Eigentlich ist der Ölfilter ein relativ preiswertes Stück Verbrauchsmaterial. Was gibt es schon über den schon gross zu erzählen? Mich hat letzthin überrascht, wieviele Foreneinträge es trotzdem zu diesem Thema gibt. Deshalb hier ein kleiner zusammenfassender Artikel zu dem Thema.
Aufbau eines Ölfilters
Ab der Evo Zeit haben wir Ölfilterpatronen. In diesen ist das Filterpapier, das wie eine Zieharmonika zusammengefaltet ist. Durch diesen Filter wird das heisse Öl gedrückt, die Partikel bleiben im Papier hängen. Dieses Filterpapier (das heutzutage aus einem speziellen Polymer gefertigt ist) kann verschiedene Feinheitsgrade aufweisen. Gemessen wird das in micron (Mikrometer, µm, 1/1000 mm), also der Fähigkeit des Papiers, Fremdstoffe in der Grösse von 30, 10 oder 5 micron aufzufangen.
Im Folgenden verwende ich ein paar schöne Bilder von Nutzer Karl H. (Moderator im TwinCam Forum):
lfilter - Twincam-Forum, das Harley-Forum von Harley-Fans fr Harley-Fans
(Bild Karl H.)
Das menschliche Haar ist 70micron dick, weisse Blutzellen 25micron, Talkum Puder 10micron, Tabakrauch 0.5 micron. Nur um mal eine Vorstellung von den Grössen zu geben.
Sollte das Filterpapier einmal dicht werden, würde kein Öl mehr durch den Filter gehen. Das würde zu Schäden im Motor führen. Um das zu verhindern sind in den meisten Ölfiltern sogenannte Überdruckventile vorhanden. Sollte der Druck durch das verdreckte Filterpapier zu hoch werden, wird das Öl ungefiltert weitergeleitet. Da hat das Überleben des Motors Vorrang vor der Filterung.
30micron EVO
Die Evos hatten durchgängig 30micron Filter (63796-77A). Das war für heutige Verhältnisse relativ grob. Schon damals hatte der K&N Filter nur 16micron, und war damit erheblich feiner (KN-170). Durch die erhöhte Filterfläche hat der K&N Filter aber gleichzeitig auch einen geringeren Durchflusswiderstand als der original Harley EVO Filter.
Der Filter für die Evo hatte auch kein Rückschlagventil, da unnötig. Bei dem TwinCam Motor befindet sich der Ölfilter am Anfang des Ölkreislaufs. Also genau da, wo der volle Druck der Ölpumpe wirkt. Bei der Evo befindet sich der Ölfilter am Ende des Ölkreislaufs. Wenn man in die EVO einen restriktiven Filter einbaut kann es sein, dass der dort herrschende (geringe) Öldruck es nicht schafft, das Öl schnell genug durch den Filter zu pressen. Dann wird der Ölfluss langsamer, das Öl wird heisser.
Im Extremfall baut sich dann in der Leitung so viel Öldruck auf, dass sich Öl in der Nockenwellenkammer sammelt und dann durch die Entlüftung im Luftfilter nach aussen gespuckt wird. Das gibt eine grosse Sauerei. Harley selber empfiehlt zwar den Einsatz des 5 Micron Filters auch für EVOs, ich persönlich würde aber aus obigen Gründen davon absehen und lieber dafür sorgen, dass der Ölfluss in der Evo nicht unnötig gestört wird. Motorhersteller wie S&S schreiben explizit einen 30 Micron Filter für Ihre EVO-Motoren vor.
(Bilder User Harleys, Becks Harley&Buell Forum)
10micron, 5 micron TwinCam
Mit der Einführung des TC Motors wurden die Toleranzen kleiner, die Haltbarkeit im Gegenzug besser. Die ersten TC Motoren (1999 und 2000) fuhren teilweise noch mit dem alten 30 micron Filter. Da sich Schäden am Hydrolifter und an der Nockenwellenplatte häuften, ist die Factory auf 10 micron Filter umgestiegen. (Möglicherweise wurden auch nur die alten 30Micron Bestände aufgebraucht...).
Der TC88 hatte also einen 10micron Filter (Bestellnummer 63798-99). Bei der Umstellung auf die TC96 hat die Factory die Produktion der 10 micron Filter auslaufen lassen zugunsten der 5micron Filter (Bestellnummer 63798-99A). Manche sagen es läge daran, dass die Nockenwellen in den neueren Nockenwellenplatten (die mit dem hydraulischen Nockenwellenkettenspanner) nicht mehr in einem Nadellager laufen, sondern in einer Bronzebuchse, bzw ab 2011 sogar nur auf dem "nackten" Aluminium. Da würde Dreck im Öl sehr schnell zu einem "Ausbüchsen" der Nockenwellen führen.
Die Angabe 5micron ist aber insoweit irreführend, als sie nichts darüber aussagt, wieviele Partikel dieser Grösse tatsächlich vom Papier aufgehalten werden. Das kann von 50% bis 99,9% gehen. Je nach Testverfahren kann also ein Filterhersteller durchaus behaupten, einen 5micron Filter zu verkaufen, der allerdings nur 50% dieser Partikel aufhält. Andererseits kann ein guter 10micron Filter durchaus 90% aller 5micron Partikel aufhalten.
Die Hersteller wären sehr wohl in der Lage, nähere Angaben darüber auf die Verpackung zu schreiben, was aber unterbleibt. Bisher wurden die micron Werte durch einen einfachen Durchlauftest festgestellt, der aber nicht sehr praxisnah war. Es gibt mittlerweile Testmethoden, die einen mehrfachen Druchlauf des kontaminierten Öls erfordern, um dann Messergebnisse zu liefern (SAU J1858, ISO 4548-12...).
http://www.aftermarketsuppliers.org/...ish/89-5R3.pdf
Bei diesen Tests kommt ein sogenannter Beta-Koeffizient heraus: βx = (# Partikel vor dem Filter / # Partikel nach dem Filter) (in der Grösse x nach ISO 16889)). Damit kommt man zu folgender Tabelle:
Eine aussagekräftige Bezeichnung für Ölfilter wäre nach ISO demnach: β 5/10/20 = 2/20/75. Das würde bedeuten, das 50% der 5micron Partikel, 95% der 10 micron ind 98,7% der 20 micron Partikel gefiltert werden würden.
