Всё про воздушный фильтр для автомобиля

Воздушный фильтр можно назвать лёгкими автомобиля: весь поступающий в двигатель воздух проходит именно через него, и от качества фильтра напрямую зависит нормальная работа мотора – главного и, пожалуй, самого дорогостоящего узла автомобиля.

Назначение и принцип работы

Для оптимальной работы двигателя необходимо определенное количество воздуха. В среднем, на сжигание 1 л бензина уходит 15 кг (!) воздуха. Причем требования к качеству этого воздуха достаточно высоки: определенная температура, плотность, насыщенность кислородом и, конечно, чистота. Даже микроскопические частички пыли могут привести к быстрому износу тонко подогнанных деталей, поэтому качество фильтрации воздуха – вопрос более чем серьезный.

Самым опасным видом загрязнения воздуха является песок: неотфильтрованные песчинки стирают металлические поверхности, как наждак, приводя их в полную негодность. Второй по степени опасности враг – вода. Водяные пары, попадая в блок цилиндров, вызывают ржавчину, имеющую мощные абразивные свойства. И, наконец, обычная пыль, сажа с трассы и даже цветочная пыльца здоровья автомобилю не прибавляют. Максимально эффективная очистка поступающего в ДВС воздуха и есть задачей воздушного фильтра двигателя.

В нормальных условиях эксплуатации воздушный фильтр уменьшает износ двигателя на 15-20%, а в сложных условиях – на 200%.

Воздушный фильтр расположен под капотом в специальном корпусе: через воздуховод в него поступает воздух, проходит через фильтрующий элемент и направляется дальше на расходомер воздуха, а затем в камеру сгорания. Размещение и способ крепления позволяет менять воздушный фильтр за считанные минуты на СТО или самостоятельно.

Виды, типы, особенности конструкции

На все современные легковые автомобили устанавливаются бумажные воздушные фильтры различной конфигурации. По качеству фильтрации, надежности и габаритам они превзошли масляно-инерционные и угольные.

Производители воздушных фильтров разрабатывают новые материалы, улучшающие производительность и качество фильтрации. Одной только бумаги, используемой разными фирмами, существует более 400 видов! А сейчас для изготовления фильтров используют синтетические микропористые материалы, более прочные и долговечные, чем бумага, и при этом лучше выполняющие свои функции.

Чтобы фильтр мог задерживать воду, не теряя своих свойств, бумагу пропитывают различными составами с содержанием смол, благодаря которым фильтр сохраняет работоспособность даже при высокой влажности, воздействии микроскопических капель бензина, машинного масла, антифриза и другой агрессивной химии, встречающейся на пути автомобиля. А для увеличения срока службы применяется технология глубинной фильтрации: это трехслойная структура бумаги, поры которой уменьшаются от поверхности к середине. Более крупные частицы задерживаются поверхностными слоями, мелкие – глубокими, а сквозь фильтр проходит почти идеально чистый воздух нужной температуры. Использование поверхностной фильтрации – по принципу простой сетки – привело бы к моментальному засорению фильтра.

По форме различают:

• Круглые (кольцевые) – фильтры старого образца, которые устанавливаются на автомобили с карбюраторной системой. Поток поступающего воздуха оказывает достаточно сильное давление, и такие фильтры часто снабжаются каркасом из алюминиевой сетки для увеличения прочности. Проблема кольцевых фильтров в недостаточной площади фильтрации, при том что места такая конструкция занимает довольно много.

• Панельные (каркасные и бескаркасные) – самые распространенные на сегодняшний день фильтры, устанавливаемые в инжекторные и дизельные автомобили. Для увеличения прочности могут армироваться металлической или пластиковой сеткой, снижающей вибрацию и деформацию фильтрующего материала. Сочетают в себе компактность, прочность, достаточно большую площадь и простоту эксплуатации.

• Цилиндрические – занимают меньше места, чем кольцевые, но имеют большую площадь поверхности. Такие системы устанавливаются на коммерческий транспорт с дизельными двигателями, а также не некоторые модели легковых дизельных автомобилей.

Количество степеней фильтрации:

• Одна: фильтр состоит только из фильтрующей бумаги, уложенной «гармошкой». Самый простой вариант, при котором на фильтрующий элемент ложится вся нагрузка;
• Две: перед бумажным фильтром расположен предочиститель – синтетический материал, задерживающий крупные частицы. Такая конструкция используется для тяжелых условий эксплуатации: в запыленном воздухе, при частых поездках по бездорожью;

• Три: перед поступлением в фильтр воздух проходит предварительную очистку с помощью циклонного вращения. Твердые частички вместе с воздушным потоком теряют энергию и оседают внутри корпуса фильтра или в специальном контейнере. Такое завихрение воздуха обеспечивается либо конструкцией корпуса фильтра, либо специальной крыльчаткой на самом фильтре, придающей направление воздушному потоку.

