Повітряний фільтр можна назвати легкими автомобіля: весь повітря, що надходить у двигун, проходить саме через нього, і від якості фільтра безпосередньо залежить нормальна робота мотора - головного і, мабуть, найдорожчого вузла автомобіля.

Призначення та принцип роботи

Для оптимальної роботи двигуна потрібна певна кількість повітря. У середньому на спалювання 1 л бензину йде 15 кг (!) повітря. Причому вимоги до якості цього повітря досить високі: певна температура, щільність, насиченість киснем і звичайно чистота. Навіть мікроскопічні частинки пилу можуть призвести до швидкого зношування тонко підігнаних деталей, тому якість фільтрації повітря – питання більш ніж серйозне.

Найнебезпечнішим видом забруднення повітря є пісок: невідфільтровані піщинки стирають металеві поверхні, як наждак, приводячи їх у повну непридатність. Другий за рівнем небезпеки ворог – вода. Водяні пари, потрапляючи до блоку циліндрів, викликають іржу, що має потужні абразивні властивості. І, нарешті, звичайний пил, сажа з траси і навіть квітковий пилок здоров'я автомобілю не додають. Максимально ефективне очищення повітря, що надходить у ДВЗ, і є завдання повітряного фільтра двигуна.

У нормальних умовах експлуатації повітряний фільтр зменшує зношування двигуна на 15-20%, а в складних умовах – на 200%.

Повітряний фільтр розташований під капотом у спеціальному корпусі: через повітропровід у нього надходить повітря, проходить через фільтруючий елемент і прямує далі на витратомір повітря, а потім у камеру згоряння. Розміщення та спосіб кріплення дозволяє змінювати повітряний фільтр за лічені хвилини на СТО чи самостійно.

Види, типи, особливості конструкції

На всі сучасні автомобілі встановлюються паперові повітряні фільтри різної конфігурації. За якістю фільтрації, надійності та габаритами вони перевершили масляно-інерційні та вугільні.

Виробники повітряних фільтрів розробляють нові матеріали, що покращують продуктивність та якість фільтрації. Лише папери, що використовуються різними фірмами, існує понад 400 видів! А зараз для виготовлення фільтрів використовують синтетичні мікропористі матеріали, міцніші і довговічніші, ніж папір, і при цьому краще виконують свої функції.

Щоб фільтр міг затримувати воду, не втрачаючи своїх властивостей, папір просочують різними складами з вмістом смол, завдяки яким фільтр зберігає працездатність навіть при високій вологості, вплив мікроскопічних крапель бензину, машинного масла, антифризу та іншої агресивної хімії, що зустрічається на шляху автомобіля. А для збільшення терміну служби використовується технологія глибинної фільтрації: це тришарова структура паперу, пори якої зменшуються від поверхні до середини. Більші частинки затримуються поверхневими шарами, дрібні – глибокими, а крізь фільтр проходить майже ідеально чисте повітря потрібної температури. Використання поверхневої фільтрації – за принципом простої сітки – призвело б до моментального засмічення фільтра.

За формою розрізняють:

• Круглі (кільцеві) – фільтри старого зразка, які встановлюються на автомобілі із карбюраторною системою. Потік повітря, що надходить, досить сильний тиск, і такі фільтри часто забезпечуються каркасом з алюмінієвої сітки для збільшення міцності. Проблема кільцевих фільтрів у недостатній площі фільтрації, при тому, що місця така конструкція займає досить багато.

• Панельні (каркасні та безкаркасні) – найпоширеніші на сьогодні фільтри, що встановлюються в інжекторні та дизельні автомобілі. Для збільшення міцності можуть армуватися металевою або пластиковою сіткою, що знижує вібрацію та деформацію матеріалу, що фільтрує. Поєднують у собі компактність, міцність, досить велику площу та простоту експлуатації.

• Циліндричні – займають менше місця, ніж кільцеві, але мають більшу площу поверхні. Такі системи встановлюються на комерційний транспорт із дизельними двигунами, а також деякі моделі легкових дизельних автомобілів.

Кількість ступенів фільтрації:

• Один: фільтр складається тільки з паперу, що фільтрує, покладеної «гармошкою». Найпростіший варіант, при якому на елемент, що фільтрує, лягає все навантаження;
• Два: перед паперовим фільтром розташований запобіжник – синтетичний матеріал, який затримує великі частинки. Така конструкція використовується для важких умов експлуатації: у запиленому повітрі, при частих поїздках бездоріжжям;

• Три: перед надходженням у фільтр повітря проходить попереднє очищення за допомогою циклонного обертання. Тверді частинки разом з повітряним потоком втрачають енергію і осідають усередині корпусу фільтра або спеціальному контейнері. Таке завихрення повітря забезпечується або конструкцією корпусу фільтра, або спеціальною крильчаткою на самому фільтрі, що надає напрямок повітряному потоку.