Vielleicht wird diese Bezeichnung ja einmal Rechtskräftig werden. Oder eine ähnliche mit den direkten Prozentangaben. Der Harley Premium Ölfilter hat nominal 5 micron, was bedeutet, dass er (nur) 50% aller 5micron Partikel auffängt (Beta-Koeffizient =2). Dieser Filter wird übrigens von dem Filterfabrikanten Champion hergestellt.
Da ein 5micron Filter einen deutlich höheren Widerstand hat als ein 30 micron Filter, darf dieser nicht ohne weiteres in EVO Motoren (Evo Twins und Sportster) verwendet werden.
Die Filterfläche
Solange man den (gebrauchten) Filter nicht aufsägt und nachschaut weiss man nicht, wieviel Filterpapier eigentlich in der Dose enthalten ist. In folgendem Artikel hat sich mal jemand die Mühe gemauch, einige Motorradfilter aufzuschneiden und nachzumessen.
Motorcycle Oil Filters & Air Filters
Heraus kam, das manche Filter die Standardfläche von 80 sqi (500mm2) einhalten, die Bandbreite aber je nach Hersteller zwischen 36 squi (230 mm2) und 110 squi (710 mm2) schwankt. Das liegt daran, dass gerade die synthetischen 5micron Filter relativ teuer sind.
Der von mir sehr geschätzte Author Donny Petersen hat mal ein informatives Filmchen über Ölfilter gedreht, in dem er auch einige Ölfilter aufgschnitten und vermessen hat:
Biker TV -Techline w/ Donny Petersen -ep 5 - YouTube
Er kam bei seinen Messungen auf folgende Werde: HD-Filter 63squi (410cm2), Fram 101 squi, K&N 163squi (1050 cm2 !!!). Ich werde mir wohl mal demnächst selber mal die Mühe machen, alte Filter aufzuschneiden und zu vermessen.
Ein enger Micron Filter ohne ausreichende Fläche ist murks. Er wird zu schnell zugehen, bzw. in der Filterleistung rapide nachlassen. Irgendwann geht dann das Überdruckventil auf, und der Filter filtert gar nix mehr.
Eigene Messungen
Ich habe angefangen, die eigenen Filter zu zerlegen und nachzumessen. Dafür muss man sie zerlegen. Am besten geht das, wenn man den Ölfilter in einen Schraubstock einspannt und mit einem Kettenrohrschneider die Dose aufsägt. Wenn man nicht vorhat, diese Aktion öfter zu machen, dann kann man das aber auch mit einer Metallsäge oder einem Blechknabber machen:
Auspuff Kettenrohrschneider - Kettenrohrabschneider: Amazon.de: Baumarkt
Harley 5 Micron
Zuerst der Harley 5 Micron Filter. Er ist sehr massiv gebaut. Auf den Bildern fehlt die (vorhandene) Rücklaufsicherung aus Silikon. Des Filterband steckt in einer massiv gebauten Blechkassette. Der Filter selber besteht aus stabilem Drahtgewebe, auf das ein synthetisches Filtermaterial aufgebracht ist. Wenn man das Filtermaterial von dem Drahtgewebe abzieht wird man feststellen, dass zwischen zwei Fliesschichten eine dünne Filterpapierschicht ist, welche offensichtlich die 5 Micron Feinheit des Filters sicherstellt. Was aber auch heisst, dass die innere Vliesschicht praktisch ungenutzt bleibt.
(Bild Karl H.)
Die Grösse des Filters ist 83cm*5cm = 415cm2. Das bestätigt die Messung von Donny Petersen. Der Grundsätzliche Aufbau und die Filterfläche ist diesebe wie bei den alten EVO-Filtern. Das Filterband ist oben und unten mit den Blechdeckeln der Kassette verklebt, was das Auseinandernehmen relativ mühsam macht. Wenn man das Filtermaterial dann mal raus hat wird man feststellen, dass die Inspektion gegen das Sonnenlicht (siehe Video) nix bringt; das Material ist schlicht zu dick. Zudem tropft die ganze Zeit die alte Ölsuppe von dem getränkten Material.
Alles in Allem ist der Harley Filter SEHR stabil gebaut. Ich hätte mir aber eher gewünscht, dass man die Innereien dieses Wegwerfteils leichter baut, aber dafür mehr Filtermaterial verwendet wird.
Revtech 10 Micron Magnetic
Als nächstes habe ich den Revtech Ölfilter aufgeschnitten. Er ist etwas einfacher gebaut als der Harley Filter. Es gibt auch hier ein Rückschlagventil, das bei stehender Maschine das zurücklaufen des gebrauchten Öls verhindert. Das Öl-Überdruckventil ist wie bei Harley ein Top Valve Typ, aber hier mit einer Schraubfeder hinter der Filterdose, statt mit einem federnden Blech wie bei Harley. Das ist gut.
Die Filterfläche besteht aus einem homogenen Material und ist sehr dicht und regelmässig gefaltet. Die Filterfläche ist 115*5cm= 575cm2. Das sind 38% mehr als bei Harley. Das ist besonders gut. Da das Filtermaterial nicht aus mehreren Lagen besteht, kann man es sehr gut gegen das Licht halten und nach Fremdkörpern und besonderen Anzeichen absuchen. Ich habe an der Aussenseite die kleingefrästen Reste eines aufgelösten Nockenwellen-Kettenspanners gefunden.
In der Mitte der Öldose ist der Magnet eingebaut, der die Eisenhaltigen Verschmutzungen festhält. Auch das ist sehr gut.
Überdruckventil, Bypass-Ventil
Da immer die Möglichkeit besteht, dass ein Filter durch zu viel Dreck im Öl verstopft, ist in jedem handelsüblichen Ölfilter eine Sicherung eingebaut, eine sogenanntes Überdruckventil. Wenn die Druckdifferenz zwischen Einlauf und Auslass zu hoch wird (das Filtermaterial also zu verdreckt ist), öffnet sich das Ventil und lässt das Öl ungefiltert durch. Das soll verhindern, dass der Motor trockenläuft und Schäden entstehen. Der normale Druckabfall bei einem sauberen Filter und warmen Öl beträgt 1-3 psi.
