Воздушный фильтр авто: типы конструкции и виды фильтрующего материала

Многие водители знают, что для работы двигателя внутреннего сгорания необходим воздух, но далеко не многие задумываются о том, какого качества он должен быть.

Воздушный фильтр авто

Для правильной работы мотора требуется немало воздуха: около 15 л на 1 л сжигаемого топлива. Если воздуха не хватает, топливо будет сгорать не полностью, приводя к возникновению целого ряда проблем и неисправностей.

Понятно, что качество воздуха, который попадает в двигатель, напрямую зависит от того, в какой местности эксплуатируется автомобиль.

Одно дело, когда вы едете через лесную зону с кристально чистым воздухом, и совершенно другое, когда авто эксплуатируется в пыльном индустриальном районе мегаполиса.

Все, что находится в воздухе, всасывается в двигатель. Только представьте, что было бы с микронными зазорами современных силовых агрегатов, если бы пыль, пух, песок, насекомые и многое другое попадали бы в него напрямую.

Именно для отсеивания всех этих элементов и предназначен воздушный фильтр автомобиля. Соответственно, правильная работа воздушного фильтра оказывает важное влияние на качество и срок службы двигателя.

Воздушный фильтр находится под капотом авто, в специальном корпусе, к которому обеспечен легкий доступ. Как правило, фильтр размещается как звено между воздухозаборником и впускным коллектором мотора.

Каковы основные типы конструкции воздушных фильтров

На сегодняшний день можно встретить множество воздушных фильтров различных брендов, но среди них можно выделить несколько основных типов конструкции:

1. Кольцевые. Этот тип воздушных фильтров практически не используется на современных авто, так как имеет низкую пропускную способность. Кольцевые фильтры встречаются в основном на авто с карбюраторными моторами и представляют собой низкое и довольно широкое кольцо. При этом внешняя часть кольца выполнена из фильтрующего материала и усилена сеткой;
2. Панельные. Более современный тип конструкции, в котором фильтрующий материал выложен ровно и может быть выполнен в каркасном варианте или просто уплотнен специальным материалом. Такие фильтры имеют немалую площадь фильтрации и защищены от вибрации специальной фиксирующей сеткой из металла или пластика. Панельные фильтры широко используются в конструкции большинства современных легковых автомобилей;
3. Цилиндрические. Это мощные фильтры, способные пропускать большое количество воздуха. Конструкция такого фильтра предполагает наличие узкого длинного цилиндра из фильтрующего материала. Фильтрующий цилиндр укреплен специальной сеткой и фиксирован в уплотнителях. Фильтры такой конструкции, как правило, устанавливаются на габаритный коммерческий транспорт, но изредка их применяют и на легковых авто;
4. Фильтры нулевого сопротивления. Этот вид фильтров применяется на гоночных автомобилях и имеет послойную конструкцию с особой защищенной перфорацией. Это специальные фильтры, которые обеспечивают легкий и быстрый приток воздуха в камеру сгорания двигателя, применяются они в основном на гоночных автомобилях. В связи с особенностями конструкции такие фильтры требуют замены довольно часто и стоят недешево.

Также воздушные фильтры классифицируются в зависимости от типа фильтрующего материала. Как правило, материал для фильтрации производится другими компаниями, а фирмы, продающие фильтры, просто собирают все элементы в одно целое.

Сегодня известно множество фильтрующих материалов, но все они разделяются на несколько основных типов:

• Бумажные. Созданные из специальной бумаги с использованием современных технологий, эти фильтры пропускают воздух, но задерживают все твердые элементы. Для того чтобы бумага не теряла свои свойства из-за влаги, она предварительно пропитывается масляным или синтетическим составом с водоотталкивающими свойствами. Имея хорошие фильтрующие качества и доступную цену, воздушные фильтры на основе бумаги получили огромное распространение в современном автомобильном мире;
• Синтетические. Относительно новый тип фильтрующего элемента, выполненный из полимерных синтетических материалов. Как и бумага, этот материал имеет пористую нетканую структуру, но менее подвержен воздействию влаги, а также более качественно улавливает взвешенные в воздухе частицы. Синтетические фильтры имеют примерно одинаковый с бумажными срок службы, но их стоимость на порядок выше;
• Тканевые. Фильтрующий материал представляет собой особую ткань, пропитанную химическими реагентами и маслами. Этот дорогой материал используется в изготовлении фильтров с нулевым сопротивлением, предназначенных для гоночных авто. Такой фильтр прекрасно пропускает воздух и играет действительно важную роль в спортивных состязаниях, но очень быстро пришел бы в негодность в обычных городских условиях.

