Принцип работы воздушного фильтра – Воздушные фильтры — Система питания карбюраторного двигателя — Система питания — Автомобиль

Воздушный фильтр — Википедия

Автомобильные сухие воздушные фильтры: справа новый, слева — побывавший в эксплуатации.

Воздушный фильтр — элемент воздухоочистителя (бумажный, матерчатый, войлочный, поролоновый, сетчатый или иной), который служит для очистки от пыли (фильтрования) воздуха, подаваемого в помещения системами вентиляции и кондиционирования или используемого в технологических процессах (например, при получении кислорода), в газовых турбинах, в двигателях внутреннего сгорания и др.

Целью является защита людей от пыли и вредных частиц, либо механизмов — от износа и повреждения. Например, износ цилиндро-поршневой группы ДВС определяется попаданием пыли. Выбором нужного фильтра можно задать желаемый ресурс мотора, например, у культиватора, газонокосилки, мотоблока, электрогенератора или мотоцикла. Качественный фильтр продлевает жизнь мотора на 18%.^[1]

По эффективности действия (фильтрующей способности) воздушные фильтры подразделяются на 3 класса.

1. Фильтры 1-го класса практически полностью улавливают пыль всех размеров («абсолютные» фильтры),
2. 2-го класса эффективно улавливают пыль > 1 мкм;
3. 3-го класса > 10 мкм.

Существует много разновидностей воздушных фильтров, отличающихся конструкцией фильтрующего устройства и применяемыми материалами. Распространены волокнистые, масляные и губчатые и другие воздушные фильтры, в которых улавливание пыли происходит при контакте её с поверхностями пор фильтрующего материала (слоя).

По типам воздушные фильтры делятся в соответствии с их принципом работы и материалами, из которых они изготавливаются.

Механические фильтры (фильтры предварительной очистки)[править | править код]

Это самые простые фильтры, применяемые в воздухоочистителях. Они состоят из обычной мелкой сетки и используются в качестве фильтров предварительной очистки. Предназначены для удаления крупных пылевых частиц, шерсти животных. Такие фильтры устанавливаются практически на всем климатическом оборудовании и защищают от пыли не только людей, но и внутренности самих приборов.

Являясь предварительным фильтром, защищает последующие фильтрующие элементы (угольные, HEPA — фильтры) от преждевременного износа.

Большинство фильтров предварительной очистки устраняют частички размером 5-10 микрон. Несмотря на то, что процентное соотношение частичек размером от 5 микрон по отношению в общей массе пыли находящихся в воздухе мало, он играет очень важную роль, поскольку если в системе не используется фильтр предварительной очистки, или он не достаточно эффективно удаляет частицы, это может привести к преждевременному износу активированного угольного или HEPA-фильтра.

Представляют собой волокнистую структуру. В таких фильтрах пористые фильтрующие слои различной плотности образуются из волокон, обычно связанных склеивающими веществами. В волокнистом рулонном воздушном фильтре рулоны фильтрующего материала устанавливают на катушки в верхней части фильтра и по мере запыления перематывают на нижние катушки. Использованные материалы выбрасываются; в отдельных случаях возможна их промывка или очистка пневматически, что делает предварительные сетчатые фильтры многоразовыми.

Угольные фильтры[править | править код]

Главное предназначение угольных фильтров — физически поглощать молекулы газа своими порами. Активированные угольные фильтры лучше других устраняют летучие и полулетучие органические соединения с довольно большой молекулярной массой. Количество фильтрующего материала угольного фильтра является одной из важных определяющих его эффективности. Очевидно, что чем больше микропор содержится в угле, тем больше газа и запахов можно устранить, и тем дольше время работы фильтра, перед тем как его поры переполнятся, и фильтр необходимо будет заменить. Также важно, чтобы кроме угольных фильтров воздухоочистители оснащались фильтрами механической (предварительной очистки — пылепоглощающими). Если фильтр предварительной очистки не достаточно эффективно задерживает макрочастицы, они будут накапливаться в микропорах угольного фильтра. Следовательно, это приведет к преждевременному насыщению активированного угля и износу фильтра. Дизайн угольного фильтра также является важным фактором, определяющим эффективность потока воздуха. Угольный фильтр с мелкодисперсным активированным углем является причиной большого сопротивления потока воздуха. Если фильтр состоит из гранул большего размера, это облегчит движение воздуха сквозь фильтр. При гофрированном дизайне фильтра, увеличивается площадь поверхности угля, что в свою очередь увеличит эффективность устранения газа (чем больше поверхность, тем больше вероятность поглощения).

Однако эти фильтры не очень эффективны при использовании в среде с высокой влажностью. Также активированный уголь не эффективен для удаления газов с более низкой молекулярной массой, таких как формальдегид, сернистый ангидрид и диоксид азота. Для их устранения необходимо использовать добавки, изготовленные из хемосорбентов, которые способны химически устранять эти газы. Хемосорбенты вступая в реакцию с молекулой воды, находящейся в воздухе, и молекулой газа химически их разлагают на безвредные вещества, такие как диоксид углерода. Этот процесс называется химическим поглощением. К типичным хемосорбентам относятся оксид алюминия, силикат алюминия и перманганат калия.

Таким образом, воздухоочистители, в которых используются только угольные фильтры, являются не столь эффективными для очистки воздуха городских помещений. Поэтому в воздухоочистителях они используются в комбинации с другими фильтрами.

По мере накопления токсинов и пыли сам фильтр может стать источником загрязнения, при несвоевременной смене фильтра. В городских условиях рекомендуется менять его каждые 4-6 месяцев.

Масляные фильтры[править | править код]

Инерционно-масляный воздухоочиститель двигателя автомобиля ГАЗ-69 отмечен цифрой 15

В масляных фильтрах фильтрующий слой состоит из металлических или пластмассовых сеток, перфорированных пластин, колец и т. п., смоченных минеральным маслом; они могут быть ячейковыми или самоочищающимися. В последних фильтрующий слой представляет собой непрерывно движущуюся сетчатую ленту, очищаемую от пыли в масляной ванне.

Губчатые фильтры[править | править код]

В губчатых фильтрах фильтрующий слой состоит из губчатого пенополиуретана, резины и пр. Для повышения фильтрующей способности эти материалы подвергают обработке, способствующей раскрытию пор; фильтрующий слой регенерируется промывкой или пневматически.

Фильтры HEPA[править | править код]

Фильтры тонкой очистки воздуха — HEPA (TrueHEPA) (от англ. HEPA (High Efficiency Particulate Absorption) — высокоэффективная задержка частиц) представляет собой пылевой воздушный фильтр высокой эффективности.

Фильтры HEPA во многих воздухоочистителях являются основным фильтрующим элементом.

Чем больше квадратных сантиметров занимает фильтрующий материал HEPA фильтра в воздухоочистителе, тем больше частичек он сможет задержать, перед тем как переполнится. Также, чем больше размер фильтра, тем больше количество задерживаемых частиц при каждом прохождении через фильтр.

Тип используемого материала и дизайн являются важными определяющими качества HEPA фильтра. Гофрировка HEPA фильтра должна быть сплошной для обеспечения одинаковой эффективности фильтрации. Если складки прилегают слишком плотно друг к другу, это ограничивает движение воздуха и приводит к снижению воздухопроходимости. В некоторых HEPA фильтрах вместо бумаги используются синтетические материалы. Однако тонкая бумага является наилучшим материалом, эффективно задерживающим большое количество микроскопических частичек и не сильно ограничивающим воздушный поток. Так как HEPA фильтры высшего качества чрезвычайно хрупкие и их легко повредить, ведущие компании производители воздухоочистителей устанавливают фильтры таким образом, чтобы защитить материал HEPA фильтров. Кроме того, поверхность фильтров представляет очень удобный «плацдарм» для микроорганизмов, поэтому производители дополнительно пропитывают их специальным химическим составом, угнетающим жизнедеятельность бактерий.

Согласно принятой международной классификации существует 5 классов HEPA фильтров: Н10, Н11, Н12, Н13 и Н14. Чем выше класс, тем лучше качество фильтрации воздуха — так, фильтры HEPA Н13 (или TRUE HEPA по классификации американской компании HONEYWELL, США) способны задерживать частицы размером до 0,3 мкм с эффективностью до 99,975 %.

Принцип работы HEPA фильтров достаточно прост: воздух вентилятором прогоняется через фильтр и тем самым освобождается от частиц пыли. HEPA-фильтр задерживает более 99 % всех частиц размерами от 0,3 мкм и больше. Большинство аллергенов (пыльца, споры грибов, шерсть и перхоть животных, аллергены клещей домашней пыли, др.) имеют размеры более 1 мкм, поэтому HEPA-фильтры используются в пылесосах или очистителях воздуха, которые рекомендуется использовать аллергическим больным при доказанной роли респираторной аллергии в течение заболевания.