Diese Bypass-Ventile sind verschieden aufwendig gebaut, und auch über den Differenzdruck, bei dem das Ventil öffnet, bekommt man keine Auskunft. Es ist bisher nur bekannt, dass der 5micron Harley Filter einen relativ hohen Bypassdruck von 11psi hat (obwohl die verbaute Feder einen Druck von 60psi hat), damit auch das kalte, dicke Öl durch den Filter gedrückt wird. Autofilter haben einen Bypassdruck von 8psi, was bei deren Verwendung dazu führen könnte, dass im kalten Zustand das Öl ungefilter durch den Motor läuft. So ein niedriger Bypassdruck würde nur dann funktionieren, wenn diese Filter eine doppelte Fläche hätte und damit dem kalten nur einen geringeren Widerstand bieten würde (was theoretisch durchaus möglich wäre).
Harley super 5 oil filter specs, a correction. - The V-Twin Motorcycle Enthusiasts Forum
Man kann also mit einer grösserer Filterfläche den notwendigen Bypassdruck verringern. Trotzdem braucht man sich keine Illusionen zu machen. Wenn der Motor Kalt ist, wird das Öl auf jeden Fall durch den Bypass gehen und ungefiltert in den Motor kommen. Hier eine Graphik, welche beidspielhaft die Viskositäten bei kühlen Temperaturen zeigt. Bei 0°C liegt die Viskosität auch beim besten Öl bei 1000!. Statt bei 20, wie es bei 100°C der Fall ist. Das geht durch keinen Ölfilter mehr durch. Deshalb ist es auch immer eine gute Idee, den Motor warmzufahren, bevor man ihn belastet:
(http://www.widman.biz/uploads/Corvair_oil.pdf)
Top Valve, Bottom Valve
(Bild Karl H.)
"Das Foto zeigt links ein Top-Valve (Bauart H-D) aus einem Delo-Filter und rechts ein Bottom Valve (Bauart Champion, Polo und Louis) ebenfalls aus einem Delo-Filter (Interessanterweise haben beide Filter die gleiche Teilenummer. Man muss wohl nicht erwähnen, dass das rechte Ventil jüngeren Datums ist...). Der Unterschied im maximalen Öffnungsquerschnitt ist beträchtlich. In Summe gibt das linke Ventil 160mm2 frei, das rechte nur 64mm2!Welches Ventil der Filter hat erkennt man relativ leicht beim Blick durch das zentrale Schraubloch des Filters: Ein Bottom Valve sitzt mittig am Boden der Filterpatrone, und man erkennt das zylindrische Gehäuse der Druckfeder."
Hier nochmal eine graphische Darstellung des Unterschiedes. Bei dem Top Valve (dem grossen Ventil) wird das heisse Öl im Falle einer Verstopfung schon vor dem Eintritt in den Filter zurückgeleitet. Bei dem Bottom Valve läuft das Öl noch einmal an den den bereits verdreckten Ölfilterflächen vorbei und nimmt dabei eventuell alte Schmutzreste mit.
Oil filters | Uniflux filters, oil filters, air filters, fuel fielters, other filters
Hier noch ein Filmchen über das Innenleben des Harley Ölfilters:
Chrom oder nicht Chrom, das ist hier...
Üblicherweise sind die Ölfilter für die Harley verchromt. Das sieht besser aus und ist auch teurer. Technisch wäre es aber sinnvoll, einen schwarzlackierten Ölfilter zu nehmen, da dieser die Wärme viel besser abstrahlt wie eine verchromte Fläche. Da unser TC Motor sowieso zu heiss läuft, wäre ein schwarzer Ölfilter eine zusätzliche Massnahme zum besseren Wärmehaushalt, der auch noch Geld spart. Zudem kann man auf diese schwarze Oberfläche eine IR-Thermometerpistole halten, um auf die schnelle die aktuelle Öltemperatu zu messen.
Die Chromqualität ist verschieden. Hier mal eine Abbildung der HD-Ölfilter (links) und der Champion-Ölfilter (rechts):
(Bilder Karl H.)
Magnete
Mit dem Aufkommen extrem kleiner und starker Magnete wurde es auch möglich, den Ölfilter mit solchen auszustatten. Eisenhaltige Teile (die deutlich härter sind als Aluminiumabrieb), werden durch diese Magnete angezogen und bleiben an der metallischen Wandung der Filterpatrone kleben, ohne dass sie das Filterpapier zukleistern.
Solche Magnete gibt es zum Nachrüsten. Es ist wie ein mit Magneten besetztes Armband, was um die Ölpatrone gelegt wird. Leider lassen es die Platzverhältnisse bei der Harley nicht immer zu, diese einfache Lösung zu nehmen. Andere Hersteller (z.b. Revtech) bauen die Magnete gleich ein. Eine sinnige zusätzliche Sicherheitsmassnahme, die wenig Geld kostet.
Oil Filter Magnet, Magnetic Oil Filter, Oil Filer Magnet device, Magiko magnet manufacturer and exporter - Dailymag Magnetics
Man könnte aber durchaus auch einen kleinen Super-Magneten (selten Erden) an den magnetischen Ölfilter schnappen lassen. Hat wahrscheinlich denselben Effekt.
Wiederverwendbare Ölfilter
Von mindestens zwei Firmen gibt es Ölfilter, die vom Benutzer zerlegbar und auswaschbar sind. Leider liegt die Maschenweite des Edelstahlgewebes bei 25-50 micron. Also deutlich zu viel für den TC Motor. Für den EVO könnten diese Filter brauchbar sein.
Die Reinigung ist ohne Druckluft nicht möglich, und auch eine ziemliche Sauerei. Auch ein Bypass ist nicht eingebaut. Wegen der groben Maschenweite fliesst das Öl sehr viel leichter durch den Filter, der Gegendruck ist deutlich geringer. Und das obwohl die Filterfläche der Edelstahlfilter deutlich geringer ist wie die Fläche von hochwertigen Wegwerffilter.
Zudem sollte man folgendes bedenken: Wenn ein Teilchen in der 3-dimensionalen Papierstruktur gefangen wird, kann das Öl darum herumfliessen. Wenn das gleiche Teilchen durch eines der lasergeschnittenen Löcher im Edelstahlgewebe aufgefangen wurde, ist dieses Loch schlicht verstopft.