Какой же фильтр выбрать водителю обыкновенного легкового авто

Специалисты советуют остановиться на бумажном варианте, а если позволяют средства – приобрести нетканое изделие из синтетики.

Синтетические фильтры выполняют свою функцию даже тогда, когда на них попала вода, что позволяет не волноваться при эксплуатации во время сильного дождя.

Воздушный фильтр, какой бы его вариант ни был выбран, подлежит регулярной замене каждые 20-30 тыс. км пробега. На этот показатель влияют лимит от производителя фильтра и условия эксплуатации авто.

Вот из каких материалов делают воздушные фильтры

Из каких материалов могут быть изготовлены воздушные фильтры?

Воздушный фильтр – простой по своей конструкции элемент, который жизненно важен для «здоровой» эксплуатации вашего автомобиля. Есть ли различия между фильтрами? Может быть у них разная конструкция или они сделаны из разных материалов? Да, различия есть и вот в чем разница:

Для того, чтобы запустить процесс сгорания топлива, ваш двигатель нуждается в воздухе. И это проблема, поскольку кислород, которым «дышит» ваша машина поступает из атмосферы, где, скажем откровенно, не очень-то и чисто. Рано или поздно внутрь двигателя попадут пыль, грязь, остатки органики, мусор и другие вещи, которые обильно встречаются на дороге. Весь этот ненужный хлам может не только попасть в камеру сгорания, но также загрязнить масло и значительно сократить срок службы вашего двигателя.

Чтобы избавиться от такой напасти, конструкторы и придумали некий заслон для разнокалиберной грязи – назвав его «воздушным автомобильным фильтром». Давайте посмотрим на основные различные типы воздушных фильтров, с которыми вы, вероятнее всего, столкнетесь в автомобильном мире. Из чего они сделаны:

Из бумаги

Это самый распространенный тип воздушного фильтра и материал из которого его делают, используемый практически для всех серийных автомобилей сошедших с конвейера.

Используемая «бумага» немного отличается от материала, который вы вставляете в свой принтер. Скорее – это сильно уплотненная древесная масса, сделанная из крупных фракций. Она склеивается особым клеем, что создать единый прочный, но гибкий материал и затем складывается в гармошку, чтобы увеличить площадь контактирующей поверхности. По бокам прямоугольная конструкция герметизируется пеной.

Это дешево и эффективно – отсюда использование таких фильтров настолько широко распространено.

Однако со временем грязь начнет забиваться в складках материала, ограничивая поток воздуха. Имея это в виду, в конечном итоге его нужно будет заменить на свежий. Когда именно нужно будет произвести замену – будет варьироваться в зависимости от условий в которых вы водите автомобиль. Обычный жизненный цикл фильтра в городских условиях от 10 до 30 тыс. км. По времени: год — максимум два.

Хлопок

Вероятно, первым тюнинг элементом массово пришедшим на замену стандартного бумажного фильтра стал хлопковый аналог. Технологически фильтрующий элемент выполнен из плотной хлопковой марлевой ткани, зажатой между алюминиевой сеткой, что дает воздуху больше свободы для попадания внутрь по сравнению с бумажным плотным фильтром.

Поскольку он не такой плотный, теоретически он должен создавать меньше сопротивление, позволяя большему объему воздуха поступать внутрь, увеличивая мощность. Ощутимой прибавки ждать не стоит, максимальные цифры – плюс 5% (в лучшем случае) от общей мощности или 15- 20 лошадей. Единственным дельным из возможных изменений станет уменьшение индукционного шума во время эксплуатации. Автомобиль будет работать несколько тише.

