воздушный фильтр для чего предназначен
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:
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:
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:
В целях улучшения эксплуатационных характеристик основные фильтрующие элементы могут быть дополнены внешними деталями предварительной очистки. В зависимости от этого фактора различают:
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:
Медлить с заменой воздушного фильтра нельзя. Это простая операция, для которой не обязательно посещать СТО. Действия по смене фильтрующего элемента выполняются в следующем порядке:
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. Зачем нужен и когда менять?
Кажется, простой узел — воздушный фильтр и уход за ним прост. Полагая так, некоторые автомобилисты относятся к фильтру равнодушно и доводят его до состояния половой тряпки. А к чему приводит такая эксплуатация, знают немногие. Именно поэтому в данной статье мы расскажем про воздушный фильтр двигателя, зачем он нужен и когда его необходимо менять.
Зачем нужен воздушный фильтр?
Для полного сгорания горючей смеси необходимо, чтобы в ее составе содержалось воздуха в 15—20 раз больше, чем топлива. Среднестатистический автомобиль за стокилометровый пробег потребляет от 12 до 15 кубических метров атмосферного воздуха. Если этот воздух не очищать, вся находящаяся в нем твердая взвесь (пыль и грязь с дороги) попадет внутрь двигателя. Довольно скоро это приведет к ухудшению работы двигателя и в конечном счете — к преждевременному ремонту.
Защитой от подобных неприятностей и служит устройство для очистки воздуха — воздушный фильтр. Кроме своего основного назначения оно выполняет также функцию глушителя шума, распространяющегося по впускному тракту, а в бензиновых двигателях — еще и регулятора температуры горючей смеси.
По мере засорения воздушного фильтра его сопротивление воздушному потоку растет и, следовательно, уменьшается количество воздуха, поступающего в двигатель. В определенных режимах это ведет к обогащению смеси, а значит, к неполному ее сгоранию. Соответственно, снижаются мощностные показатели двигателя, увеличиваются расход топлива и концентрация токсичных веществ в выхлопных газах.
Поэтому, своевременная замена воздушного фильтра — залог сохранения ресурса двигателя без возникновения проблем. Ведь засорившийся фильтр превращается из помощника во врага, и не фильтрует пыль с дороги, а наоборот затрудняет работу двигателя.
Какие бывают типы воздушных фильтров?
Фильтрующие элементы выпускаются трех конструктивных типов: цилиндрические, панельные и бескаркасные. Разработчики приводят массу аргументов в пользу того или иного решения, но обсуждение их достоинств и недостатков не является предметом нашего разговора. Отметим только некоторые особенности, имеющие непосредственное отношение к эксплуатации.
Вообще, картон — самый распространенный материал для воздушных фильтров. Но в некоторых странах сменные элементы делают из синтетических волокон. Эксплуатация таких элементов требует более строгого соблюдения интервалов замены.
На спортивных автомобилях устанавливают каркасные элементы из пятислойной марли, пропитанной “фирменным” маслом. По сравнению с картонными у них гораздо меньше начальное сопротивление. Кроме того, после специальной обработки они могут применяться повторно.
Когда пора менять воздушный фильтр?
Конечно, водителю не обязательно знать когда нужно менять воздушный фильтр, это можно сделать визуально. Для этого нужно достать фильтрующий элемент из воздушного фильтра и осмотреть его. Если он чистый — ездить можно дальше без проблем. Если фильтрующий элемент грязный или в масле — это говорит о необходимости его срочной замены. Каждый автолюбитель может отличить грязный фильтр от нового и чистого.
Срок замены воздушного фильтра двигателя зависит от производителя вашего автомобиля, но на большинстве машин он составляет не менее 15 — 30 тысяч км. Так что, если собрались менять воздушный фильтр, загляните в техпаспорт вашей 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.
Есть еще один 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, а можно и через раз. Это зависит от конкретных условий в которых эксплуатируется автомобиль. Как правило, меняют через раз.
У дизельных двигателей с турбонаддувом, как и у бензиновых инжекторных, к очистке воздуха предъявляются более жесткие требования. Это связано в первую очередь с особенностями их эксплуатации. Так что, у дизелей, как и у машин с турбиной, срок замены воздушного фильтра должен быть сокращен на 20-30 процентов.
Не стоит экономить на замене воздушного фильтра, ведь его стоимость несравнима с возможным ремонтом двигателя. А уж ездить без фильтра двигателя просто категорически запрещено, это приведет к скорому ремонту двигателя, что было проверено на опыте многих автолюбителей.