K&P Engineering's Reusable Oil Filter
Harley Davidson Engine parts - Custom parts by Pegasus Performance
Sportster Filter
Wenn mamn einen K&N Ölfilter einsetzen will, hat man die Wahl zwischen dem KN-170 (ohne Drainback Filter) und dem KN-171 (mit Drainback Filter).
Bei allen für den TwinCam geeigneten Filtern ist so ein Drainback eingebaut und auch notwendig (siehe oben). Bei den Evos, wo der Filter am Ende des Ölkreislaufs liegt, darf man keine solche Valve verwenden. Sie wäre auch nutzlos.
Diese K&N Filter sind gut für Evos, aber ungeeignet für Twincams, da deren Filterweite bei 16 micron liegt (Harley 5 micron).
Bei den Sportstern (die eigentlich Evo Motoren sind) , fliesst das Öl zuerst durch den Ölfilter wie bei den TCs. Andererseits ist bereits im Sportster Ölfilteradapter ein Rückschlagventil eingebaut, dass bei 10-13psi (XL) bzw 5-7psi (XR) öffnet. Das macht das Drainback Ventil im Ölfilter obsolet. Also kann man bei der Sportster auch den einfacheren KN-170 verwenden.
Wenn kein KN-170 mehr vorhanden ist, dann darf man aber auch den KN-171 nehmen. Die runde Silikon-Dichtlippe kann man mit einer spitzen Zange rausziehen...
Shovelhead 80-85
Harley hatte die Idee, bei den Shovelheads dieser Jahrgänge metrische Ducati Filter einzusetzen. Diese haben ein metrisches Gewinde M16*1,5. Der Rest der Welt hatte/hat weiterhin das übliche Zollgewinde 3/4"-16. Diese Filter haben deshalb auch eine eigene Bestellnummer: 63810-80A. Sie waren auch kürzer als die gebräuchlichen Ölfilter. Oft wurden Sie auch in Aftermarket Öltanks eingebaut.
Da bei der Shovelhead der Ölfilter auch am Ende der Ölförderkette steht, also unter Low Pressure arbeitet, brauchen/haben sie genauso wie die EVO Filter keine Drainback Ventil. Sollte so ein Filter doch mal eines haben, dann kann man es mit einer spitzen Zange entfernen (gelber Silikon Ring). Von K&N gibt es einen passenden Typ in Black und Chrome: KN-172 B (C)-
Fazit
Grundsätzlich ist es erstmal eine gute Idee, einen möglichst feinen Filter zu verwenden. Da man aber nie weiss, wieviel Filterfläche verbaut wurde (oder gar was der Beta-Koeffizient dieses Filters ist) kann dieser Wert nicht alleine entscheidend sein.
Ölfilter sind ein Verschleissteil, dass alle 8000km gewechselt wird (also bei jedem Ölwechsel). Ich nehme die Revtech Magnetic Ölfilter:my-twinparts.de - Ölfilter Schwarz.
Der hat unter 10 micron, was völlig reicht. Dazu sind starke Magnete eingebaut, welche auch die allerfeinsten Eisenhaltigen veschmutzungen zurückhalten. Und natürlich hat dieser Filter einen Bypass (überdruckventil), falls der Ölfilter verstopfen sollte. Und der Preis ist moderat. Da ich einen Ölkühler verbaut habe leiste ich mir den Luxus der Chromversion.
Es gibt mittlerweile auch 5 micron Filter von anderen Herstellern auf dem Markt. Die müssten dann eigentlich eine doppelt so grosse Fläche haben, um keinen deutlich höheren Widerstand zu erzeugen. Und das glaube ich schlicht nicht. Die haben höchstens 30% mehr, denn mehr passt entweder gar nicht mehr in die Dose, oder wäre zu teuer in der Herstellung.
Der Harley 5 micron Filter hat dagegen sogar weniger als die Branchenüblichen 500cm2 an Filterfläche. Trotzdem kann man den HD-Filter nehmen. So teuer ist der auch nicht. Und Harley verbaut ihn. Einen Fehler macht man damit nicht. Ich nehme den Revtech Filter, weil er bei ähnlicher Filterleistung 1/3 mehr Filterfläche und den Magneten eingebaut hat (der aber nur bei eisenmetallen wirkt). Aus rein physikalischen Gründen wird dieser Filter m.E. ein bischen besser Filtern. Und er ist halb so teuer.
Was ich gar nicht nehmen würde sind Autofilter oder irgendwelche unspezifizierten Fremdmarken. Es sei denn es ist weit und breit kein Originalteil verfügbar.
Update 2021
Mittlerweile ist der Revtech Filter, den ich verwendet habe nur noch schwer zu bekommen. Nach Abwägung aller Umstände bin ich auf den K&N-171B umgestiegen. Die Filterleistung ist ausreichend, dafür ist die Filterfläche gross, einen preiswerten Neodym Magneten kann man an die Aussenhülle des Filters pappen. Der 17mm Schraubkopf hilft sehr bei der Montage des Filters, speziell bei den verbauten TC Motoren, bei denen man manchmal sogar den Kurbelwellensensor ausbauen muss, um an den Filter zu kommen. Für mich ein wesentliches Argument.
https://www.louis.de/artikel/k-n-pat...umber=10050991
Hier ein Statement von K&N:
https://www.hdforums.com/forum/oil-a...fications.html
"The KN-171 filter has a nominal micron rating of 25, meaning it will capture 25 micron particles with at least 50% efficiency. The filtration efficiency of the KN-171 at 5 microns is 3%. The KN-171 also has 165 sq.in. of filter area, partially the reason it flows 25% better than the OE, paired with a bypass that opens at 14psi. The equivalent Harley Davidson filter is 95.8% efficient at 5 microns and 98.6% at 25 microns. It also has 63 sq.in. of media and a bypass that opens at 10psi. This means the Harley filter will run in bypass mode for a significant portion of its installed life, whereas the K&N will allow oil to flow through the filter for a longer period of time."
Es ist eben so, das man entweder einen sehr feinen Filter hat, der schnell zu geht, oder einen etwas gröberen mit viel Filterfläche, bei dem das Öl praktisch immer gefiltert wird und nicht der Bypass die meiste Zeit aktiv ist.
