Воздушный фильтр двигателя: принцип работы и виды устройства

В современном автомобиле нет ничего лишнего и малозначащего. Даже такой недорогой и простой с виду элемент, как воздушный фильтр, имеет важное значение, так как от него во многом зависит стабильная работа и общий технический ресурс двигателя. Как устроен воздушный фильтр, и почему требования технического регламента о сроках его периодической замены нужно неукоснительно выполнять?

Назначение

Воздушный фильтр предназначен для очистки поступающего в двигатель воздуха от пыли, песчинок и любых других мелких и твердых частиц, поступающих в двигатель.. Атмосферный воздух необходим для приготовления топливной смеси. При сжигании 1 литра бензина расходуется до 13 м² воздуха. Весь этот объём проходит через важнейшие системы двигателя, включая впускные и выпускные коллекторы, систему клапанов и рабочее пространство цилиндров.

Если поступающий в мотор воздух не очищать, резко возрастёт износ трущихся деталей, в результате чего двигатель даже после сравнительно небольшого пробега может полностью выйти из строя. Кроме обладающей абразивными свойствами пыли, «забортный» воздух содержит еще одну вредную для деталей мотора составляющую – водяные пары. Попадая на металл, влага провоцирует образование микроскопических очагов коррозии. Частицы ржавчины являются мощным абразивом, поэтому их присутствие в двигателе недопустимо.

Задача очистки необходимого для работы мотора воздуха от пыли и влаги полностью возложена на воздушный фильтр. Этот узел успешно выполняет и некоторые другие функции: частично гасит шум, создаваемый работающим двигателем, а в карбюраторных системах участвует в поддержании оптимальной температуры подготовленной топливной смеси. В процессе эксплуатации автомобиля воздушный фильтр постепенно засоряется, поэтому его необходимо периодически менять.

Устройство, принцип работы

Воздушным фильтром принято называть весь узел очистки поступающего воздуха в сборе. Он представляет собой корпус со съемной крышкой, под которой находится определенной формы и конструкции фильтрующий элемент. Место установки воздушного фильтра в подкапотном пространстве зависит от типа двигателя. Так, в карбюраторных бензиновых моторах этот узел имеет округлый вид и устанавливается над карбюратором. В инжекторных системах применяются более производительные фильтры прямоугольной формы.

Чтобы удалить пыль и другие микроскопические твердые частицы из засасываемого в двигатель воздуха, его пропускают через пористый материал воздушного фильтра. Его конструкция выполнена таким образом, чтобы поступающий на вход воздух мог пройти на выход только через фильтрующий элемент. Если установка сменного фильтра выполнена неаккуратно, и винты крышки должным образом не затянуты, воздушный поток сможет беспрепятственно проходить через образовавшиеся щели.

Виды и состав фильтрующих элементов

В процессе эволюции автомобильного транспорта для очистки поступающего в двигатель воздуха применялись следующие различные материалы:

• Хлопчатобумажная ткань.
• Сетки из конского волоса.
• Поролон.
• Мелкий насыпной уголь.
• Бумага и картон.
• Подушки из капроновой лески.
• Емкости с машинным маслом.

На современном этапе многие из них практически не применяются и были заменены на более совершенные пористые композиции бумаги и картона, способные лучше осекать вредные примеси.

В зависимости от времени года и местности, в которой эксплуатируется автомобиль, фильтр должен эффективно справляться со всеми нежелательными составляющими воздушной среды:

• Дорожной пылью и песком.
• Парами и каплями влаги.
• Частицами цемента и строительной пылью.
• Цветочной пыльцой.
• Составляющими городского смога.
• Мелкими насекомыми.

Основой воздушных фильтров для легковых автомобилей являются различной конфигурации элементы, изготовленные из бумаги, картона или микропористых полимерных материалов. Для того, чтобы такие фильтры не промокали и препятствовали проникновению влаги в мотор, их пропитывают смолистыми веществами. Данный способ обработки позволяет фильтрующему материалу задерживать даже мельчайшие взвеси частиц моторного масла, антифриза и других веществ, которые могут присутствовать в моторном отсеке.

Практика показала, что однослойные и однокомпонентные фильтры быстро засоряются. Для повышения эффективности работы и увеличения срока службы фильтрующих элементов разработаны новые технологии задержки пыли и примесей.

