Naprężenia Filtra Powietrza Sprężonego: Budowa i Zasada Działania

Szczegóły: Opublikowano: 27. November 2025

Dla poprawnego działania jednostki napędowej niezbędne jest nie tylko dokładnie oczyszczony olej czy pozbawione zabrudzeń paliwo, ale także czyste powietrze. Właśnie dlatego producenci wyposażają jednostki napędowe w filtry powietrza. Zatem, nie będzie przesadą stwierdzenie, że filtr powietrza pełni rolę swoistych płuc samochodu.

Przez pierwsze kilka dekad swojej obecności samochody nie posiadały żadnych rozwiązań pozwalających na filtrowanie powietrza. Pierwszym samochodem fabrycznie wyposażonym w filtr powietrza był Packard Twin Six, a samo wydarzenie miało miejsce w roku 1916. Tenże model zapisał się na kartach historii również z innego powodu - był to bowiem pierwszy na świecie samochód wyposażony w jednostkę dwunastocylindrową, z widlastym (czyli V) układem cylindrów.

Od 1916 filtr przeszedł oczywiście szereg zmian konstrukcyjnych, a unowocześnieniu uległy także materiały z których wykonane są filtry.

Jak Działa Filtr Powietrza?

Jego obecność jest istotna zarówno dla samej jednostki napędowej, jak również dla komfortu pasażerów w kabinie. Rolą filtra jest zatrzymanie cząstek stałych z powietrza - czy to pyłów przemysłowych czy też kurzu unoszącego się z dróg. Powietrze skierowane do kabiny jest później dodatkowo oczyszczane przez filtr kabinowy. To właśnie dzięki temu nie ma ryzyka, że pasażerowie nagle zaczną oddychać unoszącymi się w okolicy drogi zabrudzeniami, a w silniku owe cząstki stałe zablokują poprawne działanie poszczególnych elementów.

Filtr powietrza to jedna z najtańszych części każdego silnika - niezależnie od tego czy to silnik benzynowy czy wysokoprężny (diesel), ta część kosztuje najwyżej kilkadziesiąt złotych, aczkolwiek różnice pomiędzy poszczególnymi sprzedawcami potrafią być naprawdę zaskakujące. W kontekście Internetu warto przypomnieć o tym, że choć jest to doskonałe miejsce na nieco tańsze zakupy części do auta, to należy bardzo uważać na podróbki.

Przeczytaj także: Jak wymienić filtr powietrza w Oplu Astrze?

Pomimo tego, że handel online w Polsce znacznie się ucywilizował w ostatnich latach, to wciąż istnieje spore ryzyko nabycia produktu, jaki jedynie przypomina oryginalny. Lista firm produkujących filtry powietrza jest bardzo długa, ponieważ jest to jeden z podstawowych elementów eksploatacyjnych każdego silnika.

Weźmy choćby popularnego VW Passata z silnikiem 2.0 TDI. W ofercie motoneo.pl mamy kilkanaście filtrów powietrza dedykowanych do tego samochodu. Począwszy od budżetowych propozycji w rodzaju produktów firmy Blue Print czy polski Filtron, przez średniej klasy filtry Bosch oraz Champion, skończywszy na wyrobach firmy Purflux czy amerykańskiej firmy Wix Filters.

Zastanawiasz się czy warto wymienić filtr powietrza w Twoim aucie? A może nie masz pewności jak dobrać odpowiednią część? Zasada jest prosta - filtr powietrza winno się wymieniać podczas każdego przeglądu serwisowego (czyli przy wymianie oleju). W regionach o dużym zapyleniu (w Polsce jest to na przykład Górny Śląsk oraz okolice Krakowa) warto rozważyć zmniejszenie interwału wymiany filtra powietrza o połowę.

Krótko mówiąc taki filtr przestaje chronić silnik przed zanieczyszczeniami. Filtry powietrza testowane są na podstawie swojej zdolności do usuwania zanieczyszczeń, określanej za pomocą stopnia separacji.

Jeżeli ten element w Twoim aucie uległ znacznemu zabrudzeniu możesz go oczywiście oczyścić za pomocą sprężonego powietrza, ale...nie ma to większego sensu, zważywszy na to, że nowy filtr do swojego auta kupisz już za kilkadziesiąt złotych. Szczegóły takiej operacji zależą oczywiście od konkretnego silnika, natomiast sama procedura jest bardzo prosta i praktycznie nie wymaga żadnych specjalistycznych narzędzi. Filtr powietrza znajdziemy w specjalnej plastikowej obudowie, zazwyczaj przykręconej na kilka śrub. Wystarczy zdjąć obudowę, wyciągnąć stary filtr (niekiedy blokują go klipsy) oraz włożyć nowy.

