzw. Hydrauliksystem durch Partikel zwischen den beweglichen Teilen, da sie gleichzeitig beide Oberflächen abnutzen. Dieser Abrieb verbleibt im Öl und würde ohne Filterung zu noch höherem Verschleiß führen.