HEPA — фильтры изначально разрабатывались для оборудования систем вентиляции в медицинских учреждениях и помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха; технология широко распространена на Западе, используется в промышленных и бытовых воздухоочистителях.

HEPA-фильтры применяются в следующих областях:

• в электронной промышленности для создания чистых производственных помещений высокого (1,10 и 100 по стандарту США F 209D) класса чистоты;
• в точном машиностроении и аэрокосмической промышленности;
• в здравоохранении для создания стерильной среды;
• в микробиологической и фармацевтической промышленности для создания стерильных зон на производствах лекарственных препаратов и изделий;
• в химической промышленности для получения обеспыленной атмосферы на производствах кино- и фотоматериалов;
• в атомной промышленности для очистки воздуха от радиоактивных аэрозолей;
• в пищевой промышленности на предприятиях по производству мясных и молочных продуктов детского питания.
• в домах, гостиницах, офисах, где чистый воздух особенно необходим для обеспечения здоровья человека.

Фильтры HEPA необходимо заменять в среднем раз в 1-3 года, далее эффективность их работы по мере их загрязнения снижается.

Еще более совершенными по сравнению с HEPA, являются фильтры ULPA (Ultra Low Penetrating Air), способные улавливать до 99,999 % частиц диаметром свыше 0,1 мкм. Такие фильтры по принципу действия не отличаются от моделей HEPA, но стоят дороже и применяются в более дорогих моделях воздухоочистителей.

Электростатические фильтры[править | править код]

Электростатические фильтры хорошо очищают воздух от пыли и копоти, но не освобождают от таких токсичных загрязнителей, как окислы азота, формальдегид, и других летучих органических соединений, присутствующих в воздухе бытовых и производственных помещений; поэтому его эксплуатация желательна в комбинации с другими фильтрами.

Электрические (электростатические) фильтры, обычно двухзональные: в первой (ионизационной) зоне пылинки получают заряд в результате столкновений с воздушными ионами, потоки которых образуются при помощи проволочных коронирующих электродов; во второй (осадительной) зоне заряженные пылинки осаждаются под действием кулоновых электрических сил на пластинчатых электродах. Пыль удаляется периодической промывкой.

Плюсом электростатического фильтра является небольшая стоимость и отсутствие дополнительных эксплуатационных расходов.

Минусом электростатического фильтра является малая производительность, так как процесс очистки идёт эффективно только при малых скоростях потока воздуха. Являются источником свободного озона, иногда в опасных для человека концентрациях. Необходимо частое обслуживание и удаление пыли с пластинчатых электродов промывкой.

Фотокаталитические фильтры[править | править код]

Фильтры данного типа — новинка в области очистки воздуха.

Сущность метода очистки воздуха состоит в разложении и окислении токсичных примесей на поверхности фотокатализатора под действием ультрафиолетового излучения. Реакции протекают при комнатной температуре, при этом органические примеси не накапливаются, а разрушаются до безвредных компонентов (вода и углекислый газ), причем фотокаталитическое окисление одинаково эффективно по отношению к токсинам, вирусам или бактериям — результат один и тот же. Большинство запахов вызываются органическими соединениями, которые также полностью разлагаются очистителем и поэтому исчезают. Следует учесть, что перспективное направление в очистке воздуха к сожалению во многом профанировано. Большинство выпускаемых очистителей воздуха для дома, использующих фотокаталитические фильтры, имеют весьма малую производительность. В них слишком мала(менее 1 м²) поверхность фильтра, на которую экспонируется ультрафиолетовое излучение, и сама мощность излучения(единицы ватт, при реальной потребности в десятки ватт, приходящихся на 1 м²).

Фильтры вентиляции и кондиционирования воздуха[править | править код]

Фильтры вентиляции и кондиционирования воздуха делятся на 17 классов:

ГОСТ Р ЕН 779–2014	Группа	Класс фильтра	Средняя пылезадерживающая способность, по синтетической пыли, %		Средняя эффективность для частиц с размером 0.4 мкм, %		Минимальная эффективностью для частиц с размером 0,4мкм,%
	грубой очистки	G1	50 ≤ Аm < 65		—		—
		G2	65 ≤ Аm < 80		—		—
		G3	80 ≤ Аm < 90		—		—
		G4	90 ≤ Аm		—		—
	средней очистки	М5	—		40 ≤ Еm < 60		—
		М6	—		60 ≤ Еm < 80		—
	тонкой очистки	F7	—		80 ≤ Еm < 90		35
		F8	—		90 ≤ Еm < 95		55
		F9	—		95 ≤ Еm		70
ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010	Группа	Класс фильтра	Интегральное значение, в %			Локальное значение a, b, в %
			Эффективность	Проскок		Эффективность		Проскок
	EPA	Е 10	≥ 85	≤ 15		—		—
		Е 11	≥ 95	≤ 5		—		—
		Е 12	≥ 99,5	≤ 0,5		—		—
	HEPA	Н 13	≥ 99,95	≤ 0,05		≥ 99,75		≤ 0,25
		Н 14	≥ 99,995	≤ 0,005		≥ 99,975		≤ 0,025
	ULPA	U 15	≥ 99,9995	≤ 0,0005		≥ 99,9975		≤ 0,0025
		U 16	≥ 99,99995	≤ 0,00005		≥ 99,99975		≤ 0,00025
		U 17	≥ 99,999995	≤ 0,000005		≥ 99,9999		≤ 0,0001

1. ↑ Воздушный фильтр для автомобиля (рус.) (17 октября 2018). Дата обращения 4 ноября 2018.

Сменный и Поролоновый, Какой Лучше

Каждая деталь автомобиля точно рассчитывается и имеет определённое назначение. В такой комплектации не может быть случайных элементов и даже мелочи играют важную роль. Сжигание топливной смеси необходимо для движения автомобиля, и этот процесс требует наличия кислорода, который берётся из окружающей среды. Для такого обогащения топлива нужна предварительная очистка, в которой воздушный фильтр двигателя играет важную роль. Самые современные технологии неспособны заменить такую систему, и наличие фильтра позволяет избежать многих проблем.

Назначение системы очистки воздуха

Кислород является обязательным для горения топливной смеси. Для реализации подобных задач важно поступление чистого воздуха, который обеспечит бесперебойную работу силовой установки. На каждый литр отработанного топлива потребуется в 15 раз большее количество воздуха. Такие показатели требуют выбрать оптимальную систему очистки, иначе пыль окажется внутри двигателя. Попадание мелких частиц приведёт к быстрому износу силовой установки, а воздушный фильтр способен исключить такое развитие негативных событий.

Доочистка воздуха, попадающего в топливную систему, использовалась практически со времени создания автомобиля. Применение такой методики вполне оправданно и отказ от её использования будет иметь критические последствия для двигателя. Современные технологии расширили выбор материалов и их сроки эксплуатации, но назначение фильтрации остаётся неизменным. Подбор таких элементов легко провести по различным параметрам, от которых будет зависеть ресурс и возможность многоразового использования фильтра.

Классификация воздушных фильтров

Конструктивные элементы автомобиля отличаются в зависимости от модели и производителя, но подобрать воздушные фильтры для автомобилей не составит труда, и на рынке представлено множество вариантов подобных изделий. Такой ассортимент можно разделить на несколько видов отличающихся по следующим характеристикам:

• Материал изготовления фильтрующего блока;
• Показатели качества и ступеней фильтрации;
• Метод, по которому выполняется фильтрация;
• Конструктивные особенности;
• Условия и сроки эксплуатации.

Метод фильтрации воздуха все время совершенствуется, и производители предоставляют различные решения для очистки дизельного и бензинового двигателя. Следует отметить наиболее распространённые типы воздушных фильтров, обеспечивающие высокий уровень очистки.

• Цилиндрические – могут оснащаться предочистителем;
• Панельные – имеют плоскую рамочную конструкцию;
• Бескаркасные – наиболее простые модели.

Выяснить, для чего нужен воздушный фильтр, довольно просто. Проведённые исследования установили, что автомобиль, передвигающийся по европейским дорогам за 1 тыс км способен затянуть в двигатель до 50 гр пыли. Без использования воздушного фильтра такие показатели приведут агрегат в негодность задолго до прохождения теста. Для различных условий и типов двигателя подбор параметров можно производить по степени фильтрации.

• Фильтры первого класса – устанавливаются в тюнинговых и спортивных машинах, они способны задержать практически 100% пыли;
• Фильтры второго класса –способность к очистке позволят задержать частицы пыли, превышающие размер 1 мкм;
• Фильтры третьего класса – являются более грубыми и их возможности ограничены задержанием частиц более 10 мкм.

Показатели запылённости атмосферы отличаются в зависимости от времени года и погодных условий. Также следует учесть, что автомобиль, используемый преимущественно в сельской местности, требует более частой замены элементов очистки воздуха. Причем высокая степень запылённости критична для фильтра любой конструкции.