В первую очередь, это «глубинный» способ фильтрации. Он заключается в использовании трех слоев бумаги с порами различного размера. Поверхностный слой задерживает самые крупные частицы, средний – более мелкие, а третий уже завершает очистку, пропуская в двигатель абсолютно чистый воздух, немного подогретый в результате трения о поры бумаги. Заменяемые элементы фильтрации могут изготавливаться в любом размерном и пространственном решении, зависящем от типа двигателя и конструкции корпуса фильтра.

Конструктивные особенности

На конструкцию и геометрию современных воздушных фильтров существенно влияет тип, особенности устройства и функционирования двигателя, а также место установки узла в моторном отсеке и скорость поступающего в него воздушного потока. В автомобилях устанавливаются фильтры следующих видов:

• Круглый фильтр в виде кольца, применяемый в авто с карбюраторным мотором. Кроме многослойной бумажной начинки, эти изделия обычно оснащаются сетчатым каркасом из алюминия, значительно увеличивающим их механическую прочность. Это необходимо, чтобы защитить фильтр от деформации потоком воздуха. Сверху и снизу фильтрующего кольца приклеены упругие резиновые или полимерные уплотнения.
• Панельный фильтрующий элемент, применяемый в большинстве дизельных ТС и для инжекторных двигателей. Выпускается в каркасном и бескаркасном исполнении. Отличается большей площадью фильтрации воздуха и общей эффективностью. Панельные фильтры занимают меньше места, быстро и точно устанавливаются в корпус. Для защиты от деформаций могут содержать в себе армирующие элементы из металлической сетки или пластика.
• Фильтры цилиндрической формы. Конструктивно напоминают кольцевые элементы, но значительно выше их и меньше в диаметре. Такое решение позволило сделать изделия более компактными и одновременно увеличить рабочую площадь цилиндрического фильтрующего элемента. Применяются на грузовом автотранспорте и ряде моделей легковых автомобилей с дизельными моторами.

В целях улучшения эксплуатационных характеристик основные фильтрующие элементы могут быть дополнены внешними деталями предварительной очистки. В зависимости от этого фактора различают:

• Изделия с одной степенью фильтрации, выполненные в виде плотной гармошки из специальной бумаги и картона. Такие фильтры быстро засоряются и не защищены от деформации, поэтому на практике применяются редко.
• Модели с двойной фильтрацией, рабочая поверхность которых защищена слоем пористого синтетического материала, выполняющего функцию предварительной очистки воздуха от самых крупных частичек примесей. Фильтры подобной конструкции рекомендованы для внедорожников и грузовых автомобилей, работающих в условиях большого скопления пыли (на стройках, в поле, карьерах и т. п.).
• Системы тройной очистки, отличающиеся наличием циклонного блока. На начальном этапе воздух поступает в первое отделение корпуса, где поток принудительно закручивается. Под действием сил инерции из него выводится большая часть примесей, которая отправляется в накопительный контейнер. Движение воздуха по спирали может быть организовано за счет формы корпуса фильтра, либо при помощи крыльчатки с приводом от одного из шкивов.

В настоящее время многие производители освоили выпуск фильтров с так называемым «нулевым сопротивлением». Эти изделия содержат в себе многослойный элемент, состоящий из пропитанной маслом ткани. Такие фильтры эффективно задерживают примеси и практически не препятствуют интенсивному поступлению воздуха. Их недостатком является необходимость регулярной очистки и обслуживания, поэтому большинство автомобилистов предпочитают применять одноразовые фильтры стандартной конструкции.

Вопросы эксплуатации

Если автомобилист применяет только рекомендованный производителем тип воздушных фильтров и выполняет их замену так часто, как того требуют правила технического регламента, о качестве поступающего в двигатель воздуха можно не переживать. Исключения составляют случаи, когда автомобили систематически эксплуатируются на стройках, для вывоза сельхозпродукции с полей или добытых карьерным способом ископаемых. При работе в сложных условиях фильтры нужно менять вдвое чаще.

Рекомендованные специалистами сроки замены фильтрующих элементов равны периоду замены масла. Именно в этот момент принято менять как топливный, так и воздушный фильтр. Подобная привязка во времени позволяет не ориентироваться на сервисную книжку, тем более, что далеко не все автомобилисты её и ведут.