Зазор между материалом больше, а это означает, что внутрь может пройти больше грязи. Многие изготовители пропитывают или кладут в набор специальную маслянистую пропитку, которую время от времени нужно наносить на фильтрующий элемент. То есть это обслуживаемый фильтр. Специальное масло помогает улавливать мелкие частицы пыли. Увы, не все остаются на поверхности, некоторые пылинки удачно пролетают внутрь мотора.

Это так называемый фильтр «нулевого сопротивления». Мечта доморощенных тюнеров, которому воспеты дифирамбы до небес. Возможно в них действительно есть свои преимущества, но ожидать чудес от такого тюнинга, по крайней мере глупо.

Кстати, не нанесите слишком много смазки на фильтр, иначе зальете датчик массового расхода воздуха…

Воздушные фильтры из пены все еще создают излишнее сопротивление, но они гораздо технологичнее первых двух типов фильтров. В них используются множественные слои пены различной плотности, которые могут остановить большую часть мелких частиц. Ячеистая сетка в конструкции помогает выдержать заданную форму фильтра.

Недостаток – еще раз – меньшее сопротивление означает, что он не будет столь же эффективным фильтром, как бумажный, но в большинстве условий эксплуатации это вряд ли вызовет проблему для вашего двигателя.

Как и с фильтрами из хлопка, многие пенные аналоги предназначены для использования со специальным маслом для поглощения грязи. Также как фильтры из хлопка, возможно купить в виде плоского фильтра, который можно поместить в штатный пластиковый короб.

Металл

Металлические фильтры действительно сделаны из стали. Вернее сказать – из многих слоев сетки в мельчайшие отверстия из нержавеющей стали.

Их положительные моменты:

обладают хорошими физическими свойствами очистки, отлично выглядят, а также их ненужно пропитывать маслом при эксплуатации;

Плюс к тому, с более крупными зазорами между фильтрующим материалом, металлический аналог будет создавать меньше сопротивления воздушному потоку, особенно по сравнению с хлопковыми и пенными версиями

Но отрицательных ничуть не меньше:

Сложнее найти в продаже;

Меньшее сопротивление означает меньше фильтрации. Если поставить такой фильтр и проехаться по пыльной дороге, внутрь двигателя попадут частицы. Конечно, они не будет столь велики, чтобы мгновенно привести к поломке, но о максимальной защите в таком случае можно забыть.

Дело не только в материале

Материал – это не единственная вещь, за которой вам нужно следить при выборе нового воздушного фильтра. Форма элемента также способна повлиять на то как он будет выполнять свои прямые обязанности, впрочем, как и размер. Чем меньше площадь, через которую вы попытаетесь пропустить воздух – тем больше будет фильтр «душить» ваш двигатель.

Сегодня вы узнали из чего делают фильтры. А какой тип выбрали вы и почему? Поделитесь с нами в комментариях?

Материалы для воздушных фильтров

Воздушные фильтры предназначены для очистки газовоздушной смеси от загрязнений различного типа и используются в системах вентиляции, аспирации и кондиционирования. Материал для воздушного фильтра подбирается с учетом существующих условий эксплуатации, вида, концентрации, химических и физических свойств загрязнений, производительности вентилятора и гидравлического сопротивления системы.

Фильтрующий материал для воздушных фильтров может изготавливаться различными способами, иметь разную плотность, фактуру, способ плетения и толщину нитей. Основными эксплуатационными характеристиками фильтровального полотна для воздуха, влияющие на выбор материала для применения его на конкретном объекте, являются степень фильтрации, гидравлическое сопротивление, стойкость к абразивному износу и механическим воздействиям, способность освобождаться от частиц загрязнений при встряхивании или продувке сжатым воздухом. Ткань для воздушного фильтра получила широкое применение в аспирационных, вентиляционных установках за счет высокого коэффициента очистки (99,99%) и возможности восстановления своих фильтрующих свойств после встряхивания или промывки водой.

Принцип действия фильтрующего материала

Фильтрующая способность материалов для производства фильтров обеспечивается за счет задержания загрязняющих частиц на поверхности полотна при прохождении через него пылевого потока. Пыль застревает между нитями и нитяным ворсом, а очищенный воздух свободно проходит через материал. На степень очистки материала для фильтров влияет несколько факторов, которые учитываются при его подборе для эксплуатации на конкретном объекте:

• плотность полотна;
• способ переплетения продольных и поперечных нитей;
• толщина нитей;
• вид и состав материала, из которого изготавливается полотно;
• структура нитей (гладкая или ворсистая);
• способ производства материала.