Виды воздушных фильтров

Устройство фильтра зависит от метода очистки и материала, который используется для задержания мелких частиц пыли. Появление синтетических материалов внесло некоторые изменения в виды воздушных фильтров, поэтому существуют такие способы очистки воздуха:

• Инерционно-масляный – имеет довольно простое конструктивное исполнение, в котором для очистки используется моторное масло. Поток воздуха, проходящий через фильтр, оставляет в масле мелкие частицы пыли. Такая конструкция предполагает многоразовое использование, которое зависит от степени загрязнения минерального масла. После выработки ресурса необходимо промыть устройство и заменить минеральную составляющую фильтра. Такая система воздушного фильтра имеет относительно большой вес и незначительные показатели удаления загрязнений, что делает её устаревшей и ограничивает использование;
• Бумажный – получил наибольшее распространение ввиду лёгкости и простоты конструкции. В этом случае фильтрующий материал содержит гофрированную бумагу пористой структуры. Использование подобного метода позволяет добиться хороших показателей очистки по всей площади бумаги. Такая конструкция даёт возможность задержать влагу и пылевые частицы размером до 1 микрона. Для увеличения ресурса такой фильтр имеет специальную пропитку, обеспечивающую неизменные показатели очистки в условиях высокой влажности или попадания масла. Использование подобной методики не допускает повторного цикла и выработки ресурса, а сильное загрязнение будет означать необходимость замены фильтра;
• Фильтр с нулевым сопротивлением – обладает некоторой схожестью с моделями, изготовленными из бумаги. Их основное отличие заключается в пониженном сопротивлении, которое на 60% меньше аналогичных способов очистки воздушного потока. По исполнению можно выделить тканевый или поролоновый воздушный фильтр, которые стали наиболее популярны. К достоинствам таких моделей следует отнести специфику их обслуживания: после промывки и пропитки специальным составом такое устройство можно продолжать использовать. Подобные модели могут создавать дополнительный шум при работе двигателя, но беспрепятственная подача воздуха положительно отражается на мощности силового агрегата.

Замена и выбор воздушного фильтра

В зависимости от типа фильтра, запылённости дорог и эксплуатации автомобиля замена будет необходима каждые 10–30 тыс км пробега. Если работа воздушного фильтра вызывает сомнения, можно провести визуальный осмотр и выяснить критичность загрязнения. Конструктивные особенности автомобиля разнятся в зависимости от производителя, но определить, где находится воздушный фильтр, не составит труда в любой марке транспортного средства. У карбюраторного или инжекторного двигателя очистка воздуха является обязательной частью оснащения, и фильтрующий элемент обычно крепится на 3–4 гайки или фиксаторе для удобства в обслуживании.

При необходимости замены стоит определить какой воздушный фильтр лучше и приобрести наиболее удобную в эксплуатации модель. Обычно выбирают устройства, имеющие больший ресурс, но можно остановиться и на других показателях. Современные бумажные воздушные фильтры имеют наиболее низкие цены, а фильтры из нетканых материалов обеспечивают высокую степень очистки. Многие фирмы выпускают такие системы очистки, и сменный воздушный фильтр будет нетрудно выбрать из огромного количества предложений.

Важность обслуживания воздушного фильтра

Запылённость дорог только увеличивается с количеством автотранспорта, и современные двигатели достаточно требовательны к условиям эксплуатации. Старый или грязный фильтр увеличит сопротивление, что негативно повлияет на работу двигателя. Причём воздушный фильтр дизеля наиболее требователен к таким показателям. Следствием засорения устройства очистки воздуха может стать повышенный расход топлива и потеря в мощности при увеличении оборотов двигателя. В таком случае, блок воздушного фильтра необходимо срочно заменить, во избежание более серьёзных неисправностей.

Качественная работа воздушного фильтра зависит от многих условий, и своевременным обслуживанием таких устройств не стоит пренебрегать. Кроме степени его засорённости, необходимо учитывать и сроки обслуживания, указанные производителем. Такие простейшие действия помогут уберечь двигатель от различных проблем. Замена фильтра не представляет сложностей, такой услугой можно воспользоваться в любом автосервисе или провести все работы самостоятельно.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Замена воздушного фильтра на автомобиле своими руками

Любой автовладелец в процессе эксплуатации индивидуально подходит к обслуживанию своего автомобиля. Одни следует по строго установленному регламенту и производят технические осмотры и замену “расходных” запчастей, прописанные в руководстве по обслуживанию автомобиля. Другие владельцы, хорошо изучив свой автомобиль, производят внеплановые замены необходимых элементов.

Чаще всего происходит так, что владельцы производят замену масла, масляных фильтров, но такие элементы как свечи или воздушный фильтр остаются не тронутыми. Изредка может производится внешний осмотр некоторых элементов. Ошибочным мнением большинства автолюбителей является то, что “расходные” элементы имеют более длительный срок использования, нежели он прописан в руководстве по эксплуатации. Зачастую, визуальной осмотр не позволяет выявить некоторых проблем или неисправностей конкретной запчасти.

Как известно, даже малейший технический элемент очень важен для правильной работы двигателя автомобиля. Контроль осуществляется за любыми процессами, и процесс сгорания топлива не исключение. Для данного процесса необходимы условия, при которых он будет максимально эффективным. Одним из важных составляющих процесса сгорания топлива является чистый воздушный фильтр. Ведь без наличия воздуха, топливо не будет подвергаться воспламенению. Именно поэтому ключевым фактором эффективности процесса сгорания является своевременная замена воздушного фильтра.

В данной статье мы рассмотрим и расскажем о том, зачем нужен воздушный фильтр, как заменить воздушный фильтр, как часто нужно менять воздушный фильтр.

Для чего используется фильтр

Давайте рассмотрим, для чего и зачем нужен воздушный фильтр? Как известно, для корректной работы любого силового агрегата необходим воздух. Он является неотъемлемой составляющей процесса сгорания топлива. По некоторым данным, на 1 литр топлива должно приходиться порядка 15 литров воздуха. Помимо этого, ключевым фактором является качество воздуха. Проблему некачественного воздуха решает воздушный фильтр.

Воздушный фильтр представляет собой войлочный, матерчатый или бумажный элемент, предназначенный для фильтрации воздуха от пыли и иных загрязнений внешней среды. Фильтр начинает свою работу с начала запуска двигателя, и до его полного выключения, очищая большие потоки воздуха от загрязнений, которые способны снизить работоспособность некоторых запчастей.

Каждый из нас наблюдал, какое количество пыли собирается возле машины при движении по песку или проселочной дороге. Большинство этих загрязнений попадают в подкапотное пространство. Все эти загрязнения попадают в двигатель, а соответственно, и в автомобильное масло, что будет способствовать повышенному износу поршней(а это означает жор масла), коленвала, подшипников и иных важных элементов, а также уменьшит срок эксплуатации транспортного средства. Воздушный фильтр служит прямой преградой от попадания различных частиц внешней среды во внутренности ДВС.

Нужно понимать, что даже самые дорогие и качественные фильтры неспособны служить вечно. Через определенное время они забиваются и не дают должного эффекта от своей главной задачи. Следовательно, очень важно беспокоиться о состоянии воздушного фильтра и вовремя его менять.

Устройство воздушного фильтра

Традиционный воздушный фильтр представляет собой обод или квадрат, по диаметру которого расположены фильтрующие соты. Фильтр состоит из двух уплотнителей, посередине которых размещена бумага для фильтрации. Чаще всего, фильтрующая бумага выполняется из целлюлозного волокна, которая пропитывается специальными средствами. Пропитка служит преградой от влаги, масла и паров сгораемого топлива.

В наиболее дорогих и качественных фильтрах используют бумагу на синтетической основе. Синтетика позволяет задерживать в себе наибольшее количество загрязнений, которые попадают из внешней среды. Помимо этого, синтетические фильтры имеют наименьшее сопротивление воздуху, нежели привычная целлюлоза.

Говоря о принципе работы воздушного фильтра, можно объяснить его следующим образом. Воздух из окружающей среды попадает в специальный патрубок приема воздуха. Весь воздушный поток проходит через фильтрованную бумагу, которая расположена по периметру таким образом, чтобы исключить возможность попадания различных загрязнений. Фильтр, через который проходит воздух, задерживает в себе все инородные частицы пыли и грязи, вследствие чего, воздух очищается и проходит через впускной коллектор ДВС. Таким образом, воздушный фильтр выполняет свою задачу в полной мере.

Виды воздушных фильтров

На данный момент воздушные фильтры можно классифицировать на следующие виды:

• В зависимости от материала бумаги, из которой изготовлена фильтрующая основа, существуют фильтры из целлюлозы или синтетики.
• По количеству степеней фильтрации существуют одноступенчатые и многоступенчатые фильтры.
• Фильтры нулевого сопротивления.