Как устроены воздушные фильтры и как их правильно выбирать
«Всегда быть в маске – судьба моя!» В свете нынешней пандемии будем надеяться, что слова из «Арии мистера Икс» не окажутся пророческими для всего человечества. Однако мог ли себе представить создатель «Принцессы цирка» И.Кальман, что «аранжировку» его произведения будут исполнять на разные голоса выхлопные трубы миллионов двигателей внутреннего сгорания. Ведь им без «масок», или воздушных фильтров никак не жить…
Естественно, условия заснеженных Антарктиды или Крайнего Севера в расчет брать не будем, хотя и там идеально чистого воздуха быть не может. Во всех остальных местах нашей планеты атмосфера запылена в большей или меньшей степени. И если человеческие бронхи — орган самоочищающийся, то двигатель внутреннего сгорания таким не похвастается. Воздух ему требуется только очищенный: для создания идеальной топливно-воздушной смеси 14,7 кг воздуха на 1 кг бензина. А в случае с дизтопливом, примерно в два раза больше.
Казалось бы, чем могут навредить ДВС невидимые пылинки? В микроскопических объемах — практически ничем. Но моторы работают часами и годами, сжигая тонны воздуха. Если его не очищать, твердые фракции любого размера, смешиваясь с маслом, образуют высокоагрессивную смесь. Не случайно профессиональные точильщики ножей увлажняют абразивные камни водой или маслом. Несколько движений лезвием, и с самой прочной стали легко снимается слой за слоем…
Для ДВС существует шесть основных типов фильтрующих систем, но в случае с легковыми автомобилями сегодня используется, как правило, одноступенчатая, с сухим сменным фильтрующим элементом. То есть с бумажным фильтром, имеющим давно привычный для нас вид сложенной гармошки.
Вместо бумаги в конструкции фильтровальной шторы может использоваться хлопчатобумажная ткань или современные композитные наноматериалы, но это особый случай, так как такие фильтры дороже и чаще всего применяются в автомобилях премиального сегмента.
Производителей бумажных фильтров — бесчисленное множество, производителей непосредственно бумаги для фильтров – поменьше. Не так много и тех, кто выпускает качественные полиуретаны для фильтрующих штор, которые одновременно являются и силовыми каркасами фильтров. Да, из них же, но более мягких, делается и рамка фильтра, которая прижимается крышкой корпуса и не позволяет входящему воздуха попадать в «чистую зону» обходным путем.
Кстати, такая рамка или окружность, в зависимости от формы фильтра, должна быть упругой и не дубеть от времени или перепадов температур. Это один из показателей качества фильтра, хотя главное, конечно же, в том, из чего и по каким технологиям сделан сам фильтрующий элемент.
У фильтров с ресурсом до 30 тысяч км в основе целлюлоза с набором калиброванных отверстий-пор различного диаметра. Если говорить об их размерах, речь идет о микронах. Более долгоживущие варианты – целлюлоза плюс предварительный фильтр — выхаживают до 50 тысяч километров.
Тем не менее, большинство фильтров панельной конструкции не имеют дополнительного фильтрующего элемента. По всей видимости, производители фильтров масс-сегмента считают, что качественная целлюлоза и так отлично справляется со своей задачей.
Самые продвинутые фильтры, как уже писали выше, из гофрированной синтетики, выхаживающие под 100 тысяч километров. В них применен принцип послойной или многоступенчатой очистки. Сначала отсекаются самые крупные частицы, затем меньшие по размеру, оседающие на самом фильтре и так до самых мелких. Но это некий общий принцип работы, на практике же все гораздо сложнее.
Есть еще и конические бескорпусные фильтры, или как их еще иногда называют «Фильтры с нулевым сопротивлением». Они эффективны, но дороги и как правило используются в автоспорте.
Всегда стоит помнить, что качественное автоматизированное оборудование для производства воздушных фильтров, равно как и комплектующие, стоит дорого. Потому «копеечный» воздушный фильтр в рознице, скорее всего, не выдержит никакой критики при инструментальной оценке его характеристик.
Дело в том, что расчет фильтра производится только вместе с корпусом. Равно как и эффективность фильтрации в процентах, опять же, нельзя оценивать без корпуса (или его имитации), под который фильтрующий элемент сконструирован. Вся система проектируется еще и с учетом уменьшения шума при прохождении подаваемого воздуха, снижения турбулентности и скорости поступающего потока.