Przeczytaj także: Wymiana osłony filtra powietrza w Fiacie 126p

Wpływ Zużytego Filtra Powietrza na Parametry Silnika

Czy zużyty filtr powietrza może mieć wpływ na parametry jednostki napędowej? Zdecydowanie tak! Uszkodzony, źle dobrany bądź niewłaściwie zamontowany filtr powietrza powoduje, że do silnika nie dociera odpowiednia ilość powietrza, co automatycznie podnosi obciążenie (rośnie spalanie) oraz negatywnie wpływa na moc.

I na sam koniec zjawisko, które może się zdarzyć każdemu, a które zdecydowanie świadczy o tym, że z jednostką napędową jest coś nie w porządku. Jeżeli w samym filtrze bądź jego obudowie zauważysz resztki oleju silnikowego, lepiej jak najprędzej oddaj auto do specjalisty!

Filtr Powietrza w Sprężarce Śrubowej

Powietrze z otoczenia zasysane jest przez filtr, następnie przepływa przez regulator ssania wyposażony w zawór regulacyjny dostosowujący się do chwilowego zapotrzebowania na sprężone powietrze. Pracą regulatora ssania steruje zespół elektryczny połączony z przetwornikiem ciśnienia. Do powietrza sprężonego w stopniu śrubowym jest wtryskiwany uprzednio oczyszczony w filtrze olej. Wtrysk oleju zapewnia smarowanie, uszczelnienie i chłodzenie stopnia śrubowego. Mieszanina oleju i powietrza jest sprężona w przestrzeniach pomiędzy wirnikami śrubowymi, następnie przepływa do zbiornika separatora oleju, gdzie wytrąca się większa część zawartego w nim oleju. Ze zbiornika separatora powietrze przepływa przez filtr dokładnego oczyszczania, zawór minimalnego ciśnienia do chłodnicy końcowej, gdzie zostaje schłodzone do temperatury 10 st.C powyżej temperatury otoczenia. Olej gromadzący się w separatorze oleju jest odprowadzany rurką do stopnia śrubowego. Przepływem oleju przez chłodnicę steruje termostat. Filtry ssania i oleju wyposażone są w czujniki zanieczyszczenia.

Rodzaje Filtrów Powietrza

Filtry powietrza stosowane w systemach wentylacyjnych można podzielić na trzy podstawowe grupy: wstępne, dokładne i absolutne. Filtry wstępne są pierwszym etapem filtracji, usuwając z powietrza największe zanieczyszczenia, takie jak kurz czy pył. Chronią elementy systemów wentylacyjnych, takie jak wentylatory i wymienniki ciepła przed uszkodzeniem. Filtry dokładne stanowią drugi stopień filtracji, zatrzymując mniejsze cząsteczki, takie jak drobny pył czy mikroorganizmy. Filtry absolutne to trzeci stopień filtracji, stosowany w miejscach o najwyższych wymaganiach higienicznych, takich jak szpitale, czy laboratoria. Te filtry charakteryzują się bardzo wysoką skutecznością zatrzymywania nawet submikronowych cząstek.

Normy europejskie precyzyjnie określają klasy filtrów w zależności od ich skuteczności. Przykładowo filtry wstępne są oznaczane jako G1-G4, filtry dokładne jako M5-M6 i F7-F9, a filtry absolutne jako H10-H14 (HEPA) lub U15-U17 (ULPA).

Przeczytaj także: Wymiana filtra powietrza w BMW E90 320d krok po kroku

Materiały Filtracyjne

Materiały filtracyjne stosowane w filtrach powietrza to najczęściej włókna szklane, polipropylenowe lub syntetyczne, które zapewniają wysoką skuteczność przy niskim oporze przepływu.

Filtry Workowe: Budowa i Zasada Działania

Spośród szerokiej gamy różnego rodzaju filtrów i odpylaczy coraz popularniejsze stają się filtry workowe jako rozwiązania pozwalające na niemal całkowite zatrzymanie zanieczyszczeń stałych (osiągana sprawność filtracji przekracza 99,9%). Decydując się na takie właśnie urządzenie, trzeba jednak wiedzieć, że pożądany efekt w postaci wysokiej sprawności można osiągnąć jedynie w przypadku, gdy spełnionych zostanie szereg warunków technicznych dotyczących pracy filtra. Warunki, o których mowa dotyczą głównie: rodzaju zastosowanego materiału filtracyjnego, budowy filtra oraz sposobu właściwej jego eksploatacji.

Pierwszym etapem doboru filtra workowego optymalnego dla konkretnych celów powinno być opracowanie założeń charakteryzujących źródło i rodzaj zanieczyszczeń, ilość odpylanego gazu przepływającego przez filtr, jego temperaturę, wilgotność itd. Dane te stanowią podstawę do wybrania odpowiedniej konstrukcji filtra, określenia zasady jego działania oraz doboru właściwego matriału filtracyjnego.