Бумажные или синтетические фильтры получили наибольшее распространение. В таких фильтрах в качестве фильтрующей основы используется бумага ребристой конструкции, что позволяет задерживать в себе мелкие частицы размером до 1 микрона. Помимо этого, такая бумага обладает специальной пропиткой, что позволяет задерживать в себе не только частицы пыли, но и влагу, остатки масла. Данный тип фильтров не предусмотрен для неоднократного использования. По мере их загрязнения производится замена.

Многие из нас слышали о фильтре “нулевике”. Что же он из себя представляет?

Фильтр нулевого сопротивления отличает от других видов неоднократная пропитка фильтрующего элемента, располагаемого между двумя сетками из алюминия. Своё название фильтр получил из-за способности пропускать через себя огромные потоки воздуха, выдавая наименьшее сопротивление. При всем этом, фильтрующая способность фильтра не ухудшается. Он способен задерживать в себе большое количество пыли и остатков грязи, которые задерживаясь в фильтре, не будут увеличивать сопротивление воздуху. С таким фильтром автомобиль не будет испытывать “кислородного голодания”.

Для чего необходима регулярная замена воздушного фильтра

Большинство автовладельцев задаются вопросом, а зачем нужна периодичная замена воздушного фильтра?

Ни для кого не секрет, что внутри двигателя происходит горение топлива. Стоит отметить, что сгорает не конкретно топливо, а, так называемая, топливная смесь – то есть воздушно-топливная смесь. Соответственно, на данный процесс огромное влияние имеет качество поступаемого воздуха.

Существуют различные типы двигателей внутреннего сгорания: атмосферные, компрессорные или турбированные.

Атмосферные двигатели работают по принципу пылесоса, затягивая воздух в цилиндры. Движение цилиндров создаёт некое разрежение, за счёт которого происходит поступление воздуха.

Что касаемо турбированных и компрессорных двигателей, то в них воздух поступает в принудительном порядке за счёт турбины или компрессора. Такие двигатели потребляют большее количество топлива, но при этом имеют увеличенную мощность.

Говоря о различных типах двигателей, можно сделать вывод, что их основное сходство заключается в заборе воздуха из внешней среды. Говоря простыми языком, в двигатель попадает воздух из окружающей нас среды. Именно поэтому роль воздушного фильтра очень велика. Он позволяет задержать всю мелкую грязь и частицы пыли, тем самым исключая возможность попадания загрязнений в цилиндры двигателя.

Одной из важных функций воздушного фильтра является качество фильтрации. Но стоит отметить, что при этом объём воздуха, поступаемого в двигатель, не должен уменьшаться. Проще говоря, в двигатель должно попадать необходимое для корректной работы количество очищенного воздуха, чтобы обеспечивать наиболее эффективный и качественный процесс сгорания топливно-воздушной смеси.

В противном случае, двигатель, работающий на смеси, в которой преобладает топливо без воздуха, начинает работать некорректно. Автомобиль начинает расходовать большее количество топлива, в значительной мере уменьшается мощность, появляются рывки при разгоне и при движении на малых оборотах. При этом, топливная смесь в цилиндрах будет сгорать не в полной мере. Соответственно, это может быть последствием заливания свечей зажигания, попадания топливных остатков в моторное масло, что не позволяет говорить о правильной работе силовой установки.

Когда следует менять воздушный фильтр

Как вы уже поняли, качество и количество поступаемого в двигатель воздуха, играет колоссальную роль в работе ДВС. Поэтому очень важно соблюдать определенную периодичность замены воздушного фильтра.

Отвечая на вопрос: “Как часто нужно менять воздушный фильтр?” нельзя дать однозначного ответа. Большинство автолюбителей действуют по регламенту и производят замену при каждом техническом обслуживании. Обычно интервал периодичности ТО варьируется, в зависимости от автомобиля, от 10 до 30 тысяч километров.

Также, существуют автовладельцы, которые занимаются самостоятельным обслуживанием. Очень часто они не обращают внимание на такой элемент, как воздушный фильтр, а производят лишь привычную для них замену расходных запчастей.

Обслуживание автомобиля по строгой периодичности регламента не будет с наибольшей вероятностью сигнализировать о том, что воздушному фильтру не понадобится замена раньше прохождения ТО. Особенно в тёплое время года, когда на дорогах большое количество пыли, песка, земли и иных мелких частиц, способных проникать в подкапотное пространство автомобиля. Именно в это время необходимо не забывать смотреть на состояние воздушного фильтра и производить его замену при необходимости. И напротив, эксплуатируя автомобиль в зимнее время года, где количество мелкой пыли намного меньше, воздушный фильтр не придётся менять часто.

Периодичность замены воздушного фильтра напрямую зависит от степени эксплуатации автомобиля. Если же замена воздушного фильтра давно не производилась, то основными индикаторами, сигнализирующими о необходимости его замене будут:

 

• Значительное уменьшение мощности автомобиля
• Разгон с ощутимыми рывками
• Увеличенный расход топлива
• Редкие пропуски зажигания
• Преобладание углекислого газа при выхлопе

Безусловно, нет смысла дожидаться появления таких индикаторов. Куда легче заранее позаботиться о замене одного элемента, чем в последствии заниматься ремонтом силового агрегата в целом.

Как поменять воздушный фильтр

Из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что загрязненный воздушный фильтр может привести к нежелательным последствиям. Поэтому важно знать, как подобрать и как поменять воздушный фильтр.

Воздушный фильтр обычно выполняется в форме цилиндра или прямоугольника, внутренность которого напоминает “гармошку”. Та самая “гармошка” и служит фильтрующим элементом. Данный элемент выполняется из разных материалов, например, целлюлозы, картона или синтетики. Вдобавок к этому, фильтрующий элемент может быть пропитан специальными средствами, чтобы сдерживать влагу или остатки моторного масла.

Чтобы понять, требуется ли заменить воздушный фильтр, необходимо произвести его визуальный осмотр. Он располагается в подкапотном пространстве, закрытый в специальном пластиковом боксе. Нужно снять крышку пластиковой коробки. Обычно крышка крепится на защёлки или несколько винтов. Демонтировав крышку, достаём воздушный фильтр и проводим его внешнюю оценку. Производители фильтров специально выполняют его в наиболее ярких цветах (ярко жёлтый или оранжевый), чтобы нагляднее понять степени его загрязнения.

Если фильтр загрязнен и требует замены, то это будет легко понять по смене его цвета в более серые оттенки цветов, а также по наличию грязи и пыли. Для более наглядного осмотра, можно проанализировать степень загрязнения, рассмотрев фильтр на солнечный просвет. Если же воздушный фильтр имеет всё те же яркие цвета и при визуальном осмотре не наблюдаются большие скопления грязи, то его можно установить обратно и продолжать эксплуатацию автомобиля. В противном случае, следует прибегнуть к его срочной замене.

Для замены воздушного фильтра не потребуется особых знаний, усилий и времени. Как уже говорилось выше, фильтр располагается в подкапотном пространстве. Если существуют сомнения насчёт его месторасположения, то можно обратиться к технической документации по эксплуатации автомобиля. Из подручных средств могут понадобиться лишь отвертка или гаечный ключ. В целях безопасности, рекомендуется снять клеммы с аккумулятора. На современных автомобилях крышка пластикового бокса, в котором расположен фильтр, крепится на защёлках.

После демонтажа крышки, старый воздушный фильтр необходимо вытащить, очистить короб от имеющейся грязи и мусора, а затем на место старого установить новый. Стоит отметить, что новый фильтр в большинстве случае покрыт защитной пленкой, которую необходимо удалить при замене. Вдобавок к этому, не забудьте удостовериться в правильности расположения фильтра (верх-низ). После этого крепим крышку пластикового короба обратно. На этом процедура замены завершается.

В заключение стоит сказать, что воздушный фильтр – важный элемент правильной работы двигателя автомобиля. Своевременная замена фильтра не затратит у вас много времени и средств, а также исключит возможность возникновения непредвиденных поломок силового агрегата.

Назначение и устройство воздушного фильтра

Воздушный фильтр обеспечивает очистку поступающего в цилиндры двигателя воздуха от механических примесей. В воздухе всегда содер­жится пыль. Количество пыли, находящейся в воздухе, изменяется в широ­ких пределах, зависящих от местности, почвенных условий и климата. Пыль, проникающая в двигатель, смешивается с маслом и вызывает интенсивный износ трущихся поверхностей двигателя. Поэтому воздух, необходимый для образования горючей смеси необходимо тщательно очи-щать от пыли. Воздушный фильтр, рис. 17, состоит из

Рис. 16 Воздушный фильтр

крышки, корпуса, впускных

патрубков, слоя нейлоновой ваты 2 и сменного бумажного фильтрующего элемента 1.

