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 150 до 200 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 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 каждый 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.
Воздушный фильтр. Зачем нужен и когда менять?
Воздушный фильтр. Зачем нужен и когда менять?
Зачем нужен воздушный фильтр?
Среднестатистический автомобиль за стокилометровый пробег потребляет от 12 до 15 кубических метров атмосферного воздуха. Если этот воздух не очищать, находящаяся в нем пыль и грязь с дороги попадет внутрь двигателя. Это приведет к ухудшению работы двигателя и в конечном счете — к преждевременному ремонту.
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.
Какие бывают типы воздушных фильтров?
Фильтрующие элементы выпускаются трех конструктивных типов: цилиндрические, панельные и бескаркасные. Отметим некоторые особенности, имеющие непосредственное отношение к эксплуатации.
Картон — распространенный материал для воздушных фильтров. Но в некоторых странах сменные элементы делают из синтетических волокон. Эксплуатация таких элементов требует 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. Подробнее про данные фильтры в статье: фильтр нулевого сопротивления, есть ли толк?.
Когда пора менять воздушный фильтр?
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 или через раз. Это зависит от конкретных условий в которых эксплуатируется автомобиль. Как правило, меняют через раз.
У дизельных двигателей с турбонаддувом к очистке воздуха предъявляются более жесткие требования. Это связано с особенностями их эксплуатации. Так что, у дизелей и у машин с турбиной, срок замены воздушного фильтра должен быть сокращен.
Не стоит экономить на замене воздушного фильтра, стоимость его несравнима с возможным ремонтом двигателя. А ездить без фильтра категорически запрещено, это приведет к ремонту двигателя, что было проверено на опыте многих автолюбителей.
Для чего нужен воздушный фильтр в автомобиле и как часто его менять
Вопросы, рассмотренные в материале:
На заре автомобилестроения никаких фильтров не было вообще. Перед производителями стояла одна задача – добиться того, чтобы машина просто ехала. Со временем конструкторам пришлось задуматься о продлении ресурса работы двигателя, и сегодня каждая модель оснащается специальным очищающим элементом. Чтобы правильно следить за его состоянием, важно знать, для чего нужен воздушный фильтр в автомобиле, как определить, что подошел срок его замены, и можно ли обойтись чисткой.
Для чего нужен воздушный фильтр в автомобиле
Объем атмосферного воздуха, который поглощает среднестатистическое транспортное средство за 100 км пробега, составляет от 10 до 15 кубометров.
Показатели работы мотора, в который постоянно попадают частицы пыли, постепенно ухудшаются, и со временем дорогостоящий капитальный ремонт будет неизбежен. Чтобы не допускать проникновения грязи в двигатель, был создан расходный элемент оснащения автомобиля, благодаря которому в мотор попадает только очищенный воздух, а все посторонние включения задерживаются фильтром.
Защитой от пыли и грязи функционал этой сменной детали не исчерпывается, она значительно снижает уровень шума, распространяемого по впускной системе. В бензиновых двигателях воздушный фильтр регулирует температуру топливно–горючей смеси.
Засорение воздушного фильтра вызывает обогащение топливно-воздушной смеси и ее неполное сгорание в рабочих областях цилиндров. Такая ситуация провоцирует повышенное потребление топлива и снижение мощности мотора, кроме того, в отработанных газах выхлопной системы машины растет концентрация токсичных элементов.
Рекомендуем
Виды воздушных фильтров
Современные защитные элементы представлены четырьмя основными конструктивными решениями:
Воздушные фильтры цилиндрического типа устанавливаются в моделях крупногабаритного транспорта (автобусы, сельскохозяйственная техника, автомобили семейства КамАЗ и специальные машины для производства дорожных работ). Главное отличие таких устройств от других видов – повышенная пропускная способность, что очень важно, когда двигатель рассчитан на большой расход топлива. Цилиндрический фильтр прослужит дольше, если обернуть его куском плотной марли, то есть добавить тканевый слой.
Кольцевую разновидность фильтрующего элемента используют в легковых малолитражных автомобилях с карбюраторными двигателями. Такие устройства уступают цилиндрическим и по размерам, и по пропускной способности.
