Cyklonowy Filtr Powietrza Snorkel: Zasada Działania i Zastosowanie w Terenie
- Szczegóły
Wcześniej czy później każdy kierowca terenówki musi podjąć decyzję o brodzeniu. Nie musi być to nawet przejazd przez rzekę, wystarczy zalana ulica. Agresywny wjazd nawet do płytkiej wody ma niekorzystny wpływ na wiele podzespołów: rozgrzane hamulce ulegają pokrzywieniu, a wentylator musi rozbić strumień wody, po rozpyleniu której mgiełka trafia do wszystkich miejsc pod maską.
Im większa głębokość lub szybkość jazdy, tym ryzyko uszkodzeń rośnie. Najpoważniejszym z nich jest uszkodzenie silnika w wyniku zassania wody wraz z powietrzem dolotowym. Punkt jego poboru najczęściej ulokowany jest w nadkolu, w pasie przednim albo w komorze silnikowej. Wystarczy jedno głębsze miejsce i znika margines bezpieczeństwa, a dolot zasysa wodę. Skutki dostania się wody do wnętrza komór spalania mogą być bardzo poważne.
Aby uniknąć takich sytuacji, wlot powietrza dolotowego wyprowadza się maksymalnie daleko od miejsc, w których może znaleźć się woda. Nie można jednak przesadzić z oddaleniem przeszkadzającym zasysaniu. Trzeba też pamiętać o nieuniknionym oporze stawianym powietrzu każdym załamaniem i zwężeniem jego przepływu.
Dla aut terenowych naturalnym miejscem poprowadzenia z komory silnika przewodu dolotowego jest słupek A. Pozwala to najkrótszą drogą osiągnąć najwyższy punkt auta, a przy tym nie komplikować konstrukcji. Konstruktorzy w tunelu aerodynamicznym szukają więc miejsc, w których można wykorzystać zjawisko doładowania dynamicznego, zwiększającego stopień napełnienia silnika. Z tego samego powodu istotne jest też zasysanie chłodniejszego powietrza, bo nie z okolic rozgrzanej komory silnikowej.
W użytkowych zastosowaniach także taki efekt ma swoje plusy, ale najbardziej liczy się ochrona przed wodą i zapyleniem - im wyżej nad drogą, tym powietrze czystsze. To właśnie dlatego na szczycie rury zasysającej montuje się proste kominki albo cięższe i droższe z cyklonowym filtrem wstępnym.
Przeczytaj także: Jak działa separator cyklonowy olejowy?
Drugi, częściej spotykany rodzaj końcówki przypomina fajkę. Nie wykorzystuje ona wprawdzie zjawiska odwirowywania zanieczyszczeń, ale wstępnie separuje te większe kratką wlotową, a następnie ukształtowaniem wewnętrznym zapobiega przedostawaniu się dalej wody. Na tle tych rozwiązań spotykane niekiedy amatorskie wykonania, bez takich końcówek, zupełnie nie wykorzystują potencjału snorkela. Ich przeciwieństwem są zaawansowane technicznie projekty, które integrują kanał wysokiego poboru powietrza z konstrukcją ramoklatki.
Dalszy przebieg drogi powietrza do silnika nie jest prostą sprawą. Doprowadzenie z zewnątrz przewodu dolotowego zazwyczaj wymaga cięcia nadwozia. Widoczna zewnętrzna część musi szczelnie połączyć się z kolejnymi odcinkami biegnącymi aż do filtra powietrza. W prawidłowym przeprowadzeniu prac montażowych mogą pomóc szablony ułatwiające cięcia i wiercenia blach. Renomowani producenci zapewniają też pełen komplet części połączeniowych i wsporników.
Precyzyjny montaż jest kluczem do sukcesu, gdyż zapobiega naprężeniom, rozluźnianiu się połączeń i utracie szczelności. Najważniejsze jest bowiem, by wszystkie połączenia były szczelne. Dotyczy to także obudowy filtra powietrza, która może mieć otwory. Kwestia wyboru materiału wydaje się oczywista. Większość oferowanych przez dużych producentów snorkeli dla popularnych modeli terenówek wykonana jest z polietylenu wysokiej gęstości.
Technologia produkcji wykorzystuje wydmuchiwanie tworzywa w formie, jest więc kosztowna i nadaje się tylko do dłuższych serii. Snorkele mogą być też wykonywane jednostkowo. Na potrzeby sportu wyczynowego tworzy się konstrukcje laminatowe zbrojone włóknem węglowym. Są więc bardzo drogie, ale za to lekkie i wytrzymałe i mogą być dostosowane do konkretnych wymagań. Tańszym materiałem, trwałym, lecz cięższym, jest metal.