Der grösste Vorteil des K&N ist, das er 50% mehr Filterfläche als der original Harley Filter hat. Wenn alle Stricke reissen ist das der entscheidende Faktor:
Links
Oil Filters Revealed - MiniMopar Resources
Champion Laboratories Inc. - Technical Bulletins
Motorcycle Oil Filters & Air Filters
© 2012, Peter Viczena
Aufbau eines Ölfilters
Ab der Evo Zeit haben wir Ölfilterpatronen. In diesen ist das Filterpapier, das wie eine Zieharmonika zusammengefaltet ist. Durch diesen Filter wird das heisse Öl gedrückt, die Partikel bleiben im Papier hängen. Dieses Filterpapier (das heutzutage aus einem speziellen Polymer gefertigt ist) kann verschiedene Feinheitsgrade aufweisen. Gemessen wird das in micron (Mikrometer, µm, 1/1000 mm), also der Fähigkeit des Papiers, Fremdstoffe in der Grösse von 30, 10 oder 5 micron aufzufangen.
Im Folgenden verwende ich ein paar schöne Bilder von Nutzer Karl H. (Moderator im TwinCam Forum):
lfilter - Twincam-Forum, das Harley-Forum von Harley-Fans fr Harley-Fans
(Bild Karl H.)
Das menschliche Haar ist 70micron dick, weisse Blutzellen 25micron, Talkum Puder 10micron, Tabakrauch 0.5 micron. Nur um mal eine Vorstellung von den Grössen zu geben.
Sollte das Filterpapier einmal dicht werden, würde kein Öl mehr durch den Filter gehen. Das würde zu Schäden im Motor führen. Um das zu verhindern sind in den meisten Ölfiltern sogenannte Überdruckventile vorhanden. Sollte der Druck durch das verdreckte Filterpapier zu hoch werden, wird das Öl ungefiltert weitergeleitet. Da hat das Überleben des Motors Vorrang vor der Filterung.
30micron EVO
Die Evos hatten durchgängig 30micron Filter (63796-77A). Das war für heutige Verhältnisse relativ grob. Schon damals hatte der K&N Filter nur 16micron, und war damit erheblich feiner (KN-170). Durch die erhöhte Filterfläche hat der K&N Filter aber gleichzeitig auch einen geringeren Durchflusswiderstand als der original Harley EVO Filter.
Der Filter für die Evo hatte auch kein Rückschlagventil, da unnötig. Bei dem TwinCam Motor befindet sich der Ölfilter am Anfang des Ölkreislaufs. Also genau da, wo der volle Druck der Ölpumpe wirkt. Bei der Evo befindet sich der Ölfilter am Ende des Ölkreislaufs. Wenn man in die EVO einen restriktiven Filter einbaut kann es sein, dass der dort herrschende (geringe) Öldruck es nicht schafft, das Öl schnell genug durch den Filter zu pressen. Dann wird der Ölfluss langsamer, das Öl wird heisser.
Im Extremfall baut sich dann in der Leitung so viel Öldruck auf, dass sich Öl in der Nockenwellenkammer sammelt und dann durch die Entlüftung im Luftfilter nach aussen gespuckt wird. Das gibt eine grosse Sauerei. Harley selber empfiehlt zwar den Einsatz des 5 Micron Filters auch für EVOs, ich persönlich würde aber aus obigen Gründen davon absehen und lieber dafür sorgen, dass der Ölfluss in der Evo nicht unnötig gestört wird. Motorhersteller wie S&S schreiben explizit einen 30 Micron Filter für Ihre EVO-Motoren vor.
(Bilder User Harleys, Becks Harley&Buell Forum)
10micron, 5 micron TwinCam
Mit der Einführung des TC Motors wurden die Toleranzen kleiner, die Haltbarkeit im Gegenzug besser. Die ersten TC Motoren (1999 und 2000) fuhren teilweise noch mit dem alten 30 micron Filter. Da sich Schäden am Hydrolifter und an der Nockenwellenplatte häuften, ist die Factory auf 10 micron Filter umgestiegen. (Möglicherweise wurden auch nur die alten 30Micron Bestände aufgebraucht...).
Der TC88 hatte also einen 10micron Filter (Bestellnummer 63798-99). Bei der Umstellung auf die TC96 hat die Factory die Produktion der 10 micron Filter auslaufen lassen zugunsten der 5micron Filter (Bestellnummer 63798-99A). Manche sagen es läge daran, dass die Nockenwellen in den neueren Nockenwellenplatten (die mit dem hydraulischen Nockenwellenkettenspanner) nicht mehr in einem Nadellager laufen, sondern in einer Bronzebuchse, bzw ab 2011 sogar nur auf dem "nackten" Aluminium. Da würde Dreck im Öl sehr schnell zu einem "Ausbüchsen" der Nockenwellen führen.
Die Angabe 5micron ist aber insoweit irreführend, als sie nichts darüber aussagt, wieviele Partikel dieser Grösse tatsächlich vom Papier aufgehalten werden. Das kann von 50% bis 99,9% gehen. Je nach Testverfahren kann also ein Filterhersteller durchaus behaupten, einen 5micron Filter zu verkaufen, der allerdings nur 50% dieser Partikel aufhält. Andererseits kann ein guter 10micron Filter durchaus 90% aller 5micron Partikel aufhalten.
Die Hersteller wären sehr wohl in der Lage, nähere Angaben darüber auf die Verpackung zu schreiben, was aber unterbleibt. Bisher wurden die micron Werte durch einen einfachen Durchlauftest festgestellt, der aber nicht sehr praxisnah war. Es gibt mittlerweile Testmethoden, die einen mehrfachen Druchlauf des kontaminierten Öls erfordern, um dann Messergebnisse zu liefern (SAU J1858, ISO 4548-12...).
http://www.aftermarketsuppliers.org/...ish/89-5R3.pdf
Bei diesen Tests kommt ein sogenannter Beta-Koeffizient heraus: βx = (# Partikel vor dem Filter / # Partikel nach dem Filter) (in der Grösse x nach ISO 16889)). Damit kommt man zu folgender Tabelle:
Eine aussagekräftige Bezeichnung für Ölfilter wäre nach ISO demnach: β 5/10/20 = 2/20/75. Das würde bedeuten, das 50% der 5micron Partikel, 95% der 10 micron ind 98,7% der 20 micron Partikel gefiltert werden würden.