Фильтры панельного типа тоже применяются в легковых автомобилях. Устройства представляют собой прямоугольник с уплотнителями по контуру. Под пластиковой или металлической решеткой расположен очищающий слой из гофрированной бумаги. По сравнению с кольцевыми панельные воздушные фильтры стоят дороже, но служат дольше и отличаются более высокой пропускной способностью.
Бескаркасные элементы тоже состоят из бумажного гофра и уплотнителей (поролоновых или резиновых), однако обходятся без решетки.
Форма детали не имеет решающего значения для эффективности ее применения. Гораздо важнее, какой материал использован для фильтрации поступающего в двигатель воздуха.
На первом месте по распространенности находится картон. Это наиболее доступный и дешевый материал, который отлично справляется с функцией очищения потока от мусора и пыли.
На втором месте по частоте использования в воздушных фильтрах стоят синтетические волокна. По стоимости этот материал дороже картона и немного превосходит его по эффективности. Владелец автомобиля, оснащенного очищающим устройством такого типа, должен тщательно соблюдать сроки замены расходника.
На спортивных автомобилях применяются марлевые фильтры: 5–7 слоев ткани, пропитанной специальным маслом, прекрасно справляются с функцией очищения воздушного потока, гарантируя бесперебойную работу двигателя.
Марлевые элементы системы очищения отличаются более низкими показателями начального сопротивления воздуха. Еще одно преимущества фильтров этого типа – возможность использовать их неоднократно (до 3–4 раз) благодаря специальной обработке маслом.
Рекомендуем
Как часто менять воздушный фильтр в автомобиле
Завод-производитель указывает примерные сроки, по истечении которых необходимо установить новый расходный элемент для очистки воздуха. Опытные водители без труда определяют степень загрязненности устройства по внешнему виду: масляные пятна и грязь говорят о том, что пришло время менять воздушный фильтр, поскольку его пропускная способность значительно снизилась.
На необходимость установить новый расходник указывают и следующие признаки:
Любой из перечисленных симптомов сигнализирует о том, что пора проверить степень загрязнения фильтрующего элемента. Не стоит исключать возможность выхода из строя этого устройства, даже если автомобиль куплен совсем недавно. Условия эксплуатации могут быть такими, что воздушный фильтр подлежит замене спустя небольшой промежуток времени, гораздо меньший, чем рекомендовано производителем.
Примером условий, при которых происходит моментальное загрязнение очищающих элементов автомобиля, может служить аномальная жара в Москве летом 2010 года, негативными последствиями которой стали многочисленные возгорания торфяников. Воздух над столицей был насыщен мелкими частицами, которые образовались в результате тления торфа. Люди испытывали серьезные проблемы с дыханием, а владельцы автомобилей, даже совсем новых, констатировали чрезвычайно быстрое загрязнение фильтрующих устройств.
При отсутствии экстремальных условий, когда машина эксплуатируется в городе или передвигается по междугородним трассам, система очистки воздуха нуждается в замене через каждые 15–30 тысяч километров пробега.
Мнения специалистов по вопросу, когда нужно менять воздушный фильтр в автомобиле, сводятся к следующим рекомендациям: установку можно совмещать по времени с заменой масла, даже если согласно инструкции к автомобилю это делается через 10–15 тыс. км. Дело в том, что общий уровень загрязненности дорог в нашей стране довольно высок, поэтому более частое обновление фильтрующего расходника пойдет только на пользу двигателю. В целях экономии, а также, если визуальный осмотр показывает, что состояние очищающего элемента хорошее, достаточно ставить новый фильтр не при каждой замене масла, а через раз.
Бензиновые и дизельные двигатели с турбонаддувом предъявляют более высокие требования к качеству поступающего в них воздуха и интенсивности потока. Как следствие, на таких моделях автомобилей срок службы фильтрующего устройства значительно меньше.
Что произойдет, если владелец машины экономит на своевременной замене очищающего элемента? Мощность двигателя снижается, двигатель работает с повышенной нагрузкой, что со временем может обернуться необходимостью его ремонта. Устанавливая новый расходник в предусмотренный производителем сроки, водитель обеспечивает попадание в мотор чистого воздуха без пыли и мелкого мусора, а также снижает концентрацию токсичных веществ в выхлопных газах.