Najczęściej korzysta się ze stalowych rur - mogą być bardzo efektowne ze stali kwasoodpornej, które gnie się i łączy spawaniem lub gumowymi łącznikami. Wadą metalowych konstrukcji jest ograniczona swoboda w kształtowaniu przebiegu i zmianach profilu. Podobne ograniczenia występują przy sztywnych, plastikowych rurach. Spotyka się często instalacje złożone z rur kanalizacyjnych i łączników, lecz poza wątpliwymi walorami estetycznymi ich wadą jest duża liczba połączeń, które są wymagane do dostosowania przebiegu i które zwiększają ryzyko nieszczelności. Są też wątpliwości dotyczące wytrzymałości materiału.
Przeczytaj także: Zasada działania filtra cyklonowego
Bardziej odporne wydają się zbrojone rury, posiadające pewną elastyczność. Przy samodzielnym projektowaniu dolotu trzeba koniecznie uwzględnić opory przepływu i nie sugerować się jedynie polem przekroju na wlocie do filtra. Im dalej od niego znajduje się wlot snorkela, tym jego przekrój musi być większy.
Skutki ograniczenia dopływu powietrza do silnika nie ograniczają się jedynie do spadku mocy. Jest ona jedynie wynikiem ograniczenia napełnienia, co skutkuje także przegrzewaniem się silnika i turbiny, pogorszeniem składu spalin i wzrostem zużycia paliwa. Jeśli więc chce się zadbać o wysoki punkt poboru powietrza, trzeba to zrobić z głową - na całej długości układu dolotowego.
Rodzaje Filtrów Powietrza
Aby oczyścić powietrze z zabrudzeń, kurzu i innych zanieczyszczeń, samochód wykorzystuje filtr powietrza. Przy dyskusjach o filtrach powietrza, ich rodzajach, cenach jak i samej zasadności było już wiele debat i dyskusji dlatego też postaram się krótko opisać trzy główne rodzaje filtrów i podsumować ich wady i zalety, wyłącznie na podstawie moich własnych spostrzeżeń i testów.
Ocenie poddam filtry panelowe stosowane w naszych 300-tkach i nie będę się zagłębiał tematykę sportową -czyli filtry stożkowe i układy cyrkulacyjno-filtrujące. Nie mam zamiaru reklamować żadnego z typów filtrów - tą decyzję zostawiam Wam jako użytkownikom swoich samochodów.
Trzy główne rodzaje filtrów powietrza:
- Filtry papierowe
- Filtry bawełniane
- Filtry włóknowe (gąbkowe)
Filtr papierowy
Najpopularniejsze i najtańsze rozwiązanie filtracji powietrza, standardowo używane przez producentów samochodów (ze względu na koszty). Filtr wykonany jest z prasowanego w harmonijkę papieru, delikatnie perforowanego i powlekanego woskiem. Jest to najprostszy (ale skuteczny) filtr który niestety ma sporo wad - w szczególności przy terenowym zastosowaniu samochodu.
Przeczytaj także: Zastosowanie filtrów cyklonowych w pneumatyce
Filtry te niestety nie są odporne na wilgoć czy zalanie wodą oraz bardzo szybko „zaklejają się” kurzem przy dużej wilgotności co powoduje znacznym osłabieniem parametrów przepuszczalności powietrza. Przy zalaniu wodą (np. przy przejeździe po wodzie bez snorkla) po prostu rozmaka i … przy ciężkich warunkach pracy jego fragmenty mogą zostać zassane bezpośrednio do turbiny (jakie są tego efekty łatwo można się domyśleć).
Zdecydowanie zaletą tego typu filtra jest bardzo niski koszt zakupu i dostępność w sklepach. Do wad można zaliczyć krótki okres użytkowania, słabe parametry filtracji i przepustowości, brak odporności na wilgoć i wodę.
Można by pokusić się o podsumowanie iż filtr ten ma idealne zastosowanie do użytkowania w normalnych warunkach miejskich.
Filtr bawełniany
Filtry te zdecydowanie znalazły swój rynek zbytu przy samochodach rajdowych oraz wyczynowych - wszędzie tam gdzie potrzebne są bardzo dobre parametry filtracji, przepustowości oraz wytrzymałości na warunki zewnętrzne.
Sam filtr wykonany jest z bawełny impregnowanej w specjalnym olejku który zapobiega przedostawaniu się bardzo drobnych zanieczyszczeń do obiegu (po prostu kurz przyklejany jest do ścianek filtra). Bawełna użyta przy tego typu filtrze oraz drobna stalowa siateczka na górze filtra nie pozwala po zalaniu wodą czy zawilgnięciu na rozerwanie go i zassanie do turbiny.
Przy tego typu filtrze nie ma obaw co do ryzyka uszkodzenia silnika a podwyższona przepustowość wpływa znacząco na samą pracę silnika (większa ilość powietrza swobodnie jest zasysana do komory silnika).
