Повітря нашої планети містить не тільки гази, а й величезна кількість твердих часток, піднятих з поверхні землі вітром. Цей пил постійно осідає на дорогах і знову піднімається кожним рухаються по них автомобілем.
Навіщо потрібен повітряний фільтр двигуна
Для згоряння палива в двигуні потрібен кисень, який становить основу навколишнього нас повітря. Причому для максимально повного згоряння палива необхідно, що б співвідношення повітря і палива було 14,7 до 1.
При таких пропорціях, тільки на холостому ходу через циліндри двигуна середньостатистичної малолітражки об'ємом півтора літри, проходить 8 - 10 кілограм повітря в годину. А під час руху автомобіля по трасі з оборотами двигуна 2500 в хвилину, через нього проходить вже 25 - 28 кг. / Год.
Якщо така величезна кількість повітря подавати в мотор як є, то є неочищеним, то пил, що міститься в ньому, буде разом з повітрям потрапляти в зазори між поршнями, поршневими кільцями і стінками циліндрів. Тверді частинки пилу, подібно наждачним папері будуть стирати деталі шатунно-поршневої групи (ШПГ).
Наслідками цього буде передчасний знос ШПГ і пов'язані з цим:
- підвищений угар масла;
- витрати палива;
- зниження потужності двигуна.
Через збільшилися зазори між кільцями і циліндрами, пил разом з робочими газами буде прориватися в картер і змішуватися з моторним маслом. Ця пекельна суміш масла з абразивом за дуже короткий термін зітре вкладиші і шийки колінчастого вала, привівши мотор в аварійний стан.
Що б цього не відбувалося і потрібен повітряний фільтр двигуна, що очищає повітря, перед його попаданням в циліндри.
Види повітряних фільтрів двигуна
У минулому столітті для очищення повітря широко застосовувалися різні варіанти контактно-масляних повітряних фільтрів. Вони складаються з металевого корпусу, як правило, круглої форми, на дні якого знаходиться масло. Над маслом поміщається касета, наповнена сіткою з металевого дроту, або волосіні. Між корпусом і касетою є кільцевий зазор, з'єднаний з повітрозабору.
Принцип роботи такого фільтру простий. Усмоктуване двигуном повітря по кільцевому зазору з великою швидкістю рухається вниз. У поверхні масла напрямок руху повітря різко змінюється на 180 градусів. Найбільші і важкі пилинки мають набагато більшу інерцію, ніж повітря. Не встигнувши змінити напрямок руху, вони потрапляють в масло, де і залишаються. Очищений від них повітря рухається вгору, через касету, наповнену змоченою маслом металевої, або пластиковою сіткою. У сітці залишаються дрібні частинки пилу, а очищене повітря через патрубок потрапляє у впускний колектор.
На вантажних автомобілях і тракторах, що працюють у важких дорожніх умовах, застосовувалася двоступенева очистка повітря. Перед основним контактно-масляним повітряним фільтром, що всмоктується повітря проходило через систему конусних мультициклонів. У них повітрю надавалося вихровий обертальний рух. Під дією відцентрової сили великі частки пилу відкидалися до стінок циклонів і скочувалися вниз, в спеціальний піддон. Звідти пил висмоктувати через патрубок, з'єднаний з ежектором, встановленим у вихлопній трубі.
З середини минулого століття все частіше стали застосовуватися повітряні фільтри з сухим елементом, що фільтрує, вміщеним в металевому, а пізніше пластиковому корпусі.
По початку, фільтруючий елемент був панчіх зі спеціальної тканини, натягнутої на каркас. Повітряний фільтр такої конструкції можна зустріти на останніх моделях карбюраторних двигунів УАЗ.
З розвитком сучасних технологій, почали з'являтися повітряні фільтри зі змінним фільтруючим елементом зі спеціального картону. Спочатку фільтруючі елементи були кільцевої форми. Їх основу складає гофрована штора зі спеціального пористого картону. Штора поміщена між двома кільцевими м'якими пластиковими ущільнювачами, склеєних з шторою. По внутрішньому радіусу між пластиковими ущільнювачами знаходиться металева сітка, що надає необхідну жорсткість конструкції і не дає всмоктати в мотор штору, в разі її надмірного забруднення.
Фільтруючий елемент вставляється в корпус і притискається до його дну кришкою. Між корпусом і змінним елементом є кільцевої зазор. Усмоктуване повітря потрапляє в цей кільцевої зазор і проходить через фільтр, при цьому очищаючись. Пил залишається із зовнішнього боку штори, а очищене повітря з фільтра потрапляє в мотор.
Зараз круглі кільцеві фільтруючі елементи залишилися, в основному, в повітряних фільтрах важкої техніки. У легкових автомобілів найбільшого поширення набули конструкції повітряних фільтрів, змінні елементи (касети) яких плоскі, прямокутної форми.
Основою таких фільтруючих елементів залишається все та ж гофрована штора зі спеціального пористого картону, або бавовняної тканини. По периметру приклеєний ущільнювач. Корпус сучасних повітряних фільтрів пластиковий. Касета вставляється в корпус ущільнювачем. Зверху закривається кришкою, найчастіше, на засувках. Зустрічаються і повітряні фільтри, кришки яких прикручуються гвинтами.
Неочищений повітря всмоктується знизу в корпус, проходить через шторку фільтруючого елемента і очищений потрапляє в кришку повітряного фільтра. З кришки чисте повітря по патрубку потрапляє у впускний ресівер двигуна.
Навіщо міняти повітряний фільтр двигуна
Кількість пір в шторі фільтра не нескінченно. У працюючого мотора, їх кількість поступово скорочується, тому що велика частина часу забивається пилом. Пропускна здатність фільтра падає, хоча чистота фільтрації при цьому поліпшується.
Настає момент, коли фільтруючий елемент вже не здатний пропустити через себе достатню кількість повітря, необхідне для нормального згоряння палива в циліндрах двигуна. Це призводить до зниження кисню в випускних газах. Його кількість постійно відстежується електронним блоком управління (ЕБУ) мотора по вихідному сигналу датчика кисню.
ЕБУ цілком справедливо вважає таку суміш багатої і зменшує подачу палива. В результаті отримуємо зниження потужності двигуна і збільшення витрати палива через це. Тому фільтруючий елемент і потрібно регулярно міняти на новий.
Коли міняти повітряний фільтр двигуна
Заміна фільтруючого елемента зазвичай прив'язана до пробігу автомобіля. Цей пробіг вказується виробником в керівництві з технічного обслуговування автомобіля.
Не варто забувати, що економія на копійчаному фильтрующем елементі повітряного фільтра може привести до дорогого капітального ремонту мотора.
Особливості експлуатації повітряного фільтра двигуна
У більшості моторів є два контури вентиляції картера. Перший контур відводить картерів гази в задроссельноє простір. Працює він на холостому ходу і малих навантаженнях, коли дросельна заслінка відкрита частково. В таких режимах двигун працює більший час у середньостатистичного водія. Що б в картері двигуна не було надмірного розрядження, перетин першого контуру зменшується жиклер, або в нього вбудовується клапан. Другий контур системи вентиляції картера виводиться в корпус повітряного фільтра, або прямо після нього.
При великому пробігу авто, жиклер (клапан) першого контуру забивається нагаром. Картерів гази з олійними парами починають весь час відводитися по другому контуру вентиляції картера. Пари масла потрапляють в корпус повітряного фільтра і замаслюють фільтруючий елемент, погіршуючи його пропускну здатність. Тому за чистотою фільтру і першого контуру системи вентиляції картера потрібно стежити і при необхідності, промивати його від нагару.