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:

• Хлопчатобумажная ткань.
• Сетки из конского волоса.
• Поролон.
• Мелкий насыпной уголь.
• Бумага и картон.
• Подушки из капроновой лески.
• Емкости с машинным маслом.

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:

• Дорожной пылью и песком.
• Парами и каплями влаги.
• Частицами цемента и строительной пылью.
• Цветочной пыльцой.
• Составляющими городского смога.
• Мелкими насекомыми.

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:

• Круглый фильтр в виде кольца, применяемый в авто с карбюраторным мотором. Кроме многослойной бумажной начинки, эти изделия обычно оснащаются сетчатым каркасом из алюминия, значительно увеличивающим их механическую прочность. Это необходимо, чтобы защитить фильтр от деформации потоком воздуха. Сверху и снизу фильтрующего кольца приклеены упругие резиновые или полимерные уплотнения.
• Панельный фильтрующий элемент, применяемый в большинстве дизельных ТС и для инжекторных двигателей. Выпускается в каркасном и бескаркасном исполнении. Отличается большей площадью фильтрации воздуха и общей эффективностью. Панельные фильтры занимают меньше места, быстро и точно устанавливаются в корпус. Для защиты от деформаций могут содержать в себе армирующие элементы из металлической сетки или пластика.
• Фильтры цилиндрической формы. Конструктивно напоминают кольцевые элементы, но значительно выше их и меньше в диаметре. Такое решение позволило сделать изделия более компактными и одновременно увеличить рабочую площадь цилиндрического фильтрующего элемента. Применяются на грузовом автотранспорте и ряде моделей легковых автомобилей с дизельными моторами.

В целях улучшения эксплуатационных характеристик основные фильтрующие элементы могут быть дополнены внешними деталями предварительной очистки. В зависимости от этого фактора различают:

• Изделия с одной степенью фильтрации, выполненные в виде плотной гармошки из специальной бумаги и картона. Такие фильтры быстро засоряются и не защищены от деформации, поэтому на практике применяются редко.
• Модели с двойной фильтрацией, рабочая поверхность которых защищена слоем пористого синтетического материала, выполняющего функцию предварительной очистки воздуха от самых крупных частичек примесей. Фильтры подобной конструкции рекомендованы для внедорожников и грузовых автомобилей, работающих в условиях большого скопления пыли (на стройках, в поле, карьерах и т. п.).
• Системы тройной очистки, отличающиеся наличием циклонного блока. На начальном этапе воздух поступает в первое отделение корпуса, где поток принудительно закручивается. Под действием сил инерции из него выводится большая часть примесей, которая отправляется в накопительный контейнер. Движение воздуха по спирали может быть организовано за счет формы корпуса фильтра, либо при помощи крыльчатки с приводом от одного из шкивов.

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:

• Повышенным износом трущихся деталей двигателя.
• Проблемами с топливными форсунками.
• Заметным падением мощности.
• Увеличенным расходом топлива.
• Снижением срока эксплуатации двигателя.
• Значительным увеличением расходов на ремонт.

Медлить с заменой воздушного фильтра нельзя. Это простая операция, для которой не обязательно посещать СТО. Действия по смене фильтрующего элемента выполняются в следующем порядке:

• Открутите фиксирующие винты и аккуратно снимите крышку воздушного фильтра.
• Соблюдая осторожность, чтобы во впускной коллектор не осыпалась скопившаяся грязь и пыль, снимите и отложите в сторону старый фильтрующий элемент.
• Очистите и протрите тканевой салфеткой дно корпуса.
• Выньте из упаковки и аккуратно уложите на место новый фильтр.
• Устанавливая крышку, убедитесь, что она правильно сориентирована. В некоторых моделях моторов возможно два направления установки, которые соответствуют рискам «Зима» или «Лето». Так регулируется подача в фильтр холодного «забортного» или подогретого теплого воздуха с поверхности двигателя.
• Закрутите винты, фиксирующие крышку. Не прилагайте излишних усилий, чтобы не сорвать резьбу.

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 двигателя

Воздушный фильтр двигателя – бумажный, войлочный или иной воздухоочистительный элемент предотвращающий попадания пыли и частиц грязи в систему приготовления топливовоздушной смеси. Так же как масляный и топливный фильтра, воздушный способствует стабильной и бесперебойной исправной работе двигателя внутреннего сгорания.

Для чего нужен воздушный фильтр?

Прежде всего, фильтр пропускает через себя воздух, необходимый двигателю, отфильтровывая пыль, при попадании которой двигатель перестает работать нормально. Периодичная замена воздушного фильтра двигателя – процесс, к которому нужно отнестись крайне серьезно. В особенности эта проблема актуальна для большинства российских автолюбителей, поскольку уровень загрязнения отечественных дорог намного выше, чем в Европе.

Принцип работы воздушного фильтра

В основном, на 1 килограмм топлива, двигатель потребляет 13-15 килограмм воздуха, забор которого происходит вне транспортного средства, а также вне зависимости от погодных условий. Из-за этого в двигатель попадает пыль, мелкие камни и части асфальта, влага и прочие вещества. Фильтр же предназначен для того, чтобы очистить воздух, поступающий в двигатель автомобиля, от множества вредоносных примесей.

Схема работы фильтра двигателя

Со временем, при интенсивном использовании автомобиля, воздушный фильтр может забиться частицами пыли или веществ, из-за чего значительно понизиться пропускная способность, соответственно – повыситься нагрузка на сам фильтр, который может деформироваться.

Для нормальной работы двигателя периодичность замены воздушного фильтра должна производится два раза в год.

Несколько признаков забитого воздушного фильтра:

• Автомобиль расходует больше топлива, чем обычно;
• Автомобиль значительно потерял в мощности;
• Уровень CO2 в выхлопе значительно повышен.

Большинство водителей не придают значения данным фактам, и «тянут» проблему до последнего, критического момента, однако бывалые автолюбители, как и действующий регламент, уверенно заявляют:

Некоторые водители, в желании сэкономить лишнюю копейку, вытягивают и прочищают старый фильтр. Делать это категорически запрещено, поскольку ресурс каждого фильтра ограничен и, несмотря на чистый вид, автомобилю он пользы не принесет ровным счётом никакой. Именно поэтому замена является самым очевидным и актуальным вариантом.

Место установки фильтра зависит от марки и модели автомобиля, однако сами фильтры похожи, поскольку в большинстве своем сделаны по одному и тому же принципу. Как поменять воздушный фильтр? Очень просто!

Как заменить воздушный фильтра двигателя

В автомобилях с инжекторным типом двигателя, фильтр зачастую располагается в пластиковом кожухе, к которому подведен патрубок воздухозаборника, а сама крышка держится на защёлках. Отцепив их у владельца авто появляется доступ к фильтру, а процедуры по его замене аналогичны описанным выше. К слову, чтобы поменять воздушный фильтр салона, необходимо провести практически те же манипуляции, что и с двигательным фильтром. Эта процедура отнимет не более 5-8 минут, на любом типе двигателя автомобиля.

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

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.