Корпус воздушного фильтра устанавливается на карбюратор. Воздух сначала проходит через слой нейлоновой ваты, а затем через сменный бумажный фильтрующий элемент. В зимнее время в фильтр поступает подогретый воздух из зоны выпускного трубопровода, что улучшает образование горючей смеси.

16. Назначение и устройство привода управления карбюратором

Управление карбюратором произво­дится с места водителя. В ка­бине находится педаль, соединенная c системой рычагов и тяг с рычагом привода дроссельных заслонок. Ножной привод в исходном положении удерживается пружиной. Если нажать на педаль управления дроссельными заслонками, то рычаг привода повернется и дроссельные заслонки откроются, пропорционально перемеще­нию педали.

При прекращении нажатия на педаль, она возвращается в исходное положение, и дроссельные заслонки за­крываются. Кроме того, на некоторых автомобилях дроссельные заслонки могут быть открыты с помощью ручного привода. При вы­тягивании размещенной на панели при­боров кнопки ручного привода, трос в гибкой оболочке с помощью рычага ручного привода поворачивает дроссельную заслонку. Ручной и ножной приводы дроссельных заслонок карбюратора связаны между собой: при нажа­тии на педаль кнопка ручного управле­ния остается неподвижной, а при вытя­гивании кнопки педаль опускается.

Привод воздушной заслонки состоит из троса в гибкой оболочке, соединенного с кнопкой управления и рычагом, установленным на оси воздушной за­слонки. Воздушную заслонку закры­вают перед пуском холодного двигателя вытягиванием кнопки управления, а по мере про­грева двигателя воздушную заслонку открывают.

4.18. Система выпуска отработавших газов и вентиляции картерного пространства

Система выпуска отработавших газов и вентиляции картерного пространства состоит из: выпускных труб двигателя (выпускных коллекторов), приемных труб, промежуточных труб, глушителя, резонатора и выпускной (выхлопной) трубы. Все конструктивные элементы системы крепятся к днищу (полу) кузова или раме с помощью упругих резиновых подвесок и соединяются между собой встык с помощью фланцев и прокладок или вставляются один в другой и фиксируются хомутом (скобой). Глушитель и резонатор имеют неразборную конструкцию. Глушитель обеспечивает снижение скорости потока отработавших газов и колебаний их давления на выходе из системы. Торможение газового потока осуществляется: разделением газового потока, изменением направления движения газа и перепуском газа из камер глушителя с небольшим объемом

Рис. 18 Схема глушителя

в камеры с большими объемами и наоборот. Сопротивление глушителя не должно быть

большим, чтобы не снижались мощность и экономичность двигателя. Глушители прямоточного типа, рис.18, работают достаточно эффективно и просты по конструкции. Глушитель состоит из корпуса 1 с приваренными днищами 2 и 3. Двигаясь по трубам 4, газы выходят внутрь камеры через отверстия 5 и вновь поступают в трубы. Процесс повторяется многократно, затем газы через выпускную трубу 6 выходят в атмосферу.

Состав отработавших газов значительно влияет на окружающую среду, уменьшение их токсичности имеет большое значение. Токсичность выхлопа может быть уменьшена: использованием газовых топлив; конструктивным совершенствованием системы питания; устранением утечек паров топлива; применением закрытых систем вентиляции картера; использованием неэтилированных бензинов; применением каталитических нейтрализаторов.

Каталитические нейтрализаторы позволяют дожигать отработавшие газы и нейтрализовать токсические вещества: окиси азота, окись углерода, несгоревшие углеводороды. Нейтрализатор устанавливается в системе выпуска вслед за приемной трубой глушителя. В нейтрализаторе, рис.19, находятся керамические элементы 1 с микроканалами 2, на поверхности которых нанесены катализаторы: два окислительных (платина, палладий) и восстановительный (родий). Окислительные катализаторы преобразуют углероды в водяной пар, окись углеродов в двуокись углерода. Восстановительный катализатор ускоряет химическую реакцию восстановления оксидов азота в азот. Для эффективной нейтрализации токсичных компонентов и полного сгорания топлива необходимо обеспечить определенное соотношение топлива и воздуха 1:(14,6…14,7). Такая точность дозирования обеспечивается системой питания с электронным управлением. При установке каталитического нейтрализатора не допускается работа двигателя на этилированном бензине, так как это приводит к быстрому выходу из строя нейтрализатора.

Рис. 19 Схема каталитического нейтрализатора

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания отработавшие газы через зазоры между поршневыми кольцами, поршнем и цилиндром поступают в картерное пространство и воздействуют на масло, изменяя его химико-физические свойства. Кроме того, избыточное давление в картере двигателя способствует нарушению герметичности картерного пространства и приводит к утечкам масла. Для предотвращения нежелательных последствий попадания отработавших газов в картерное пространство применяются системы вентиляции картера различных конструкций.

Открытая система вентиляции картера состоит из патрубка, расположенного на поддоне двигателя, с которым соединяется газоотводящая трубка, выведенная под кузов автомобиля в зону, где при движении автомобиля создается разряжение.

На современных двигателях используется закрытые системы вентиляции картера. В закрытых системах газоотводящая трубка соединяется с внутренним пространством воздушного фильтра или впускным патрубком карбюратора. В закрытых системах исключается попадание механических примесей из внешней среды во внутренние полости двигателя, а повторный цикл дожигания части отработавших газов снижает вредное действие автомобиля на окружающую среду.

Что такое воздушный фильтр двигателя и для чего он нужен?

Воздушные фильтры двигателя могут производиться из бумажных, войлочных или иных материалов, способных выполнять воздухоочистительные функции.

Эти элементы предотвращают попадание пылевых и грязевых частиц в систему забора воздуха. Наряду с масляными и топливными воздушные фильтры обеспечивают стабильную и бесперебойную эксплуатацию двигателя внутреннего сгорания.

Для чего в автомобилях используют воздушные фильтры

Воздушные фильтры пропускают через себя насыщенные кислородом воздушные массы, необходимые для нормального функционирования двигателя. При этом они тщательно отфильтровывают пыль и частицы грязи, ухудшающие работу мотора.

Периодические замены воздушных фильтров являются обязательным процессом, продлевающим срок эксплуатации вашего авто. Качество отечественных дорог значительно уступает европейским трассам, поэтому с проблемой сильной загрязненности сталкивается большинство российский автолюбителей.

Специалисты рекомендуют устанавливать новые воздушные фильтры примерно каждые 50 тыс. км или не реже одного раза в год. Также рекомендованная частота замены находится в зависимости от модели и марки автомобиля и погодных и условий ( сухой и пыльный климат требует более частой смены воздухоочистительных фильтров).

Принципы работы воздушных фильтров

Большинство типов двигателя потребляют 12-15 килограммов воздуха на 1 кило топлива. Забор воздушных масс осуществляется вне механизмов транспортного средства и не зависит от погодных условий. Из-за этого в мотор может попадать пыль, частицы асфальта и мелкие камни, разнообразные жидкости и прочие вещества, не способствующие улучшению работы автомобиля.

Воздушные фильтры очищают поступающий извне воздух от вредных примесей и других инородных тел. Интенсивное использование автомобиля, неблагоприятные погодные условия, плохое состояние дорог — все эти факторы значительно понижают пропускную способность фильтров и способствуют его деформации.

В результате этого вредные частицы, минуя забитый элемент, попадают в двигатель, значительно ухудшая его работу и преждевременно повышая коэффициент износа. Именно поэтому периодичность замены воздушных фильтра должна производится не реже 1-2 раз в год.

Признаки загрязненного воздушного фильтра

Воздушный фильтр является расходным материалом и период его замены строго регламентирован. В процессе эксплуатации он постепенно накапливает грязь как на своей внешней, так и на внутренней поверхности. Результатом является затрудненное прохождение воздуха к двигателю и нехватка кислорода, участвующего в процессах сжигания топлива.

Для карбюраторных моторов это приводит к работе на переобогащенных смесях вследствие того, что дозатор с механическим принципом не может в нужной мере регулировать подачу топлива. Инжекторные моторы уже обладают способностью измерять объемы поступающих воздушных масс и рассчитывать необходимое количество топлива.

Несмотря на это, мощность двигателя с инжекторной системой заметно снизится из-за увеличенного сопротивления фильтра. К основным признакам забитого воздушного фильтра можно отнести:

• Больший в сравнении с обычными показателями расход топлива;
• Значительная потеря мощности автомобиля;
• Увеличенный уровень выработки углекислого газа.

Именно для того, чтобы избежать этих неприятностей воздушные фильтры в двигателе подлежат обязательной замене примерно раз в 6 месяцев. Не следует тянуть с проблемой засорившегося фильтра до самого последнего момента и усугублять ситуацию с затрудненной работой мотора.