Корпус фильтра с функцией циклонного вращения

Фильтр с крыльчаткой

Требования к воздушным фильтрам

Главное требование к фильтру – обеспечение максимально полного отсева посторонних примесей из воздуха, поступающего в двигатель. Достичь качественной фильтрации можно с помощью увеличения плотности фильтрующего элемента: чем плотней бумага, тем больше грязи она задержит. Но в то же время любой фильтрующий элемент задерживает воздух, необходимый для работы двигателя, а значит, увеличение плотности фильтра имеет свои пределы. По мере загрязнения фильтра растет его сопротивление, а значит, падает пропускная способность.

Производители качественных фильтров нашли «золотую середину»:

• сопротивление воздушному потоку нового фильтра составляет в среднем 0,6%, и этот показатель предусмотрен конструкцией автомобиля;
• коэффициент пропускания пыли фильтра составляет не более 1% (задерживает 99% загрязнений);
• предельно допустимое сопротивление фильтра составляет не более 50 кПа (при норме 2 кПа), при этом фильтрующий элемент будет практически полностью забит сажей и пылью, а поступающего в двигатель кислорода не хватит для полного сгорания топлива.

Помимо требований к качеству фильтрации, есть и потребительские требования, как и к любому товару: нормальная работа в течение всего срока эксплуатации, точное соответствие нужным габаритным размерам, качество сборки, обеспечивающее исправность фильтрана весь период работы. Именно для производства качественной продукции и создаются новые технологии, материалы, улучшения, позволяющие отвоевать еще чуть-чуть чистого воздуха для двигателя.

Эксплуатация воздушного фильтра

Правильная эксплуатация сводится к покупке хорошего фильтра, правильной его установке, отслеживанию состояния визуально или по датчику загрязнения, своевременной замене. Никакого особого внимания к себе воздушный фильтр не требует и при штатном использовании никаких сюрпризов не преподнесет.

Замена проводится по регламенту, указанному в сервисной книжке. Учитывая, что для каждого автомобиля предназначены фильтры с определенными параметрами, превышать срок замены нельзя: к этому времени фильтр будет представлять собой комок грязи, листьев и насекомых.

Сокращение срока замены в 1,5-2 раза возможно при тяжелых условиях эксплуатации:

• использование автомобиля в сильно запыленной местности;
• весенне-летний сезон, когда в воздухе много насекомых и пыльцы растений;
• частая езда по песку;
• строительная (цементная) пыль;
• плотный городской смог.

Также на продолжительность эксплуатации влияет расположение воздухозаборника: самое невыгодное – рядом с выхлопной трубой. В этом случае в фильтр будет попадать нагретый воздух (а значит, менее плотный и с меньшим количеством кислорода), а также сажа и пары несгоревшего топлива.

От площади фильтра тоже зависит продолжительность его «жизни»: чем больше расход воздуха – тем больше должна быть площадь поверхности фильтра. При установке дополнительного оборудования на двигатель (система турбонаддува, например), через каждый квадратный сантиметр фильтра будет проходить на порядок больше воздуха, а значит, и больше пыли отложится на фильтрующем элементе.

В среднем замена воздушного фильтра проводится одновременно с каждой второй заменой моторного масла, а при сокращенном регламенте замены – в два раза чаще, всегда одновременно с маслом.

Соблюдение режима замены воздушного фильтра имеет свои неоспоримые преимущества:

• можно не беспокоиться за подачу воздуха: при нормальном режиме эксплуатации фильтры полноценно работают весь срок;
• оптимальный расход топлива;
• меньше износ трущихся частей мотора;
• меньше загрязнение топливных форсунок;
• меньше расходов на ремонт.

Заменить фильтр можно либо самостоятельно, либо на СТО во время техобслуживания (как уже говорилось, удобней всего воздушный фильтр менять одновременно с моторным маслом). При самостоятельной замене нужно обратить внимание на пару моментов:

• доставать старый фильтр нужно осторожно, чтобы пыль с него не попала в выпускной коллектор. Слетевшую с него пыль необходимо обязательно убрать, иначе вся она прямым ходом пойдет в двигатель;
• закрывать крышку корпуса необходимо плотно, на все защелки и винты, чтобы воздух из атмосферы не подкачивался в щели в обход фильтра.

Неисправность воздушного фильтра: признаки, последствия

Проблем с воздушным фильтром может быть три:

• критическая засоренность фильтрующего материала;
• повреждение фильтра;
• неправильная установка.