Vielleicht wird diese Bezeichnung ja einmal Rechtskräftig werden. Oder eine ähnliche mit den direkten Prozentangaben. Der Harley Premium Ölfilter hat nominal 5 micron, was bedeutet, dass er (nur) 50% aller 5micron Partikel auffängt (Beta-Koeffizient =2). Dieser Filter wird übrigens von dem Filterfabrikanten Champion hergestellt.
Da ein 5micron Filter einen deutlich höheren Widerstand hat als ein 30 micron Filter, darf dieser nicht ohne weiteres in EVO Motoren (Evo Twins und Sportster) verwendet werden.
Die Filterfläche
Solange man den (gebrauchten) Filter nicht aufsägt und nachschaut weiss man nicht, wieviel Filterpapier eigentlich in der Dose enthalten ist. In folgendem Artikel hat sich mal jemand die Mühe gemauch, einige Motorradfilter aufzuschneiden und nachzumessen.
Motorcycle Oil Filters & Air Filters
Heraus kam, das manche Filter die Standardfläche von 80 sqi (500mm2) einhalten, die Bandbreite aber je nach Hersteller zwischen 36 squi (230 mm2) und 110 squi (710 mm2) schwankt. Das liegt daran, dass gerade die synthetischen 5micron Filter relativ teuer sind.
Der von mir sehr geschätzte Author Donny Petersen hat mal ein informatives Filmchen über Ölfilter gedreht, in dem er auch einige Ölfilter aufgschnitten und vermessen hat:
Biker TV -Techline w/ Donny Petersen -ep 5 - YouTube
Er kam bei seinen Messungen auf folgende Werde: HD-Filter 63squi (410cm2), Fram 101 squi, K&N 163squi (1050 cm2 !!!). Ich werde mir wohl mal demnächst selber mal die Mühe machen, alte Filter aufzuschneiden und zu vermessen.
Ein enger Micron Filter ohne ausreichende Fläche ist murks. Er wird zu schnell zugehen, bzw. in der Filterleistung rapide nachlassen. Irgendwann geht dann das Überdruckventil auf, und der Filter filtert gar nix mehr.
Eigene Messungen
Ich habe angefangen, die eigenen Filter zu zerlegen und nachzumessen. Dafür muss man sie zerlegen. Am besten geht das, wenn man den Ölfilter in einen Schraubstock einspannt und mit einem Kettenrohrschneider die Dose aufsägt. Wenn man nicht vorhat, diese Aktion öfter zu machen, dann kann man das aber auch mit einer Metallsäge oder einem Blechknabber machen:
Auspuff Kettenrohrschneider - Kettenrohrabschneider: Amazon.de: Baumarkt
Harley 5 Micron
Zuerst der Harley 5 Micron Filter. Er ist sehr massiv gebaut. Auf den Bildern fehlt die (vorhandene) Rücklaufsicherung aus Silikon. Des Filterband steckt in einer massiv gebauten Blechkassette. Der Filter selber besteht aus stabilem Drahtgewebe, auf das ein synthetisches Filtermaterial aufgebracht ist. Wenn man das Filtermaterial von dem Drahtgewebe abzieht wird man feststellen, dass zwischen zwei Fliesschichten eine dünne Filterpapierschicht ist, welche offensichtlich die 5 Micron Feinheit des Filters sicherstellt. Was aber auch heisst, dass die innere Vliesschicht praktisch ungenutzt bleibt.
(Bild Karl H.)
Die Grösse des Filters ist 83cm*5cm = 415cm2. Das bestätigt die Messung von Donny Petersen. Der Grundsätzliche Aufbau und die Filterfläche ist diesebe wie bei den alten EVO-Filtern. Das Filterband ist oben und unten mit den Blechdeckeln der Kassette verklebt, was das Auseinandernehmen relativ mühsam macht. Wenn man das Filtermaterial dann mal raus hat wird man feststellen, dass die Inspektion gegen das Sonnenlicht (siehe Video) nix bringt; das Material ist schlicht zu dick. Zudem tropft die ganze Zeit die alte Ölsuppe von dem getränkten Material.
Alles in Allem ist der Harley Filter SEHR stabil gebaut. Ich hätte mir aber eher gewünscht, dass man die Innereien dieses Wegwerfteils leichter baut, aber dafür mehr Filtermaterial verwendet wird.
Revtech 10 Micron Magnetic
Als nächstes habe ich den Revtech Ölfilter aufgeschnitten. Er ist etwas einfacher gebaut als der Harley Filter. Es gibt auch hier ein Rückschlagventil, das bei stehender Maschine das zurücklaufen des gebrauchten Öls verhindert. Das Öl-Überdruckventil ist wie bei Harley ein Top Valve Typ, aber hier mit einer Schraubfeder hinter der Filterdose, statt mit einem federnden Blech wie bei Harley. Das ist gut.
Die Filterfläche besteht aus einem homogenen Material und ist sehr dicht und regelmässig gefaltet. Die Filterfläche ist 115*5cm= 575cm2. Das sind 38% mehr als bei Harley. Das ist besonders gut. Da das Filtermaterial nicht aus mehreren Lagen besteht, kann man es sehr gut gegen das Licht halten und nach Fremdkörpern und besonderen Anzeichen absuchen. Ich habe an der Aussenseite die kleingefrästen Reste eines aufgelösten Nockenwellen-Kettenspanners gefunden.
In der Mitte der Öldose ist der Magnet eingebaut, der die Eisenhaltigen Verschmutzungen festhält. Auch das ist sehr gut.
Überdruckventil, Bypass-Ventil
Da immer die Möglichkeit besteht, dass ein Filter durch zu viel Dreck im Öl verstopft, ist in jedem handelsüblichen Ölfilter eine Sicherung eingebaut, eine sogenanntes Überdruckventil. Wenn die Druckdifferenz zwischen Einlauf und Auslass zu hoch wird (das Filtermaterial also zu verdreckt ist), öffnet sich das Ventil und lässt das Öl ungefiltert durch. Das soll verhindern, dass der Motor trockenläuft und Schäden entstehen. Der normale Druckabfall bei einem sauberen Filter und warmen Öl beträgt 1-3 psi.