Также не стоит экономить на своем авто и заниматься прочисткой старого фильтра. Ресурс каждого расходного материала ограничен, и по его истечении автомобиль начинает работать на пределе своих мощностей. Поэтому заниматься восстановлением эксплуатационных характеристик старых фильтров бесполезно и категорически не рекомендовано.

Тем более что процедуру снятия старого фильтра и установки нового можно произвести самостоятельно, без обращения в автосервис, а их стоимость находится на достаточно приемлемом уровне.

Как поменять воздушный фильтр

Большинство воздушных фильтров схожи между собой и сделаны по аналогичным принципам. Как правило, в разных моделях и марках автотранспортных средств различаются только места их установки. Замена воздушного фильтра не представляет никакой сложности и осуществить её по силам даже непрофессионалу.

В автомобилях с инжекторной системой двигателя воздушный фильтры располагаются в пластиковых кожухах, к которым подводится патрубок воздухозаборника, а сама крышка удерживается на защёлке. Отцепив её владелец автотранспортного средства получает доступ к самому воздухоочистительному элементу, процедура замены которого на любых типах двигателя занимает не более 5-10 минут.

Алгоритм смены воздушного фильтра состоит из следующих этапов:

1. Первоначально следует выбрать и купить воздушный фильтр, подходящий для конкретной модели двигателя. Сделать выбор можно, используя руководство пользователя или обратившись за консультацией к продавцу автомаркета.
2. Далее следует поставить авто на ровной плоскости и поднять стояночный тормоз. Следом включается первая передача при механической коробке передач или режим паркинга при АКП и выключается зажигание.
3. На следующем этапе необходимо открыть капот, зафиксировать его крышку рычагом и найти корпус воздушного фильтра. В подавляющем количестве случаев он располагается в верхней части двигателя. На старых авто, оснащенных карбюраторами, очистительные фильтры, как правило, располагаются под массивной, круглой пластиковой или металлической крышкой. Современные модели с системой впрыска топлива оснащены квадратным или прямоугольным корпусом воздушного фильтра, находящимся между двигателем и фронтальной решеткой радиатора. Важно! Не следует забывать, что если непосредственно перед эти авто находилось в эксплуатации, часть узлов под капотом могут быть горячими.
4. Далее следует снять крышку воздушного фильтра и ослабить хомут, закрепляющий воздуховод, выкрутив необходимые винты. Часть моделей имеет барашковые гайки, на других фильтры могут быть зажаты клипсами (системой быстрого освобождения). Мелкие детали следует складировать с безопасном месте, чтобы не потерять их.
5. Потом нужно потянуть крышку из воздуховода, и поднимая ее наверх, оторвать от нижней части корпуса, вынуть старый элемент и заменить его новым, вставив его в корпус резиновым ободом вверх. Убедитесь, что края хорошо уплотнены.
6. В заключение необходимо установить на прежнее место крышку воздухоочистительного фильтра и в обратной последовательности аккуратно смонтировать к фильтру воздуховод. Важно! Следует убедится, что он зафиксирован надежно и прямо. В противном случае велика вероятность изменения характеристик работы мотора. Не забудьте убедиться, что хорошо затянули все зажимы и винты, закройте капот.

После первой поездки в обязательном порядке проверьте сам элемент и его обод на интенсивность загрязненности — если частицы остаются только на ободе, значит, сам фильтр неплотно зафиксирован в корпусе.

Секреты воздушного фильтра – Основные средства

Шляховой В.

Даже технически малограмотный человек понимает, что вода и грязь в топливе вызывают ускоренный износ топливной аппаратуры, а плохо очищенное масло существенно сокращает ресурс двигателя. Поэтому большинство транспортных компаний достаточно серьезно относятся к подбору масляных и топливных фильтров, но воздушные воспринимают несколько легкомысленно. Подумаешь, чем могут навредить мотору несколько лишних пылинок?..

Сейчас к услугам любого автовладельца огромный выбор моторных масел всевозможных типов, сортов и марок. Можно выбирать и дизельное топливо от разных поставщиков, хотя здесь предложений меньше. Но невозможно выбрать воздух, поступающий в двигатель. В зависимости от дорожных условий, погоды и сезона в воздухе присутствуют те или иные загрязнения. Единственной преградой для механических частиц, поступающих вместе с воздухом в двигатель, является воздушный фильтр, и те, кто экономит на воздушном фильтре, очень рискуют: достаточно попасть в двигатель 1 г загрязнений на 1 л.с. мощности, чтобы потребовался его ремонт.

К выбору воздушного фильтра нужно относиться осмотрительно, поскольку легко попасть на подделку, ведь изготовить фальшивый воздушный фильтр просто. Для этого с оригинала снимают размеры, делают аналогичный корпус и вставляют в него соответствующую бумагу, но чаще – несоответствующую.

Мало кто знает, что видов бумаги, используемой в фильтрах, более четырехсот! Да и количество этой бумаги у подделок, как правило, меньше, а стыки между бумагой и посадочными местами фильтроэлемента в подобных изделиях не всегда должным образом проклеены.

Иногда для экономии вместо требуемого типоразмера используют фильтрующие элементы меньшей высоты, устанавливая под них какие-то проставки. Подобная конструкция не отличается надежностью, так как обычно остаются неплотности между фильтром и проставкой, через которые проникает неочищенный воздух, и, кроме того, емкость такого фильтра меньше, а значит, раньше потребуется его замена.

Вывод: покупка дешевого фильтра в большинстве случаев вовсе не означает экономию.

Фильтрующие элементы с радиальным уплотнением, надеваемые на трубу, имеют эластичную контактную поверхность, еще при изготовлении покрываемую силиконовой смазкой

Место установки

Двигатель на одном топливе без воздуха работать не будет. Для сгорания топлива обязательно нужен воздух, причем не только очищенный, но и поступающий в определенном количестве и не в объемном соотношении с топливом, а в весовом. Так что немалое значение имеет и место установки фильтра.

Плотность горячего воздуха меньше, а значит, в том же его объеме содержится меньше кислорода. Поэтому очень плохо, когда воздухозаборник расположен вблизи выхлопной трубы: в этом случае в двигатель может попадать не только подогретый воздух, но и отработавшие газы. А ведь отработавшие газы не просто горячие – в них намного меньше кислорода и присутствует сажа. Мало того, что в этом случае двигатель будет работать в режиме кислородного голодания, его воздушный фильтр начнет интенсивно забиваться несгоревшими частицами или сажей.

Качество фильтрации

Существует достаточно много типоразмеров фильтров, предназначенных для одного и того же двигателя, что объясняется прежде всего желанием производителей защитить свою конструкцию. Подготовка формы под производство фильтра процесс достаточно трудоемкий. Особенно сложна его разработка, поскольку место для размещения фильтра обычно ограничено и нередко имеет весьма специфическую форму.

В то же время существует всего два основных типа фильтров. В первом из них фильтрующий элемент зажимается крышкой вдоль его продольной оси. Обычно в этом случае к моменту замены фильтра на грузовике, который обычно наступает после пробега около 50 тыс. км, фильтр «прикипает» к посадочной поверхности, и, чтобы его сорвать, приходится дергать. При этом часть пыли, находящейся между гофрами, обычно просыпается внутрь корпуса и может попасть во впускной коллектор, а затем и в двигатель. Поэтому снимать фильтроэлемент надо осторожно, лишь покачивая его из стороны в сторону.

Для двигателя особенно опасны частицы кварца, из которых состоит песок. Кварц очень твердый, с высокими абразивными свойствами и сильно царапает отшлифованные поверхности деталей цилиндропоршневой группы. В результате в картер начинают прорываться отработавшие газы с частицами сажи, что приводит к быстрому ухудшению характеристик масла. Это в свою очередь вызывает перегрев двигателя и ускоренный износ других его деталей. А перевозчик грешит, как правило, на масло и масляный фильтр, хотя первопричиной является воздушный фильтр.

Поскольку самым слабым звеном в технике в целом и в воздушных фильтрах в частности является человеческий фактор, была придумана принципиально иная конструкция воздушного фильтра – с радиальным уплотнением. В этом случае фильтр со смазанной силиконом посадочной поверхностью надевают на трубу, что исключает его «прикипание», негерметичность уплотнения и попадание грязи во впускной коллектор.

Может ли хорошее стоить дешево?

Теоретически недорогие фильтры приемлемого качества время от времени появляться в продаже могут, ведь при вхождении в рынок некоторые компании, особенно малоизвестные, основное внимание уделяют снижению конечной цены своей продукции. Однако подобное случается не часто, да и длится недолго, так что низкой цене обычно сопутствует невысокое качество. Дешевизна воздушного фильтра подразумевает прежде всего его невысокую себестоимость, а ее можно снизить, используя более дешевую бумагу либо уменьшая ее количество, закрыв при этом глаза на качество изготовления или воспользовавшись неквалифицированной рабочей силой.