Основным источником проблем является человеческий фактор: ошибка с техническими характеристиками фильтра, неправильная установка, ошибки при замене фильтра, покупка подделки, просроченная замена. Есть и случайности: даже в оригинальных фирменных фильтрах может попасться брак, именно поэтому нужно время от времени проверять состояние фильтра и менять его при малейшем подозрении на неисправность.

Признаки засоренного фильтра — это в первую очередь недостаток воздуха для сгорания топлива:

• повышенный расход и неполное сгорание топлива из-за переобогащения смеси;
• снижение мощности двигателя;
• увеличение токсичности выхлопных газов;
• сбои в работе ДМРВ (датчика массового расхода воздуха).

Соответственно, если фильтр не заменить при появлении проблем, последствия будут усугубляться, вплоть до того, что фильтр вообще перестанет пропускать воздух, и в один прекрасный день автомобиль вообще не заведется.

При повреждениях фильтра (разрыв фильтрующего элемента, щели на стыках, деформация от влаги) проблем будет еще больше: попадающий с воздушным потоком мусор в два счета «убьет» и тонкий расходомер воздуха, и форсунки инжектора, и цилиндры и поршни двигателя. Для того, чтобы необратимо вывести из строя ДВС, достаточно попадания в него пыли всего лишь в расчете 1 г на 1 л.с. за всё время эксплуатации. Эта цифра кажется маленькой, но при неработающем фильтре современные моторы живут не более 500 км, после чего блок цилиндров можно только менять.

Деформированный фильтр

«Фильтр промою скипидаром, обойдется мне он даром» и другие интересные идеи

Исследовательские институты, научно-технические лаборатории, сотни тысяч долларов – всё только для того, чтобы еще чуть-чуть улучшить качество автомобильных запчастей. И тем не менее, до сих пор можно встретить рекомендации «обновить» воздушный фильтр вместо того, чтобы поменять. Но почему его нельзя чистить (пылесосить, выбивать об дерево, мыть в тазике, стирать в стиральной машине и пропитывать маслом)?

Ответ на этот вопрос дает сама структура фильтровальной бумаги. Крупные частицы, застревающие в верхних слоях фильтра, видны невооруженным глазом. Поскольку они находятся на поверхности, их легко удалить, после чего фильтр кажется почти чистым.

А вот самая вредная мелочь микронных размеров остается в глубоких слоях фильтра, и выбить из них грязь невозможно никакими способами. В лучшем случае после подобных манипуляций просто увеличится расход бензина (сразу после чистки мотор потребляет на 10% больше топлива!). На следующем этапе поступающая в фильтр пыль окончательно забьет поры, после чего фильтр вообще перестанет пропускать воздух. И, наконец, из-за превышения предельно допустимого сопротивления воздушный поток разорвёт фильтр со всеми вытекающими последствиями: грязный воздух попадает внутрь, повреждает ДМРВ и двигатель.

Некоторые автовладельцы пытаются улучшить качество фильтрации, пропитывая фильтр маслом (по аналогии с «нулевиками). Результат такой модификации предсказуем: масло моментально забивает все поры фильтра, после чего воздух через него вообще перестает проходить.

Все, абсолютно все бумажные фильтры – одноразовые, имеющие строго определенный ресурс работы и условия использования. Улучшить фильтр в своем автомобиле можно только одним способом: купить и правильно установить новый и качественный.

Экономненько

Немного о фильтрах нулевого сопротивления

Индустрия автоспорта, где счет идет на граммы и доли секунды, подарила миру множество усовершенствований, и одно из них – воздушные фильтры нулевого сопротивления, они же спортивные,обеспечивающие воздушный поток любой мощности при сохранении качества фильтрации. По статистике, такой фильтр позволяет увеличить мощность мотора на 3-5 л.с., что важно в гонках, но практически не ощущается в условиях города.

Фильтр «нулевик» состоит из специальной многослойной ткани, пропитанной маслом, или пористого полиуретана, и, в отличие от бумажных, выдерживает несколько циклов очистки и пропитки.

Ставить такой фильтр или нет – вопрос на усмотрение самого автовладельца. Кто-то готов заниматься трудоемким обслуживанием спортивного фильтра ради небольшого увеличения мощности, другим же легче пользоваться одноразовыми стандартными моделями, не создавая себе лишних проблем. Но, как и с любым другим фильтром, «нулевик» выполняет свою задачу только при грамотной установке и правильной эксплуатации.

Многие любят сравнивать автомобиль с живым организмом. Проводя аналогию, воздушный фильтр – это «лёгкие», которым чистый воздух необходим... как воздух.

О том, как правильно выбирать воздушный фильтр и какие бренды заслужиают особого внимания – наш "Гид покупателя".