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.

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.

То, что необходимо для производства воздушных автомобильных фильтров

Коллектив предприятия NORDFIL приветствует вас!

Мы создаем производство автомобильных фильтров с нуля, в России, в городе Санкт-Петербург на Васильевском острове.

На Spark мы будем рассказывать о том:

— как мы это делаем.

— с какими проблемами сталкиваемся и как их решаем.

— каких успехов добиваемся.

Это наш первый отчет с производства.

Сегодня из Европы нам привезли станок со сложным научным названием «Координатный манипулятор для герметизации», а по-простому — пенозаливочная машина.

Этот монстр участвует в производстве воздушных автомобильных фильтров. Его мы будем использовать на этапе создания полиуретановой основы фильтров (это то, что идет по периметру).

В производстве воздушных фильтров пенозаливка — окончательный этап, если не считать упаковку и маркировку конечных изделий.

На данном станке мы можем создавать полиуретановые основы для фильтров любой геометрической формы: квадратные, прямоугольные, треугольные, круглые, овальные, трапециевидные и тд и тп.

На рабочем столе для примера лежат прямоугольные формы, а колесико рядом позволяет создавать круглые изделия.

На этом участке производства воздушных фильтров, центральной частью которого и будут наши пенозаливочные машины, у нас уже установлены:

— ленточные конвейеры для подачи к машине форм оснастки (их вы видите вокруг машины под черной пленкой)

— рабочие столы (это то, что с блестящей поверхностью) для заготовок фильтров и форм

— а еще в ближайшее время рядом (на фотографии слева, примерно в том месте, где стоит рохля) мы установим печь полимеризации, о задачах и возможностях которой напишем отдельно.

После настройки пенозаливочной машины мы ̶о̶т̶п̶р̶а̶з̶н̶у̶е̶м̶ ̶э̶т̶о̶ ̶д̶е̶л̶о̶ ̶к̶а̶к̶ ̶с̶л̶е̶д̶у̶е̶т выложим видео ее первого запуска и покажем, как она работает.

На данном участке будет задействовано 6 специалистов.

В рабочую смену машина может производить 7000 изделий.

И немного ракурсов.

P.S. С объектом позировали:

В голубом джемпере — Максимов Александр, начальник производства, более 15 лет проработал на производствах автомобильных фильтров.

В черной футболке — Безручко Алексей, специалист по фильтровальным материалам.

Michael, почему же не на что?

Во-первых, мы собрали команду специалистов с большим опытом работы в области производства автомобильных фильтров, знающих об этом деле все от А до Я. Лично у меня стаж в этой сфере более 10 лет.

Благодаря этому мы сегодня создаем с нуля правильное производство уровня известных зарубежных компаний, на котором будут применяться те же испытанные временем технологии, позволяющие выпускать качественный продукт, который, к примеру, не развалится и не изменит своих характеристик в процессе эксплуатации, будет соответствовать по геометрии требованиям производителей автомобилей.

Во-вторых, если сравнивать наши автомобильные фильтры с фильтрами тех же зарубежных европейских производителей по качеству фильтрации, то здесь пока не понятно, будем ли мы одинаковыми или нет, но мы точно будем использовать фильтровальные материалы одних и тех же производителей.

Другое дело, окажутся ли выбранные нами материалы лучше или будут такими же. Это покажут тесты в НАМИ, о чем я написал выше. Вот когда будут результаты, тогда мы о них и расскажем.

Поэтому, принимая во внимание все это мы пока не можем заявлять, что наши фильтры лучшие.

Но уже точно можно говорить о том, что у нас будет качественное производство.