Визуально определить качество фильтра сложно, но все же есть моменты, на которые стоит обратить внимание, если возникают сомнения.

Все загрязнения, которые задерживаются воздушным фильтром, остаются на поверхности бумаги. Чтобы повысить количество задерживаемых фильтром загрязнений, т. е. его емкость, увеличивают количество бумаги. А чтобы максимально увеличить площадь фильтрующей поверхности, бумагу обычно гофрируют, и чем реже гофры, тем меньше емкость фильтра.

На гофрах через определенные промежутки делают специальные вмятины, чтобы удержать плисы гармошки на более-менее равномерном расстоянии и тем более предотвратить их слипание. На наружной поверхности бумаги многих фильтров наносят спиральные клеевые дорожки, предотвращающие вибрацию гофров, которая вызывается пульсацией всасываемого двигателем воздуха. Вибрация в свою очередь опасна тем, что бумага при этом может прикасаться к наружной сетке и быстро протрется, а значит, фильтр станет неработоспособным.

Возможности воздушного фильтра

Эффективность так называемых «мокрых» фильтров, очищающих жидкости – топливо, масло, охлаждающую жидкость и др., обычно измеряется в микронах, что соответствует минимальному размеру задерживаемых частиц. Этот же параметр у воздушных фильтров измеряется в процентах, определяющих, какую весовую долю загрязнений, находящихся в воздухе, этот фильтр может задержать.

Некоторые производители декларируют, что степень очистки их фильтров составляет 99%, а кто-то, например Cummins Filtration, гарантирует, что у его воздушных фильтров средняя эффективность очистки 99,96%. При этом слово «средняя» означает, что в процессе работы степень очистки фильтров изменяется. Когда устанавливают новый чистый фильтр, у него работает вся поверхность, но со временем часть отверстий забивается, а эффективность при этом растет и на определенном этапе достигает максимума. Теоретически идеальным был бы 100-процентный фильтр, но он, по всей видимости, вообще не пропускал бы воздух или имел слишком большое сопротивление.

Что означает процентный показатель для конкретного потребителя, несложно оценить, рассчитав, сколько грязи попадет в двигатель при его работе с каким-то конкретным фильтром. Так, эффективность 99% означает, что если на фильтр попадает 1000 г пыли, то 10 г из этого количества попадет в двигатель. А при эффективности 99,96% в двигатель попадет всего лишь 0,4 г пыли. Поэтому если кто-то предлагает «хороший» фильтр с эффективностью 99%, следует усомниться, действительно ли он хорош.

Ресурс

Впрочем, в реальной жизни владельцев транспортных средств больше заботит то, сколько воздушный фильтр может прослужить без замены, и поэтому они меняют его через 70 тыс. км, говоря при этом, что он мог бы еще и работать. Здесь надо помнить, что по мере засорения пор качество фильтрации повышается, но пропускная способность фильтра при этом уменьшается, и воздуха начинает не хватать. Кстати, это несложно почувствовать по потере мощности двигателя.

Ресурс воздушных фильтров во многом зависит от условий эксплуатации техники и определяется их емкостью. В зависимости от запыленности воздуха фильтры могут иметь различный интервал между заменами, поэтому однозначный ответ на вопрос, как долго может работать хороший воздушный фильтр, дать в принципе невозможно.

Есть много теорий относительно того, сколько загрязнений в граммах содержится в кубометре воздуха в тех или иных условиях. Исходя из этого, зная мощность двигателя и вычислив количество потребляемого им воздуха, теоретически несложно рассчитать, сколько конкретный фильтр проработает в данных условиях. Но на практике грузовик сегодня может колесить по чистым дорогам Германии, а завтра заехать на склад, расположенный на грунтовой площадке, и потому практически невозможно оценить реальный «вклад» пыли с разных участков дороги в загрязнение фильтра.

Впрочем, пылевая емкость фильтра очень высока, зато сажа может «убить» его быстро. Поэтому, повторимся, воздухозаборник ни в коем случае нельзя размещать вблизи выхлопной трубы.

Нежелательно также располагать воздухозаборник и корпус воздушного фильтра в местах, где вероятен выброс пыли, грязи и воды из-под колес транспортного средства: в этом случае помимо прочего в корпус фильтра может попасть влага, вызывающая набухание бумаги и увеличение ее сопротивления воздуху. Кстати, именно по этой причине некоторые жалуются, что в дождливую погоду двигатель начинает плохо работать.

Впрочем, определить работоспособность фильтра на глаз практически невозможно. Полностью забитый фильтр может выглядеть вполне работоспособным, тогда как рабочий может показаться абсолютно непригодным.

Существуют разработки, позволяющие продлить срок службы фильтра благодаря наличию систем предварительной очистки. Одной из таких систем (разработка компании Cummins Filtration) является неподвижная пластмассовая крыльчатка, которая, в зависимости от исполнения, может находиться как на самом фильтрующем элементе, так и внутри корпуса фильтра. Благодаря завихрениям всасываемого воздуха, создаваемым крыльчаткой, бо’льшая часть тяжелых частиц под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса и собирается на дне. Таким образом, через фильтрующий элемент проходит уже предварительно очищенный воздух.

Твердые частицы, собравшиеся на дне фильтра, можно удалить, не открывая корпус фильтра, а лишь сняв в его нижней части резиновый конус, в котором скапливается грязь. Удалив грязь, очень важно правильно установить конус на место, чтобы в корпусе фильтра не нарушилась циркуляция воздуха.

Фильтры подобной конструкции поставляют как на конвейер в стандартную комплектацию, так и на вторичный рынок.

Как часто надо заменять фильтр?

В настоящее время в системе впуска тяжелых машин устанавливают, как правило, два воздушных фильтра – основной и вторичный, который правильнее называть предохранительным. Многие ошибочно считают, что первичный фильтр с бумажным фильтрующим элементом является фильтром грубой очистки, тогда как вторичный (войлочный) – основным. На самом деле если эффективность обычного бумажного фильтра более 99,9%, то у вторичного она составляет всего 80…90%, и этот фильтр в принципе не может задержать загрязнение, пропущенное первичным. Поэтому вторичный фильтр рекомендуют менять в два раза реже, чем основной. Задача вторичного фильтра – временно задержать загрязнение, накопившееся на основном фильтрующем элементе, в случае его повреждения.

Большинство компаний делают предохранительный фильтр из бумаги. Характеристики более дешевой бумаги, используемой во вторичных фильтрах, существенно хуже, а потому их эффективность в любом случае меньше, чем основных.

Итак, определить на глаз, когда надо менять фильтр, в принципе невозможно. Для этого существуют специальные датчики, которые показывают сопротивление, создаваемое этим фильтром. Такие датчики устанавливают на выходе фильтра. Сейчас на нашем рынке представлено несколько типов механических датчиков со шкалой в миллиметрах и дюймах водного столба (сказывается американское происхождение).

Обычно считается, что воздушный фильтр следует менять, когда его сопротивление во впускном тракте достигает уровня 25 дюймов (635 мм) вод. ст. В то же время многие датчики имеют шкалу лишь до 20 дюймов. Это вызвано тем, что сопротивление создается не только на фильтре, но и по всему впускному тракту.

Существует два типа подобных датчиков – более простые механические и более дорогие электромеханические. В зависимости от подключения и от того, где будет производиться контроль за давлением, сам показывающий прибор может быть установлен как непосредственно на корпусе фильтра, так и на панели приборов или в другом удобном месте, поскольку к воздушному фильтру зачастую добраться достаточно тяжело.

Человеческий фактор

Как уже говорилось, серьезной проблемой является человеческий фактор. С одной стороны, это подбор самого фильтра, а с другой – правильный подход к его замене. Многие пластмассовые и металлические корпуса выполнены с защелками. Верхняя защелка легкодоступна, а к нижней подобраться тяжело, и после замены фильтра некоторые механики, особенно если они не в настроении, дальнюю защелку ленятся закрыть, и тогда в этом месте подсасывается воздух, который в неочищенном виде попадает в двигатель.

Естественно, производители не оставили это без внимания и провели очередную эволюцию воздушных фильтров. Так, для уменьшения влияния человеческого фактора вместо защелок был придуман новый механизм фиксации крышки корпуса – так называемый «твист», когда крышка фильтра прикручивается и автоматически фиксируется защелкой. В этом случае по щелчку всегда легко убедиться, что крышка воздушного фильтра закрыта правильно, а снять ее легко. Новая разработка позволила изменить и конструкцию самого фильтрующего элемента. Правда, в настоящее время эта разработка поступает преимущественно на сборочные предприятия, а на вторичном рынке подобные фильтры присутствуют пока в ограниченном количестве.

