Из чего делают воздушные фильтры для автомобилей

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.

В большинстве воздушных фильтров для легковых ДВС используется специальная бумага

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.

ACDelco — один из сильных игроков на рынке производства фильтров ДВС

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.

В этом фильтре неочищенный воздух подсасывался через уплотнительный бортик

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.

В ассортименте ACDelco — все необходимые для автомобилей фильтры

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.

Наиболее крупные частицы пыли оседают в корпусе воздушного фильтра

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.

Наибольшая запыленность фильтра — напротив входного фланца

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.

/>Все воздушные фильтры ACDelco испытываются по стандартам ISO 5011

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.

ISO 5011 или более ранний стандарт SAE J726 подразумевают серию гравиметрических испытаний. В первую очередь, это тестирование «Эффективности фильтра». Оценка в 100% означает, что пыль в двигатель не попала вообще. Фильтр эффективностью 98% будет пропускать примерно в два раза больше пыли, чем фильтр с эффективностью 99%. Кажущаяся небольшая разница в степени фильтрации, на самом деле, довольно приличная. Что же касается самой пыли, то она соответствует ISO 12103-A2 (мелкая) и -A4 (обычная или курсовая), имеет размер частиц от 2,5 микрон до 80 и более микрон и подается в количестве до 9,8 г/мин.

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.

Воздушный фильтр ACDelco

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.

Эффективность фильтров ACDelco достигает 99,93%

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!

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?

Воздушный фильтр авто: типы конструкции и виды фильтрующего материала

Воздушный фильтр авто

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:

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;
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;
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;
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.