Diese Bypass-Ventile sind verschieden aufwendig gebaut, und auch über den Differenzdruck, bei dem das Ventil öffnet, bekommt man keine Auskunft. Es ist bisher nur bekannt, dass der 5micron Harley Filter einen relativ hohen Bypassdruck von 11psi hat (obwohl die verbaute Feder einen Druck von 60psi hat), damit auch das kalte, dicke Öl durch den Filter gedrückt wird. Autofilter haben einen Bypassdruck von 8psi, was bei deren Verwendung dazu führen könnte, dass im kalten Zustand das Öl ungefilter durch den Motor läuft. So ein niedriger Bypassdruck würde nur dann funktionieren, wenn diese Filter eine doppelte Fläche hätte und damit dem kalten nur einen geringeren Widerstand bieten würde (was theoretisch durchaus möglich wäre).
Harley super 5 oil filter specs, a correction. - The V-Twin Motorcycle Enthusiasts Forum
Man kann also mit einer grösserer Filterfläche den notwendigen Bypassdruck verringern. Trotzdem braucht man sich keine Illusionen zu machen. Wenn der Motor Kalt ist, wird das Öl auf jeden Fall durch den Bypass gehen und ungefiltert in den Motor kommen. Hier eine Graphik, welche beidspielhaft die Viskositäten bei kühlen Temperaturen zeigt. Bei 0°C liegt die Viskosität auch beim besten Öl bei 1000!. Statt bei 20, wie es bei 100°C der Fall ist. Das geht durch keinen Ölfilter mehr durch. Deshalb ist es auch immer eine gute Idee, den Motor warmzufahren, bevor man ihn belastet:
(http://www.widman.biz/uploads/Corvair_oil.pdf)
Top Valve, Bottom Valve
(Bild Karl H.)
"Das Foto zeigt links ein Top-Valve (Bauart H-D) aus einem Delo-Filter und rechts ein Bottom Valve (Bauart Champion, Polo und Louis) ebenfalls aus einem Delo-Filter (Interessanterweise haben beide Filter die gleiche Teilenummer. Man muss wohl nicht erwähnen, dass das rechte Ventil jüngeren Datums ist...). Der Unterschied im maximalen Öffnungsquerschnitt ist beträchtlich. In Summe gibt das linke Ventil 160mm2 frei, das rechte nur 64mm2!Welches Ventil der Filter hat erkennt man relativ leicht beim Blick durch das zentrale Schraubloch des Filters: Ein Bottom Valve sitzt mittig am Boden der Filterpatrone, und man erkennt das zylindrische Gehäuse der Druckfeder."
Hier nochmal eine graphische Darstellung des Unterschiedes. Bei dem Top Valve (dem grossen Ventil) wird das heisse Öl im Falle einer Verstopfung schon vor dem Eintritt in den Filter zurückgeleitet. Bei dem Bottom Valve läuft das Öl noch einmal an den den bereits verdreckten Ölfilterflächen vorbei und nimmt dabei eventuell alte Schmutzreste mit.
Oil filters | Uniflux filters, oil filters, air filters, fuel fielters, other filters
Hier noch ein Filmchen über das Innenleben des Harley Ölfilters:
Chrom oder nicht Chrom, das ist hier...
Üblicherweise sind die Ölfilter für die Harley verchromt. Das sieht besser aus und ist auch teurer. Technisch wäre es aber sinnvoll, einen schwarzlackierten Ölfilter zu nehmen, da dieser die Wärme viel besser abstrahlt wie eine verchromte Fläche. Da unser TC Motor sowieso zu heiss läuft, wäre ein schwarzer Ölfilter eine zusätzliche Massnahme zum besseren Wärmehaushalt, der auch noch Geld spart. Zudem kann man auf diese schwarze Oberfläche eine IR-Thermometerpistole halten, um auf die schnelle die aktuelle Öltemperatu zu messen.
Die Chromqualität ist verschieden. Hier mal eine Abbildung der HD-Ölfilter (links) und der Champion-Ölfilter (rechts):
(Bilder Karl H.)
Magnete
Mit dem Aufkommen extrem kleiner und starker Magnete wurde es auch möglich, den Ölfilter mit solchen auszustatten. Eisenhaltige Teile (die deutlich härter sind als Aluminiumabrieb), werden durch diese Magnete angezogen und bleiben an der metallischen Wandung der Filterpatrone kleben, ohne dass sie das Filterpapier zukleistern.
Solche Magnete gibt es zum Nachrüsten. Es ist wie ein mit Magneten besetztes Armband, was um die Ölpatrone gelegt wird. Leider lassen es die Platzverhältnisse bei der Harley nicht immer zu, diese einfache Lösung zu nehmen. Andere Hersteller (z.b. Revtech) bauen die Magnete gleich ein. Eine sinnige zusätzliche Sicherheitsmassnahme, die wenig Geld kostet.
Oil Filter Magnet, Magnetic Oil Filter, Oil Filer Magnet device, Magiko magnet manufacturer and exporter - Dailymag Magnetics
Man könnte aber durchaus auch einen kleinen Super-Magneten (selten Erden) an den magnetischen Ölfilter schnappen lassen. Hat wahrscheinlich denselben Effekt.
Wiederverwendbare Ölfilter
Von mindestens zwei Firmen gibt es Ölfilter, die vom Benutzer zerlegbar und auswaschbar sind. Leider liegt die Maschenweite des Edelstahlgewebes bei 25-50 micron. Also deutlich zu viel für den TC Motor. Für den EVO könnten diese Filter brauchbar sein.
Die Reinigung ist ohne Druckluft nicht möglich, und auch eine ziemliche Sauerei. Auch ein Bypass ist nicht eingebaut. Wegen der groben Maschenweite fliesst das Öl sehr viel leichter durch den Filter, der Gegendruck ist deutlich geringer. Und das obwohl die Filterfläche der Edelstahlfilter deutlich geringer ist wie die Fläche von hochwertigen Wegwerffilter.
Zudem sollte man folgendes bedenken: Wenn ein Teilchen in der 3-dimensionalen Papierstruktur gefangen wird, kann das Öl darum herumfliessen. Wenn das gleiche Teilchen durch eines der lasergeschnittenen Löcher im Edelstahlgewebe aufgefangen wurde, ist dieses Loch schlicht verstopft.
K&P Engineering's Reusable Oil Filter
Harley Davidson Engine parts - Custom parts by Pegasus Performance
Sportster Filter
Wenn mamn einen K&N Ölfilter einsetzen will, hat man die Wahl zwischen dem KN-170 (ohne Drainback Filter) und dem KN-171 (mit Drainback Filter).
