Воздушный фильтр: основные виды

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.

Выбираем воздушный фильтр для автомобиля

Согласно данным опросов, владельцы автомобилей делятся на две значимые группы. Первые убеждены, что воздушный фильтр не является критически важным элементом автомобиля и регулярно менять его не обязательно, как, например, масляный или топливный. Ведь для очистки достаточно просто вытряхнуть или продуть изделие, а при покупке можно сэкономить, подобрав более-менее похожий по форме и виду вариант.

Вторые же убеждены, что воздух, поступающий в автомобиль, содержит множество частиц песка и других элементов, которые повреждают его детали. Воздушный фильтр служит барьером, сохраняющим целостность двигателя и продлевающим его службу.

Чтобы разобраться в том, кто прав, а также узнать, на что стоит обратить внимание в первую очередь при выборе воздушного фильтра для вашего автомобиля, мы обратились к эксперту компании TOTACHI INDUSTRIAL Николаю Зацепину.

Для чего нужен воздушный фильтр

В среднем автомобиль поглощает около 13 кубометров атмосферного воздуха за 100 км пробега. Дорожная пыль, взвесь частиц автопокрышек, сажа и прочие примеси, содержащиеся в нем, неизбежно попадают в двигатель, ухудшая состояние масла и нанося повреждения поверхностям цилиндров. Запыленность воздуха и дисперсный состав пыли зависят от климатических условий, типа почвы, состояния дороги, интенсивности движения транспорта и т.п. Абразивные свойства пыли зависят, в основном, от ее минералогического состава и содержания в ней частиц кварца и корунда, которые имеют высокую твердость и вызывают наиболее интенсивный износ деталей двигателя. Наиболее опасными для пар трения являются частицы технологических загрязнений, чей размер превышает показатели в 30-45 микрон. Размер задерживаемых частиц в воздушном фильтре должен составлять не более 12 микрон, а, например, толщина человеческого волоса — 70 микрон.

Для того чтобы обезопасить автомобиль от дорогостоящего ремонта, и существует воздушный фильтр. Его основная задача – задерживать посторонние частицы, пропуская в двигатель только очищенный воздух. Основной характеристикой, определяющей качество воздушного фильтра, является коэффициент пропуска пыли. В соответствии с требованиями отечественных нормативных документов, средний коэффициент пропуска пыли воздушными фильтрами легковых автомобилей не должен превышать 1%. Следует отметить, что многие иностранные производители, опираясь на более лояльные требования нормативных документов, производят фильтрующие элементы с коэффициентом пропуска около 3%.

Материал воздушного фильтра должен иметь такую пористость, чтобы задерживать частицы грязи и пыли размером от 2 микрон.

Помимо отсеивания абразивных частиц из «вдыхаемого» двигателем воздуха, фильтр должен обеспечить еще и минимальное сопротивление, а это два разнонаправленных параметра. Этим и объясняется необходимость разнообразия его материалов, форм и типов.

Какие воздушные фильтры бывают

Фильтры для очистки воздуха появились сравнительно недавно. Первые образцы 30х годов прошлого века имели сложную и громоздкую конструкцию, а проволочные сетки с тканью и масляные ванны занимали большое пространство. Они требовали сложной процедуры очистки, но все равно не могли обеспечить должную защиту и требуемый объем воздушного потока для двигателя. Только в 1957 году появился бумажный фильтр, уже больше похожий на современный, его сложенная гармошкой поверхность, позволила увеличить объем фильтрующего элемента в более чем в 1,5 раза.

Современные автомобили стали более требовательными как к объему потребляемого воздуха, так и к его чистоте. Это связано с появлением инжектора и систем наддува. Для обеспечения возросших требований, автопроизводители разрабатывают новые конструкции и материалы для воздушных фильтров. Самой распространенной конструкцией воздушного фильтра на данный момент является плоский фильтр с полиуретановой рамкой.

Основные материалы, применяемые в изготовлении воздушных фильтров – целлюлоза и нетканый синтетический материал. Также есть и гибридные, где оба материала создают единое целое фильтрующего элемента.

Основные материалы использующиеся для изготовления воздушных фильтров и оптимальные сроки эксплуатации.

Большое значение для эффективной фильтрации имеет равномерность взаимодействия воздушного потока со всей площадью фильтра. Здесь важно обратить внимание на соблюдение стандартных зазоров между складками «гармошки» фильтрующего материала – они все должны быть одинаковые по размеру. При увеличении поверхности фильтрующего элемента необходимы ребра жесткости, выполненные из клея, полиуретана, пластика или металла.

Ребра жесткости, добавляемые в конструкцию воздушного фильтра не позволяют деформироваться фильтрующему материалу.

В целлюлозном фильтре между шторами должны присутствовать структурные выступы, которые не позволяют им слипаться в процессе эксплуатации. Материал для качественных воздушных фильтров должен пройти термическую обработку в печи, чтобы фильтр при эксплуатации вбирал в себя меньше влаги. Возможно и применение масляной пропитки воздушных фильтров – такие образцы вы могли видеть в оригинальных коробках японских автопроизводителей, таких как TOYOTA, SUBARU, NISSAN.

Выбор материалов фильтрующей поверхности является одним из ключевых факторов, позволяющих регулировать соотношение чистоты входящего воздушного потока и соответствия физико-техническим требованиям пропускной способности фильтра, заданных производителями автомобилей. При производстве фильтров компания TOTACHI INDUSTRIAL применяет технологию TF-Technology (target filtration technology — технология направленной фильтрации), которая позволяет превосходить требования OEM-производителей по ряду параметров*.

*Испытания проводились по методике ГОСТ 8002-74 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Воздухоочистители. Методы стендовых безмоторных испытаний». Испытания проводились на стенде, аттестованном по ГОСТ Р 8.568-97 (инв.№ 62787), на кварцевой пыли с удельной поверхностью 5600 см2 /г.