Нарушение рекомендованных сроков установки новых фильтрующих элементов чреваты следующими последствиями:

• Повышенным износом трущихся деталей двигателя.
• Проблемами с топливными форсунками.
• Заметным падением мощности.
• Увеличенным расходом топлива.
• Снижением срока эксплуатации двигателя.
• Значительным увеличением расходов на ремонт.

Медлить с заменой воздушного фильтра нельзя. Это простая операция, для которой не обязательно посещать СТО. Действия по смене фильтрующего элемента выполняются в следующем порядке:

• Открутите фиксирующие винты и аккуратно снимите крышку воздушного фильтра.
• Соблюдая осторожность, чтобы во впускной коллектор не осыпалась скопившаяся грязь и пыль, снимите и отложите в сторону старый фильтрующий элемент.
• Очистите и протрите тканевой салфеткой дно корпуса.
• Выньте из упаковки и аккуратно уложите на место новый фильтр.
• Устанавливая крышку, убедитесь, что она правильно сориентирована. В некоторых моделях моторов возможно два направления установки, которые соответствуют рискам «Зима» или «Лето». Так регулируется подача в фильтр холодного «забортного» или подогретого теплого воздуха с поверхности двигателя.
• Закрутите винты, фиксирующие крышку. Не прилагайте излишних усилий, чтобы не сорвать резьбу.

Внимание: особенно аккуратными при выполнении всех операций по замене фильтрующего элемента должны быть владельцы автомобилей с бензиновым мотором, оснащенным карбюратором. Этот узел находится непосредственно под фильтром. Специалисты рекомендуют после снятия крышки временно прикрыть карбюратор чистой ветошью. Поскольку в случае попадания в камеру частиц пыли или грязи придется снимать, разбирать и промывать весь узел.

Соблюдая сроки и правила замены воздушного фильтра, можно избежать многих проблем, связанных с необходимостью досрочного и достаточно затратного капитального ремонта двигателя.

Воздушный фильтр описание виды устройство принцип работы фото видео.

Устройство современного автомобиля таково, что мелочи в нем отсутствуют. Даже те детали, которые на первый взгляд не особо важны, играют важную роль. К примеру, воздушный фильтр, значение которого автомобилистами часто преуменьшается. На самом деле, его значение огромно, ведь если он отсутствует или сильно загрязнен, нормальный процесс сгорания топлива становится невозможным, а количество вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах будет резко увеличено.

Для обеспечения нормального горения топлива в цилиндрах требуется огромное количество чистого воздуха – не менее 15 литров на каждый литр самого топлива. Тот воздух, который поступает к двигателю непригоден для обогащения топливной смеси без предварительной очистки, поскольку содержит слишком много твердых частиц и прочих загрязняющих компонентов. Попадая в двигатель, они становятся причиной быстрого износа поршневой группы, подшипников и коленвала. Воздушный фильтр в автомобиле качественно убирает посторонние примеси из воздуха, повышая стабильность работы двигателя и продлевая ему срок службы.

Принцип работы воздушного фильтра

В основном, на 1 килограмм топлива, двигатель потребляет 13-15 килограмм воздуха, забор которого происходит вне транспортного средства, а также вне зависимости от погодных условий. Из-за этого в двигатель попадает пыль, мелкие камни и части асфальта, влага и прочие вещества. Фильтр же предназначен для того, чтобы очистить воздух, поступающий в двигатель автомобиля, от множества вредоносных примесей.

Со временем, при интенсивном использовании автомобиля, воздушный фильтр может забиться частицами пыли или веществ, из-за чего значительно понизиться пропускная способность, соответственно – повыситься нагрузка на сам фильтр, который может деформироваться.

Для нормальной работы двигателя периодичность замены воздушного фильтра должна производится два раза в год.

В результате вредные вещества и примеси, минуя забитый фильтр, попадут прямо в двигатель, тем самым значительно ускоряя износ.