Огромное значение для фильтровального материала имеет определенный баланс между фильтрующей способностью и гидравлическим сопротивлением. С увеличением плотности полотна, которое достигается повышением количества нитей, возрастает фильтрующая способность. Но вместе с этим увеличивается гидравлическое сопротивление в системе аспирации и вентиляции, что приводит к снижению производительности, уменьшению скорости потока и риску оседания пыли в воздуховодах, повышению нагрузки на электродвигатель вентилятора. Поэтому материалы для фильтрации подбираются специалистами на стадии разработки проекта, которые учитывают множество факторов, влияющих на эффективность системы в целом.

Виды и производство материалов для фильтра

Фильтрующий материал от пыли изготавливают из натуральных или синтетических волокон, диаметр которых составляет 10-30 мкм. В дальнейшем из них получают нить толщиной до 0,5 мм, из которой получают полотно в виде сетки путем переплетения продольных и поперечных нитей с расстоянием между ними от 100 до 200 мкм. Для достижения повышенного эффекта фильтрации нить производят с наличием ворсинок, являющихся дополнительным препятствием для прохождения частиц загрязнений. Очищенный воздух свободно проходит через образующиеся ячейки материала фильтрующего элемента, а пыль задерживается на нитях и ворсинках и оседает на полотне. Для увеличения срока службы и исключения деформации материала большое значение имеет структура плетения нитей, способ и материал для их изготовления.

В настоящее время можно купить фильтрующий материал, изготовленный из различных видов натурального и синтетического сырья:

• бельтинг, фильтромиткаль — производятся из хлопка, отличаются способом плетения, имеют плотность 900 г/м2 и 490 г/м2, соответственно;
• серпянка — изготавливается из хлопка или льна, имеет повышенные размеры ячеек, внешний вид напоминает марлю;
• полиамидное полотно — изготавливается из нитей капрона, имеет диагональное направление рядов;
• полипропиленовый материал — имеет повышенную стойкость к химическим веществам и механическому воздействию, повышенный срок использования, при дополнительной термической обработке сохраняет размеры в процессе использования;
• полиэфирное полотно — суровое, высокая стойкость к ультрафиолетовому излучению, микроорганизмам, отличается наличием начеса, что повышает фильтрующую способность;
• стеклоткань — разработана для использования в среде с наличием агрессивных химических веществ и высокой температуры, имеет повышенную прочность, стойкость к истиранию;
• полиэстер — изготавливается способом термического крепления синтетических нитей при температуре 100°C, отличается оригинальной структурой нитей, которая предполагает увеличения плотности и уменьшения диаметра волокон по направлению движения воздуха;
• мета-арамид (Номекс) — имеет повышенную стойкость к высокой температуре очищаемого потока газов (200°C);

Наибольшее распространение получил полипропиленовый рулонный фильтрующий материал, который обладает универсальностью применения и высокими эксплуатационными свойствами:

• высокая степень очистки (99,99%);
• стойкость к химическим веществам;
• повышенная износостойкость;
• высокая воздухопроницаемость (160-220 л/дм2 в минуту);
• превосходная гидрофобность.

Фильтровальную ткань для воздушных фильтров купить можно с различной плотностью, которая варьируется от 300 до 970 г/м2.

Способы изготовления фильтрующего материалами

Сегодня можно купить фильтр-материал для очистки воздуха, который изготовлен двумя способами:

Первый способ предполагает традиционную технологию ткачества, когда натуральные или искусственные нити переплетаются на ткацких станках до получения полотна с различными характеристиками. Второй способ делится на два метода:

• механический — соединение нитей осуществляется с использованием силы трения и естественных неровностей волокон, исключается использование клеевых составов или пропиток;
• физико-химический — получение полотна с помощью связующих клеевых составов или методом расплавления исходного материала и последующего сваривания нитей.

В последнее время физико-химический способ получения фильтрующих материалов для очищения воздуха получил широкое распространение за счет возможности создания многослойной структуры полотна, когда один вид ткани может использоваться для грубой, средней и тонкой очистки.