Filtr bawełniany jest filtrem wielokrotnego użytku (firma K&N oraz Simota - liderzy produkcji tego typu filtrów deklarują nawet do 100 000km), należy jednak pamiętać o prawidłowej jego konserwacji. W zależności od sposobu użytkowania samochodu (po 10.000km normalnej jazdy, każdorazowo po jeździe w ciężkim terenie lub jeździe po wodzie- lub w warunkach gdzie jest ryzyko że filtr został zalany, po trasach piaszczystych i bardzo zapylonych) należy dokonać konserwacji filtra (ale o tym na koniec)
Podsumowując - filtr bawełniany jest jednym z najlepszych rozwiązań do zastosowań terenowych (przy zestawie ze snorklem lub zwykłym dolotem). Należy jednakże zdecydowanie pamiętać (przy zwykłym dolocie) że filtr bawełniany nie zabezpiecza w żaden sposób przed zassaniem wody do silnika!!
Zalety:
- Odporność na wodę i wilgoć
- Bardzo dobre parametry filtracyjne i przepustowości
- Trwałość (nawet do 100000km)
- Nieograniczona możliwość ich konserwacji (czyszczenia)
Wady:
- Zdecydowanie wyższa cena w porównaniu do papierowych (nawet 10x)
Filtr włóknowy (gąbkowy)
Filtry te wykonane są ze specjalnej warstwy włókien polimerowych czyli specjalnej gąbki. Bardzo szybko zastępują w sportach motorowych filtry bawełniane z uwagi na lepsze parametry filtracyjne.
Gąbka ta rozbijana jest w trzech warstwach metodą próżniową - przez co struktura samego filtra pozwala na doprowadzenie maksymalnej ilości powietrza do komory, bez strat jeśli chodzi o filtrację wilgoci i kurzu. Gąbczasta struktura powoduje również maksymalne zabezpieczenie przed drobnymi pyłkami kurzu itp. Tak jak i w przypadku filtrów bawełnianych nie ma ryzyka rozmoknięcia wkładu i zassania przez turbinę a bardzo wysoka przepustowość filtrowanego powietrza pozytywnie wpływa na kulturę pracy silnika (przez co rozumie cichszą i regularną pracę - wzrost mocy przy naszych samochodach jest praktycznie niezauważalna).
Oczywiście tak jak i w przypadku bawełny - filtr gąbkowy jest wielokrotnego użytku, czyli można filtr czyścic, konserwować i dalej używać.
Zalety:
- Maksymalna filtracja
- Bardzo duże parametry przepustowości
- Możliwość konserwacji i długi okres użytkowania (jak w filtrach bawełnianych)
Wady:
- Wysoka cena (najwyższa w porównaniu do opisywanych grup)
Cena prawdopodobnie dyktowana przez fakt iż filtry włóknowe są używane w większości samochodów klasy WRC
Filtr Wstępny Cyklonowy
Gadżety aby dodatkowo usprawnić układ dolotowy dodatkowo stosuje się filtr wstępny cyklonowy, którego zadaniem jest wstępne przefiltrowanie powietrza i usunięcie części zanieczyszczeń (np. piasku czy mniejszych śmieci). Pre-filtr można zamontować wyłącznie na dolot powietrza typu snorkel i nie jest ostatecznym filtrem powietrza.
Snorkel, dolot powietrza wyprowadzony poza komorę silnika jak najwyżej do góry (aby zabezpieczyć komorę filtra powietrza jak i sam silnik przed zassaniem wody). Rodzaje i sposoby montażu - myślę że to temat rzeka na osobny artykuł.
Konserwacja Filtrów Bawełnianych i Włóknowych
UWAGA - informacje te dotyczną wyłącznie konserwacji filtrów bawełnianych i włóknowych. Absolutnie nie należy stosować tego przy filtrach papierowych.
- Po wyciągnięciu filtra wytrzep go delikatnie z większych zabrudzeń
- Włóż do miski lub wanny filtr w takiej samej pozycji jak w komorze
- Ciśnieniowo (prysznicem) zlej go od góry (tak aby przyklejone drobiny kurzu swobodnie mogły spłynąć z dolnej „harmonijki” filtra
- Przelej filtr specjalnym płynem do czyszczenia (odczekaj parę minut)
- Ponownie ciśnieniowo zlej filtr
- Zanurz filtr w letniej wodzie i delikatnie „upierz ręcznie” - tak aby nie uszkodzić filtra
- Wysusz pozostawiając na boku (nie suszymy mechanicznie)
- Po przeschnięciu należy naoliwić filtr specjalnym olejkiem do filtrów (z obu stron)
- W przypadku filtrów bawełnianych dość obficie - tak aby cała powierzchnia filtra była pokryta olejkiem.
- W przypadku filtrów gąbkowych należy wyłącznie delikatnie (oszronić) część dolną filtra lub w ogóle go nie oliwić.
- Pozostaw na chwilę aby przeschnął
- Filtr jest już gotowy do ponownego użytkowania
Ze względu na dość drogie zestawy konserwacyjne „firmowe” można użyć identycznych zestawów przeznaczonych do filtrów motocyklowych lub w wersji ekonomicznej zamiast płynu czyszczącego można użyć detergentu odtłuszczającego w spryskiwaczu (takie jak do czyszczenia piekarników w kuchenkach i oleju w sprayu do filtrów motocyklowych.
tags: #cyklonowy #filtr #powietrza #snorkel #zasada #działania