Именно для этого площадь поперечного сечения впускного фланца в корпусе меньше площади поперечного сечения самого фильтра. В результате датчик массового расхода воздуха на входе наиболее корректно определяет его количество для получения оптимального состава топливной смеси.
Мало кто из автолюбителей знает, что датчик массового расхода воздуха может загрязниться. Как из-за разрыва воздушного фильтра, так и от длительной эксплуатации без очистки. В этом случае он будет давать неверные показания в ЭБУ, которые приведут к нарушению состава топливной смеси. Такой датчик требует очистки и промывки.
Чаще всего «независимые» тесты воздушных фильтров для ДВС имеют весьма далекие от истины результаты. Дело в том, что на самодельном или простеньком стенде поток воздуха с калиброванными мелкими пылевыми частицами не показывает реальной картины работы фильтра.
Впрочем и на глаз определить качество работы воздушного фильтра практически невозможно. Разве что, по каким-то грубым недочетам: визуально малому количеству гофр в гармошке, тонкой бумаге, облою в полиуретановых уплотнениях, их выраженных деформациях, откровенно дешевой и некачественной упаковке.
Потому стоит доверять испытаниям, проведенным по методике ISO 5011: 2014: c дополнением номер 1. Этот тест является «золотым стандартом» тестирования воздушных фильтров. Он используется всеми крупными производителями автомобилей, двигателей и фильтров в мире для проектирования и оценки своих воздушных фильтров.
Не меньшей авторитетностью пользуется и одобрение продукта SAE – Обществом автомобильных инженеров. Оба этих значка на коробке с фильтром говорят о том, что продукт в ваших руках — надлежащего качества. Оговоримся, что присутствие этих маркировок на упаковках далеко не обязательное, даже если продукт и испытывался по упомянутым стандартам.
Сделаем оговорку, что фильтр, который проходил некоторое время, оказывается эффективнее нового. Дело в том, что на нем образуется пылевой слой, который уменьшает сечение более крупных пор, и фильтрация мелких частиц становится лучше.
Второй параметр тестирования — это «Накопительная емкость». Иначе говоря, это мера пылеулавливающей способности фильтра до того, как он начнет ограничивать поток воздуха и потребует замены. Чем она выше, тем лучше.
Расхожее мнение о том, что забитый пылью воздушный фильтр резко повышает расход топлива не совсем верно. Специалисты EPA, Агентства по охране окружающей среды США пришли к выводу, что грязный воздушный фильтр на 12-14% снижает мощность двигателя и ухудшает динамику автомобиля.
Третий параметр – «Накопительный прирост» или общее количество пыли в граммах, прошедшее через фильтр за время теста. Продолжительность теста варьируется для каждого фильтра в зависимости от того, сколько времени потребовалось для достижения предела «Накопительной емкости». Соответственно, минимальные цифры говорят о лучшем качестве фильтра.
Еще один немаловажный показатель — «Первоначальное сопротивление». Он показывает сопротивление чистого фильтра воздушному потоку при прохождении 350 кубических футов в минуту (CFM). Опять же, минимальная цифра будет наилучшей.
Ну, и такой параметр, как «Количество пропущенной пыли за общее временем испытания», говорит сам за себя. Например при тесте фильтр ACDelco модели А1618С для 6,2-литрового мотора, устанавливаемого на Chevrolet Tahoe, за 60 минут собрал 574 г пыли, а пропустил 0.4 г. В то же время фильтр «ноунейм» выдержал лишь 36 минут испытаний до предела «рабочего состояния», и пропустил за это время 2,4 г пыли. Кстати, по данной методике проходят тестирование все фильтры компании ACDelco.
Экономия на фильтрах, равно как и на остальных запчастях и расходниках часто выходит боком. Но это не означает, что ДВС будет куда лучше работать, если вы установите воздушный фильтр, способный улавливать все, вплоть до вирусов. Да и от сделавшего подобное предложение продавца стоит бежать без оглядки. Почему — расскажем в следующем материале про салонные фильтры.
В любом случае, принцип «разумной достаточности», если он не перекликается с экономией на грани скупости, еще никого не подводил.
Теперь вам слово, уважаемые читатели! Как вы выбираете воздушные фильтры, как часто их меняете? Будем рады вашим комментариям и дополнениям!
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.
Виды воздушных фильтров
Бумажные воздушные фильтры
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.
Фильтры для спорткаров
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
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 – 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.
Видео как работает воздушный фильтр и как его заменить:
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!