Корпус фільтра із функцією циклонного обертання

Фільтр із крильчаткою

Вимоги до повітряних фільтрів

Головна вимога до фільтра – забезпечення максимально повного відсіву сторонніх домішок із повітря, що надходить у двигун. Досягти якісної фільтрації можна за допомогою збільшення щільності фільтруючого елемента: чим щільніший папір, тим більше бруду він затримає. Але водночас будь-який фільтруючий елемент затримує повітря, необхідне роботи двигуна, отже, збільшення щільності фільтра має межі. У міру забруднення фільтра зростає його опір, отже, падає пропускна здатність.

Виробники якісних фільтрів знайшли «золоту середину»:

• опір повітряному потоку нового фільтра становить середньому 0,6%, і цей показник передбачений конструкцією автомобіля;
• коефіцієнт пропускання пилу фільтра становить трохи більше 1% (затримує 99% забруднень);
• гранично допустимий опір фільтра становить не більше 50 кПа (при нормі 2 кПа), при цьому фільтруючий елемент практично повністю забитий сажею і пилом, а кисню, що поступає в двигун, не вистачить для повного згоряння палива.

Крім вимог до якості фільтрації, є і споживчі вимоги, як і до будь-якого товару: нормальна робота протягом усього терміну експлуатації, точна відповідність потрібним габаритним розмірам, якість складання, що забезпечує справність фільтра на весь період роботи. Саме для виробництва якісної продукції і створюються нові технології, матеріали, покращення, що дозволяють відвоювати ще трохи чистого повітря для двигуна.

Експлуатація повітряного фільтра

Правильна експлуатація зводиться до купівлі хорошого фільтра, правильної його установки, відстеження стану візуально або за датчиком забруднення, своєчасної заміни. Ніякої особливої ​​уваги повітряний фільтр не вимагає і при штатному використанні ніяких сюрпризів не піднесе.

Заміна проводиться за регламентом, вказаним у сервісній книжці. Враховуючи, що для кожного автомобіля призначені фільтри з певними параметрами, перевищувати термін заміни не можна: до цього часу фільтр буде грудкою бруду, листя і комах.

Скорочення терміну заміни в 1,5-2 рази можливе за важких умов експлуатації:

• використання автомобіля у сильно запиленій місцевості;
• весняно-літній сезон, коли у повітрі багато комах та пилку рослин;
• часта їзда по піску;
• будівельний (цементний) пил;
• щільний міський смог.

Також на тривалість експлуатації впливає розташування повітрозабірника: найневигідніше – поряд із вихлопною трубою. У цьому випадку в фільтр потраплятиме нагріте повітря (а значить, менш щільне і з меншою кількістю кисню), а також сажа і пари палива, що не згоріло.

Від площі фільтра теж залежить тривалість його «життя»: що більше витрата повітря – то більше має бути площа поверхні фільтра. При встановленні додаткового обладнання на двигун (система турбонаддува, наприклад), через кожен квадратний сантиметр фільтра проходитиме на порядок більше повітря, а значить, і більше пилу відкладеться на елементі, що фільтрує.

У середньому заміна повітряного фільтра проводиться одночасно з кожною другою заміною моторної олії, а при скороченому регламенті заміни – удвічі частіше, завжди одночасно з олією.

Дотримання режиму заміни повітряного фільтра має свої незаперечні переваги:

• можна не перейматися подачею повітря: при нормальному режимі експлуатації фільтри повноцінно працюють весь термін;
• оптимальна витрата палива;
• менше знос тертьових частин двигуна;
• менше забруднення паливних форсунок;
• менше витрат на ремонт.

Замінити фільтр можна або самостійно, або на СТО під час техобслуговування (як уже говорилося, найзручніше повітряний фільтр змінювати одночасно з моторним маслом). При самостійній заміні слід звернути увагу на кілька моментів:

• діставати старий фільтр потрібно обережно, щоб пил з нього не потрапив у випускний колектор. Пил, що злетів з нього, необхідно обов'язково прибрати, інакше вся вона прямим ходом піде в двигун;
• закривати кришку корпусу необхідно щільно, на всі засувки і гвинти, щоб повітря з атмосфери не підкачувалося в щілини в обхід фільтра.

Несправність повітряного фільтра: ознаки, наслідки

Проблем з повітряним фільтром може бути три:

• критична засміченість фільтруючого матеріалу;
• ушкодження фільтра;
• неправильне встановлення.