Рекомендуем
Можно ли чистить воздушный фильтр автомобиля
Избавить элемент от накопившейся пыли можно, продув его струей сжатого воздуха. Для этого понадобится компрессор, который есть на станциях техобслуживания или в пунктах шиномонтажа. На ЗиЛах и КамАЗах предусмотрены краны отбора воздуха, поэтому можно попросить об услуге знакомого водителя грузовика. Наконец, подойдет заранее накачанное колесо.
Количество возможных прочисток воздушного фильтра ограничено, ведь в результате этой процедуры удается удалить только крупный мусор и поверхностную пыль. Однако принцип, по которому работают эти элементы, сложнее: благодаря системе глубинной фильтрации большая часть мельчайших частиц проникает в толщу материала и не поддается воздействию струи сжатого воздуха. Использование загрязненного расходника негативно отражается на мощности двигателя и приводит к повышенному расходу топлива. Полное удаление отработавшего свой срок фильтрующего устройства и эксплуатация автомобиля без него чревата «проваливанием» впускных клапанов и быстрым износом цилиндро-поршневой группы. При необходимости можно проехать без этой детали несколько сотен метров в сырую погоду, когда содержание пыли в атмосфере минимально.
Отмывание воздушного фильтра в различных жидкостях тоже практикуется, для этого используют бензин, керосин и обычную воду. Однако эффективность очищения потока после этого значительно снижается, поскольку такая процедура способствует увеличению пор наполнителя. Продувка сжатым воздухом не меняет размер ячеек, поэтому если нет возможности установить новый расходник, рекомендуется применять для избавления старого фильтра от пыли только компрессор.
К процедуре продувки этой детали стоит относиться как к вынужденной мере. Гораздо проще и ненамного затратнее установить новый воздушный фильтр, чем искать способы реанимации старого. Эффективность работы устройства после продувки все равно ниже, чем у «свежего», к тому же для замены нет необходимости посещать СТО, эта операция под силу даже начинающим автолюбителям.
Рекомендуем
Лучшие воздушные фильтры для автомобиля
Защитное устройство, произведенное в Германии, предназначено для очищения воздушного потока, поступающего в камеру сгорания, и для исключения вероятности загрязнения топливной смеси мусором, пылью, мелкими насекомыми.
Воздушные фильтры от компании «MANN + HUMMEL» можно встретить на многих моделях европейских автомобилей. Автогиганты давно и плотно сотрудничают с эти производителем расходников.
В качестве фильтрующего слоя используется синтетический материал Micrograde N, разработанный специалистами компании. Он гораздо эффективнее бумажных наполнителей.
Еще одна модель от «MANN + HUMMEL» защищает внутреннюю поверхность камеры сгорания от абразивного воздействия песка, пыли, насекомых, тем самым способствуя увеличению ресурса двигателя и его бесперебойной работе.
Благодаря применению немецкого расходника предотвращается повышенный расход топлива, следовательно, снижаются материальные затраты на эксплуатацию автомобиля.
Этот воздушный фильтр представляет собой гармошку из особо прочного воздухопроницаемого материала, по краям которой имеются уплотнительные прокладки.
Японский бренд AMC является дочерним предприятием компании Asahi Filter, его основное направление – поставка расходников и запчастей для азиатских автомобилей в страны СНГ.
Высокое качество продукции гарантировано, поскольку 70 % деталей производится в Японии, а остальные 30 % – в Израиле, Малайзии, Италии и Великобритании.
Модель предназначена для установки на автомобили и мотоциклы марки HONDA, отвечает требования стандартов Японской ассоциации производителей автозапчастей (JAPA).
Фильтрующий слой выполнен в виде гармошки и по периметру снабжен уплотнительной прокладкой, которая исключает возможность постороннего притока воздушной струи.
Хотя в этой модели использованы современные материалы, а качество производства очень высокое, цена на этот расходник ниже, чем на аналоги, выпущенные под другими торговыми марками. Это позволяет владельцам автомобилей экономить, получая идеальное качество очистки воздуха по бюджетной стоимости.