ВИДЫ ВОЗДУШНЫХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Видов данных фильтров, применяемых на автотехнике, несколько. Они используют разные способы фильтрования:

• инерционные. Фильтры, которые раньше применялись практически на всех видах транспорта, но со временем более совершенные фильтры вытеснили их. Такой фильтр состоял из объемного корпуса, в народе получивший прозвище «кастрюля», в который была помещена подушка из капроновой лески. Первичная очистка воздуха производилась именно из-за резкой смены направления движения, когда воздух продолжал движение, а пыль по инерции двигалась к днищу корпуса и там оседала. Вторичная очистка производилась подушкой. Эти фильтры были многоразового использования, их нужно было периодически промывать, и он использовался дальше. Существенным недостатком этого типа фильтров было слабое фильтрующее свойство;
• инерционно-масляные. Эти фильтры были несколько лучше инерционных по своим очистным свойствам, но тоже уже считаются устаревшими. Конструктивно они были схожи с инерционными, но имели одно различие. На дно корпуса такого фильтра было налито моторное масло, которое из-за своих свойств могло «улавливать» и удерживать в себе крупные и мелкие загрязняющие частицы. Этот фильтр тоже был многоразового использования, достаточно было проводить промывку его и заменять масло. На некоторых видах сельхоз. техники они применяются и сейчас;
• бумажные. На данный момент эти воздушные фильтры самые распространенные. Очистка воздуха у этих фильтров производится путем пропускания их через специальную бумагу с пористой структурой. Данная бумага сложена особым способом, что увеличивает его очистную способность. Особенностью этих фильтров является возможность очистки по всему своему объему, а не только внешней поверхностью, обеспечивается это пористой структурой и переплетенным положением волокон бумаги. Переплет волокон обеспечивает также и улавливание очень мелких частиц – до 1 микрона. Сама бумага этих фильтров обработана специальной смолой, что обеспечивает целостность и работоспособность его даже после контакта с водой, маслом или топливом. Эти фильтры не обслуживаемые, при их сильном загрязнении они просто заменяются;
• фильтры с нулевым сопротивлением. В качестве фильтрующего элемента у них используется хлопчатобумажная ткань или же поролон. При изготовлении этих фильтров очистные элементы подвергаются обработке специальными составами. Все это обеспечивает хорошие фильтрующий эффект, при этом сам фильтр обеспечивает намного меньшее сопротивление потоку воздуха, чем обычные бумажные. Считается, что этот фильтр является обслуживаемым, можно проводить его очистку и промывку для дальнейшего использования, но для этого нужно использовать специальные шампуни, а после промывки совершать пропитку фильтрующего элемента специальным составом. И все же со временем фильтр приходит в негодность и заменяется.

КОГДА ПОРА МЕНЯТЬ ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР?

Водителю не обязательно знать когда нужно менять воздушный фильтр, это можно сделать визуально. Для этого достаньте фильтрующий элемент из воздушного фильтра и осмотрите.Если он чистый — ездить можно дальше без проблем. Если фильтрующий элемент грязный или в масле — это говорит о необходимости его замены. Каждый автолюбитель может отличить грязный фильтр от нового и чистого.

Срок замены воздушного фильтра двигателя зависит от производителя, на большинстве машин он составляет 15 — 30 тысяч км. Так что, если собрались менять воздушный фильтр, загляните в техпаспорт машины и там будет указан точный срок его замены. Или воспользуйтесь советом выше и осмотрите фильтр визуально, если не знаете когда в последний раз он менялся.

Совет про замену воздушного фильтра из собственного опыта. Его замену можно совместить с заменой масла, которая производиться примерно через 10-15 тысяч километров. Можно менять воздушный фильтр каждую замену масла или через раз. Это зависит от конкретных условий в которых эксплуатируется автомобиль. Как правило, меняют через раз.

У дизельных двигателей с турбонаддувом к очистке воздуха предъявляются более жесткие требования. Это связано с особенностями их эксплуатации. Так что, у дизелей и у машин с турбиной, срок замены воздушного фильтра должен быть сокращен.

ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР НУЛЕВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Устройство автомобильного очистителя воздуха может быть различным, но принцип действия у всех практически одинаков. Проходя через фильтрующий элемент, воздух может очищаться практически на 99% – все зависит от вида элемента. Естественно, что при прохождении воздуха через фильтр его поток замедляется, а если он старый и сильно загрязненный, воздуха двигателю может не хватать. В качестве альтернативы стандартным, были разработаны фильтры нулевого сопротивления, которые абсолютно не сказываются на скорости потока поступающего воздуха.