Основним джерелом проблем є людський фактор: помилка з технічними характеристиками фільтра, неправильне встановлення, помилки при заміні фільтра, купівля підробки, заміна прострочена. Є й випадковості: навіть в оригінальних фірмових фільтрах може одружитися, саме тому потрібно час від часу перевіряти стан фільтра і змінювати його при найменшій підозрі на несправність.

Ознаки засміченого фільтра - це в першу чергу нестача повітря для згоряння палива:

• підвищена витрата та неповне згоряння палива через перезбагачення суміші;
• зниження потужності двигуна;
• збільшення токсичності вихлопних газів;
• збої у роботі ДМРВ (датчика масової витрати повітря).

Відповідно, якщо фільтр не замінити при появі проблем, наслідки погіршуватимуться, аж до того, що фільтр взагалі перестане пропускати повітря, і одного прекрасного дня автомобіль взагалі не заведеться.

При пошкодженнях фільтра (розрив фільтруючого елемента, щілини на стиках, деформація від вологи) проблем буде ще більше: сміття, що потрапляє з повітряним потоком, за дві секунди «вб'є» і тонкий витратомір повітря, і форсунки інжектора, і циліндри і поршні двигуна. Для того, щоб незворотно вивести з ладу ДВЗ, достатньо попадання в нього пилу лише з розрахунку 1 г на 1 к.с. за весь час експлуатації. Ця цифра здається маленькою, але при фільтрі, що не працює, сучасні мотори живуть не більше 500 км, після чого блок циліндрів можна тільки змінювати.

Деформований фільтр

«Фільтр промию скипидаром, обійдеться мені він задарма» та інші цікаві ідеї

Дослідницькі інститути, науково-технічні лабораторії, сотні тисяч доларів – все лише для того, щоб ще трохи покращити якість автомобільних запчастин. Проте, досі можна зустріти рекомендації «оновити» повітряний фільтр замість того, щоб поміняти. Але чому його не можна чистити (пилососити, вибивати об дерево, мити в тазику, прати в пральній машині та просочувати олією)?

Відповідь це питання дає сама структура фільтрувального паперу. Великі частинки, що застрягають у верхніх шарах фільтра, видно неозброєним оком. Оскільки вони знаходяться на поверхні, їх легко видалити, після чого фільтр здається майже чистим.

А ось найшкідливіша дрібниця мікронних розмірів залишається в глибоких шарах фільтра, і вибити з них бруд неможливо ніякими способами. У кращому разі після подібних маніпуляцій просто збільшиться витрата бензину (відразу після чищення двигун споживає на 10% більше палива!). На наступному етапі пил, що надходить у фільтр, остаточно заб'є пори, після чого фільтр взагалі перестане пропускати повітря. І, нарешті, через перевищення гранично допустимого опору повітряний потік розірве фільтр з усіма наслідками: брудне повітря потрапляє всередину, пошкоджує ДМРВ і двигун.

Деякі автовласники намагаються покращити якість фільтрації, просочуючи фільтр олією (за аналогією з нульовиками). Результат такої модифікації передбачуваний: олія моментально забиває всі пори фільтра, після чого повітря через нього взагалі перестає проходити.

Все, абсолютно всі паперові фільтри – одноразові, що мають строго певний ресурс роботи та умови використання. Поліпшити фільтр у своєму автомобілі можна лише одним способом: купити та правильно встановити новий та якісний.

Економненько

Трохи про фільтри нульового опору

Індустрія автоспорту, де рахунок йде на грами та частки секунди, подарувала світу безліч удосконалень, і одне з них – повітряні фільтри нульового опору, вони спортивні, що забезпечують повітряний потік будь-якої потужності за збереження якості фільтрації. За статистикою, такий фільтр дозволяє збільшити потужність двигуна на 3-5 к.с., що важливо в гонках, але практично не відчувається в умовах міста.

Фільтр «нульовик» складається із спеціальної багатошарової тканини, просоченої олією, або пористого поліуретану, і, на відміну від паперових, витримує кілька циклів очищення та просочення.

Ставити такий фільтр чи ні – питання на розсуд самого власника. Хтось готовий займатися трудомістким обслуговуванням спортивного фільтра задля невеликого збільшення потужності, іншим легше користуватися одноразовими стандартними моделями, не створюючи собі зайвих проблем. Але, як і з будь-яким іншим фільтром, «нульовик» виконує своє завдання лише при грамотній установці та правильній експлуатації.

Багато хто любить порівнювати автомобіль із живим організмом. Проводячи аналогію, повітряний фільтр – це «легені», яким чисте повітря необхідне... як повітря.