Bei allen für den TwinCam geeigneten Filtern ist so ein Drainback eingebaut und auch notwendig (siehe oben). Bei den Evos, wo der Filter am Ende des Ölkreislaufs liegt, darf man keine solche Valve verwenden. Sie wäre auch nutzlos.
Diese K&N Filter sind gut für Evos, aber ungeeignet für Twincams, da deren Filterweite bei 16 micron liegt (Harley 5 micron).
Bei den Sportstern (die eigentlich Evo Motoren sind) , fliesst das Öl zuerst durch den Ölfilter wie bei den TCs. Andererseits ist bereits im Sportster Ölfilteradapter ein Rückschlagventil eingebaut, dass bei 10-13psi (XL) bzw 5-7psi (XR) öffnet. Das macht das Drainback Ventil im Ölfilter obsolet. Also kann man bei der Sportster auch den einfacheren KN-170 verwenden.
Wenn kein KN-170 mehr vorhanden ist, dann darf man aber auch den KN-171 nehmen. Die runde Silikon-Dichtlippe kann man mit einer spitzen Zange rausziehen...
Shovelhead 80-85
Harley hatte die Idee, bei den Shovelheads dieser Jahrgänge metrische Ducati Filter einzusetzen. Diese haben ein metrisches Gewinde M16*1,5. Der Rest der Welt hatte/hat weiterhin das übliche Zollgewinde 3/4"-16. Diese Filter haben deshalb auch eine eigene Bestellnummer: 63810-80A. Sie waren auch kürzer als die gebräuchlichen Ölfilter. Oft wurden Sie auch in Aftermarket Öltanks eingebaut.
Da bei der Shovelhead der Ölfilter auch am Ende der Ölförderkette steht, also unter Low Pressure arbeitet, brauchen/haben sie genauso wie die EVO Filter keine Drainback Ventil. Sollte so ein Filter doch mal eines haben, dann kann man es mit einer spitzen Zange entfernen (gelber Silikon Ring). Von K&N gibt es einen passenden Typ in Black und Chrome: KN-172 B (C)-
Fazit
Grundsätzlich ist es erstmal eine gute Idee, einen möglichst feinen Filter zu verwenden. Da man aber nie weiss, wieviel Filterfläche verbaut wurde (oder gar was der Beta-Koeffizient dieses Filters ist) kann dieser Wert nicht alleine entscheidend sein.
Ölfilter sind ein Verschleissteil, dass alle 8000km gewechselt wird (also bei jedem Ölwechsel). Ich nehme die Revtech Magnetic Ölfilter:my-twinparts.de - Ölfilter Schwarz.
Der hat unter 10 micron, was völlig reicht. Dazu sind starke Magnete eingebaut, welche auch die allerfeinsten Eisenhaltigen veschmutzungen zurückhalten. Und natürlich hat dieser Filter einen Bypass (überdruckventil), falls der Ölfilter verstopfen sollte. Und der Preis ist moderat. Da ich einen Ölkühler verbaut habe leiste ich mir den Luxus der Chromversion.
Es gibt mittlerweile auch 5 micron Filter von anderen Herstellern auf dem Markt. Die müssten dann eigentlich eine doppelt so grosse Fläche haben, um keinen deutlich höheren Widerstand zu erzeugen. Und das glaube ich schlicht nicht. Die haben höchstens 30% mehr, denn mehr passt entweder gar nicht mehr in die Dose, oder wäre zu teuer in der Herstellung.
Der Harley 5 micron Filter hat dagegen sogar weniger als die Branchenüblichen 500cm2 an Filterfläche. Trotzdem kann man den HD-Filter nehmen. So teuer ist der auch nicht. Und Harley verbaut ihn. Einen Fehler macht man damit nicht. Ich nehme den Revtech Filter, weil er bei ähnlicher Filterleistung 1/3 mehr Filterfläche und den Magneten eingebaut hat (der aber nur bei eisenmetallen wirkt). Aus rein physikalischen Gründen wird dieser Filter m.E. ein bischen besser Filtern. Und er ist halb so teuer.
Was ich gar nicht nehmen würde sind Autofilter oder irgendwelche unspezifizierten Fremdmarken. Es sei denn es ist weit und breit kein Originalteil verfügbar.
Update 2021
Mittlerweile ist der Revtech Filter, den ich verwendet habe nur noch schwer zu bekommen. Nach Abwägung aller Umstände bin ich auf den K&N-171B umgestiegen. Die Filterleistung ist ausreichend, dafür ist die Filterfläche gross, einen preiswerten Neodym Magneten kann man an die Aussenhülle des Filters pappen. Der 17mm Schraubkopf hilft sehr bei der Montage des Filters, speziell bei den verbauten TC Motoren, bei denen man manchmal sogar den Kurbelwellensensor ausbauen muss, um an den Filter zu kommen. Für mich ein wesentliches Argument.
https://www.louis.de/artikel/k-n-pat...umber=10050991
Hier ein Statement von K&N:
https://www.hdforums.com/forum/oil-a...fications.html
"The KN-171 filter has a nominal micron rating of 25, meaning it will capture 25 micron particles with at least 50% efficiency. The filtration efficiency of the KN-171 at 5 microns is 3%. The KN-171 also has 165 sq.in. of filter area, partially the reason it flows 25% better than the OE, paired with a bypass that opens at 14psi. The equivalent Harley Davidson filter is 95.8% efficient at 5 microns and 98.6% at 25 microns. It also has 63 sq.in. of media and a bypass that opens at 10psi. This means the Harley filter will run in bypass mode for a significant portion of its installed life, whereas the K&N will allow oil to flow through the filter for a longer period of time."
Es ist eben so, das man entweder einen sehr feinen Filter hat, der schnell zu geht, oder einen etwas gröberen mit viel Filterfläche, bei dem das Öl praktisch immer gefiltert wird und nicht der Bypass die meiste Zeit aktiv ist.
Der grösste Vorteil des K&N ist, das er 50% mehr Filterfläche als der original Harley Filter hat. Wenn alle Stricke reissen ist das der entscheidende Faktor:
Links
Oil Filters Revealed - MiniMopar Resources
Champion Laboratories Inc. - Technical Bulletins
Motorcycle Oil Filters & Air Filters
© 2012, Peter Viczena
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