Устройство такого воздушного фильтра для автомобиля достаточно простое. Несколько слоев х/б ткани после пропитки специальными растворами фиксируются между двумя алюминиевыми решетками. Подобные конструкция позволяют пропускать одномоментно в два раза больше воздуха, чем очистители стандартных конструкций. При этом, качество фильтрации остается неизменно

высоким – сколько бы грязи не задерживал такой воздушный фильтр, качество и скорость очистки не меняются. Более того, осевшая на ткани пыль и сама принимает участие в очистке воздуха, задерживая на себе более крупные частицы.

Не менее важной особенностью воздушного фильтра нулевого сопротивления является возможность его очистки и повторного использования. Для его очистки можно приобрести специальный очиститель, после использования которого его промывают проточной водой, а перед установкой на автомобиль дополнительно обрабатывают специальным маслом. Подобную процедуру рекомендуется проводить каждые три месяца, особенно, если ТС эксплуатируется достаточно интенсивно, к примеру, в летний период.

Несколько признаков забитого воздушного фильтра:

• Автомобиль расходует больше топлива, чем обычно;
• Автомобиль значительно потерял в мощности;
• Уровень CO2 в выхлопе значительно повышен.

Большинство водителей не придают значения данным фактам, и «тянут» проблему до последнего, критического момента, однако бывалые автолюбители, как и действующий регламент, уверенно заявляют:

Некоторые водители, в желании сэкономить лишнюю копейку, вытягивают и прочищают старый фильтр. Делать это категорически запрещено, поскольку ресурс каждого фильтра ограничен и, несмотря на чистый вид, автомобилю он пользы не принесет ровным счётом никакой. Именно поэтому замена является самым очевидным и актуальным вариантом.

Место установки фильтра зависит от марки и модели автомобиля, однако сами фильтры похожи, поскольку в большинстве своем сделаны по одному и тому же принципу. Как поменять воздушный фильтр? Очень просто!

В автомобилях с инжекторным типом двигателя, фильтр зачастую располагается в пластиковом кожухе, к которому подведен патрубок воздухозаборника, а сама крышка держится на защёлках. Отцепив их у владельца авто появляется доступ к фильтру, а процедуры по его замене аналогичны описанным выше. К слову, чтобы поменять воздушный фильтр салона, необходимо провести практически те же манипуляции, что и с двигательным фильтром. Эта процедура отнимет не более 5-8 минут, на любом типе двигателя автомобиля.

КАК ВЫБРАТЬ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРАВИЛЬНО

Если вопрос – зачем менять воздушный фильтр более-менее ясен, то как подобрать воздушный фильтр для своего автомобиля, многие владельцы просто не знают. Во многом это заслуга самих производителей, выпускающих огромное количество модификаций устройств. Отличаются материалы самого фильтрующего элемента, форма, степень фильтрации, условия работы, а также количество ступеней очистки. Чтобы выбрать оптимальный элемент, для начала следует ознакомится с рекомендациями производителя транспортного средства – проявлять самостоятельность, и менять тип установленного фильтра не всегда возможно.

Для многих автовладельцев определяющим моментом при выборе нового воздушного фильтра, становится его ресурс. Большинство производителей в настоящее время используют все более современные материалы и технологии, чтобы менять их приходилось реже, а степень очистки воздуха оставалась бы максимально высокой. Несмотря на все достижения разработчиков, следует понимать, что практически любой «воздухоочиститель» рано или поздно придется менять на новый, поэтому следует постоянно следить за работой двигателя, и при появлении специфических признаков нехватки воздуха, фильтрующий элемент лучше заменить.

Зачастую, многие автовладельцы, особенно дорогих иномарок, предпочитают приобретать не оригинальные воздушные фильтры, стоимость которых может составлять более пяти тысяч рублей, а дешевые подделки. Особенно этим грешат владельцы авто с турбированным дизельным двигателем, поскольку на таких моторах интервал замены фильтра более частый, а стоимость его дороже – это связано с более высокими требованиями в плане очистки воздуха.

Следует понимать, что любой контрафактный воздушный фильтр не выполняет своей основной задачи, лишь создавая видимость защиты. Помимо отсутствия эффективной очистки поступающего к двигателю воздуха, подделки часто и серьезно уменьшают его объем, что ведет к переобогащению смеси, существенному повышению расхода топлива, а неполное сгорание смеси стимулирует процесс преждевременного износа основных узлов любого двигателя.