Бумажный воздушный фильтрующий элемент для системы вентиляции кабины современных грузовиков

Чтобы увеличить ресурс

Итак, при достижении сопротивления в 25 дюймов вод. ст. фильтр надо заменить, но и у нового фильтра начальное сопротивление около 8 дюймов, или 200 мм вод. ст. А рабочий диапазон составляет соответственно 17 дюймов, или 430 мм вод. ст. Поэтому для увеличения срока службы фильтров была проведена работа по уменьшению их начального сопротивления на 25% (до 6 дюймов, или 150 мм вод.  ст.) при сохранении той же эффективности очистки воздуха.

В радиальном фильтре количество бумаги ограничивается его наружным диаметром. Увеличить площадь поверхности бумаги можно только путем увеличения площади поперечного сечения фильтроэлемента, что можно сделать, лишь уменьшив его посадочный диаметр. Однако если уменьшить проходное сечение, то сократится количество воздуха, подаваемого к двигателю. Поэтому компания Cummins Filtration увеличила посадочный диаметр, одновременно увеличив глубину фриз, склеив их с посадочного торца. Эта технология запатентована под названием OptiAir и в настоящее время применяется несколькими компаниями, в том числе в Восточной Европе. Корпус такой конструкции полностью пластмассовый, что отвечает современным тенденциям на рынке фильтров: несмотря на то, что подготовка производства пластмассовых корпусов обходится намного дороже, чем металлических, конечный продукт получается дешевле.

Большим достоинством разработки OptiAir является то, что благодаря увеличенному сечению можно уменьшить габаритные размеры фильтрующего элемента, полностью сохранив при этом технические характеристики стандартного фильтра. То есть на транспортные средства с небольшим моторным отсеком, прежде всего на те же погрузчики, можно устанавливать уменьшенную модификацию данного фильтра. При этом корпус изначально снабжен крыльчаткой, обеспечивающей первичную циклонную очистку воздуха.

Кроме того, для работы в условиях повышенной запыленности воздуха разработаны специальные предочистители, позволяющие существенно уменьшить количество пыли и других загрязнений, поступающих к основному фильтрующему элементу, и тем самым продлить его ресурс.

Воздушный фильтр: конструкция, типы, особенности

Многие автомобилисты видели, или хотя бы слышали о воздушном фильтре. Большинство автолюбителей проводили замену данного элемента своими руками. Но, не все знают устройство этого элемента системы питания двигателя.

Для чего нужен воздушный фильтр

Воздушный фильтр двигателя — конструктивный элемент системы питания мотора, который отвечает за фильтрацию поступающего воздуха в камеры сгорания. Как известно, ни один силовой агрегат внутреннего сгорания не может функционировать без воздуха, который поступает через дроссель (в новых автомобилях) или через впускной коллектор (моторы карбюраторного типа).

Элемент фильтрующий предназначен для того, чтобы фильтровать поступающего воздуха в камеру сгорания. Этот кислород должен быть чистым без пыли и грязи. Именно данная деталь отвечает за то, что воздух в двигатель поступает чистым.

Исторически так сложилось, что существуют разные виды фильтров, о которых будет расписано ниже. Все они имеют разную конструкцию, но предназначение остается несменным.

Конструктивные особенности

Большинство воздушных фильтров состоит из трех элементов: корпуса, мембраны-фильтра и резинового уплотнителя, который располагается по контуру, чтобы не пропускать пыль и грязь между корпусом и самым фильтрующим элементом. Размещается фильтр в специальном корпусе, в котором есть входящее отверстие для поступления воздуха и выходящее, которое ведет в камеры сгорания.

В зависимости от конструкции автомобиля и производителя, корпус фильтра может иметь разные размеры, расположение, а также месторасположение конструктивных элементов. В основном бывают круглые и прямоугольные корпуса и сами фильтра.

Типы воздушных фильтров

Воздушные фильтры разделяются по составу мембраны-фильтра. Существует несколько вариантов исполнения фильтрующей «ткани»:

• Бумажная. Достаточно распространенная на старых автомобилях отечественного и зарубежного производства. Этот тип можно встретить на старых «Жигулях» и «Волгах». Считался достаточно эффективным вплоть до средины 90-х годов 20-столетия.
• Хлопчатая. Начала набирать популярность у производителей автомобилей в 90-е годы. Она пришла на смену бумажной, поскольку могла с легкостью пропускать воздух даже при засоренном состоянии.
• Волокнистый тип. Один из самых распространенных вариантов, поскольку прекрасно фильтрует воздух в загрязненном состоянии. Конечно, всему бывает придел, поэтому стоит придерживаться того, что фильтры необходимо менять в положенный срок.
• Угольные фильтры. Стали достаточно распространенными в последнее время, поскольку помимо фильтрации, еще насыщают двигатель необходимым кислородом. Также, они фильтруют не только пыль и грязь, но и газы, которыми насыщен воздух.

Принципы замены воздушного фильтра

Замена воздушного фильтра двигателя — процесс достаточно простой. Как показывает практика, большинство автомобилистов стараются выполнять данную процедуру самостоятельно, не прибегая к помощи автосервиса.

Многие автомобилисты задаются вопросом: как часто необходимо менять воздушный фильтр двигателя? Ответ достаточно простой: согласно технической документации автомобиля, а также рекомендаций завода изготовителя. Как правило, срок замены воздушного фильтра двигателя составляет — 15-20 тыс. км пробега.

Итак, как же на самом деле поменять воздушный фильтр:

1. Демонтируем верхнюю крышку.
2. Вынимаем фильтр.
3. Ставим новый фильтрующий элемент.
4. Закрываем корпус.

На основании небольшой инструкции по замене, можно понять, что замена воздушного фильтра — это простой процесс, который не займет много времени.

Фильтры для спорт-каров

Все знают, что старые американские спорт-кары конструктивно отличаются от остальных автомобилей. Но, не все знают, что на них стоят воздушные фильтры открытого типа. Это связано с тем, что двигатель должен дышать большим количеством воздуха.

На некоторых мускул-карах старого образца, фильтрующий элемент воздуха не имеет наружного корпуса, а только оснащен верхней и нижней тарелкой, которые закрывают фильтр. При такой мощности и крутящем моменте, необходимо большое количество воздуха. Именно такие фильтры могли обеспечивать поступление необходимого количества кислорода для образования воздушно-топливной смеси.

Тюнинг варианты

Многие автолюбители современности занимаются тюнингом своих автомобилей, а поэтому улучшение двигателя неизбежно. Одним из элементов модернизации становиться воздушный фильтр. За последнее 10 лет новых нововведений в данной доработке сделано не было, поэтому применяют два вида фильтрующих элементов:

• Нулевого сопротивления. Этот фильтр не имеет сопротивления воздуха в отличие от стандартного типа, что дает возможность попадать в камеру сгорания большего количества воздуха.
• Прямоточного типа. Эти фильтра в конструктивной особенности напоминают «нуливики», но суть конструкции немного другая. Стоит несколько мембран с разной пропускаемостью, что дает возможность более эффективно отфильтровать воздух, который поступает в камеру сгорания.

Отличие фильтров

Многие автолюбители начинают путать фильтра, особенно это касается современных иномарок. Особенно путаница возникает с фильтром салона. Стоит понимать, что фильтрующие элементы воздуха в салоне и моторе разные, у них разный каталожный номер и даже размеры.

Фильтр салонный — что это? Это фильтрующий элемент. который устанавливается в салоне автомобиля, для фильтрации воздуха отопления и вентиляции, и не коем образом не относиться к элементу мотора, такому как воздушный фильтра. Поэтому, прежде чем покупать фильтр нужно точно понимать, куда он устанавливается.

Нововведения

Как и всегда, рассмотрим немного нововведений. Одним из таких становиться датчик воздушного фильтра, который отвечает за загрязненность данного элемента. Первое внедрение и испытание было проведено в 2015 году на автомобилях с гибридным типом двигателя — Dodge Challenger от корпорации GM. Первые испытания показали, что данный датчик имеет недоработки, но совершенствование продолжается.

Отличие этого устройства от датчика массового расхода воздуха в том, что он анализирует количество и качество воздуха непосредственно сразу после фильтра и указывает на состояние изделия, а также когда его необходимо заменить. Многие автолюбители скажут, что это бессмысленная функция, но автопроизводители, один за одним, подхватывают эту идею и разрабатывают свои инновации в данном узле.

Вывод

Заменить воздушный фильтр на автомобиле достаточно легко и просто, даже для начинающего автомобилиста. Стоит отметить, что необходимо правильно подобрать фильтрующий элемент, что на современные автомобили делается при помощи номера кузова. Монтируется деталь, зачастую, очень просто.

К выбору стоит подойти тщательно, поскольку от этого будет зависеть насколько эффективно будет работать двигатель.