Po wpłynięciu zapylonych spalin lub gazów technologicznych do dolnej części filtra następuje na przegrodzie zmiana kierunku ich przepływu. W pierwszej fazie, właśnie na skutek zmiany kierunku przepływu wytrącane są najgrubsze frakcje pyłu, spadające do leja zsypowego. Następnie spaliny wpływają do przestrzeni z workami filtracyjnymi i przenikają przez materiał filtracyjny do wnętrza worka. Worki mają przeważnie zamkniętą przestrzeń od strony gazu zapylonego i otwartą na wylocie gazu oczyszczonego. Utrzymywane są w stanie napięcia przez kosze wsporcze. W początkowej fazie na powierchni materiału filtracyjnego powstają narosty pyłu, osiada on bowiem na zewnętrznej powierzchni worków. Odpylone spaliny przenikają przez medium filtracyjne worków do ich wnętrza połączonego z wylotem spalin. Konstrukcja filtra z workami ustawionymi pionowo jest rozwiązaniem sprawdzonym o pewnym działaniu.

Regeneracja Impulsowo-Rewersyjna (Jet-Pulse)

Najlepsze wyniki daje indywidualne oczyszczanie każdego worka przez uderzeniową falę sprężonego powietrza o wysokim ciśnieniu tzw. regeneracja impulsowo-rewersyjna (ang. jet-pulse). Strumień czyszczącego powietrza ma za zadanie wywołać nadciśnienie wewnątrz worka filtracyjnego na całej jego długości, w wyniku którego następuje odkształcenie materiału i odrzucenie placka filtracyjnego.

Impuls sprężonego powietrza, kontrolowany przez przekaźnik czasowy sprzęgnięty z zaworem magnetycznym, jest bardzo krótki i zazwyczaj trwa 0,004-0,1 s i powtarzany jest co 10-30 min. Porcja powietrza wtryśnięta w kierunku przeciwnym (rewersyjnym) do przepływu odpylanego gazu, wędrując w dół z ciśnieniem na zewnętrznej stronie fali 250-1000 kPa, powoduje rozdęcie worka i zrzucenie placka pyłu jaki zebrał się na zewnętrznej powierzchni filtracyjnej worka do leja zamkniętego zaworem celkowym.

Bardzo ważne jest tu, aby strumień sprężonego powietrza trafiał centralnie do przekroju worka, dlatego najwłaściwsze jest rozwiązanie, w którym do każdego z worków przypisana jest jedna zamontowana na stałe dysza sprężonego powietrza. Kolejną ważną sprawą dotyczącą regeneracji jest, aby odolejone i osuszone powietrze o ciśnieniu około 0,6 MPa zostało doprowadzone do układu w ilości dostosowanej do ilości, wielkości i częstotliwości strzepywania worków. Regenerację taką w praktyce przeprowadza się dla worków wykonanych z filcu igłowanego.

Prędkość Filtracji

O skuteczności filtracji decydować będzie również jej prędkość. Generalnie, im mniejsza jest prędkość filtracji (czyli zapylony gaz dłużej przepływa przez filtr), tym wyższa jest osiągana skuteczność filtracji spalin. Ograniczenie dolnej wartości prędkości filtracji jest wynikiem uwarunkowań ekonomicznych. Przyjęcie zbyt małej prędkości będzie powodować konieczność znacznej rozbudowy powierzchni filtracyjnej, co zwiększa koszt inwestycyjny urządzenia. Ponadto wraz ze spadkiem prędkości rosną opory przepływu, co przekłada się na wzrost kosztów eksploatacji urządzenia.

Dobór Materiału Filtracyjnego

Poprawna praca filtra uzależniona będzie od wyboru materiału filtracyjnego o parametrach technicznych dostosowanych do obsługiwanego procesu technicznego. Rodzaj materiału worka uzależniony jest od wielkości i kształtu cząstek oraz właściwości fizyko-chemicznych odpylanego gazu. W zależności od obsługiwanego procesu technologicznego materiał filtracyjny o dużej zdolności do zatrzymywania cząstek powinien być odporny na chemiczne działanie strumienia gazu, wpływ temperatury oraz oddziaływanie mechaniczne związane z regeneracją. Wszystkie te właściwości powinny być udokumentowane stosownym certyfikatem dostarczonym przez producenta.

Dzięki stosowaniu coraz doskonalszych materiałów filtry osiągnęły w ostatnich latach bardzo wysoki poziom techniczny. O tym, jak szerokie może być zastosowanie materiałów filtracyjnych świadczy możliwość oczyszczania tą metodą spalin kotłowych.

Konserwacja i Wymiana Filtrów

Regularna wymiana i konserwacja filtrów to kluczowe działania zapewniające sprawność systemów wentylacyjnych, optymalną jakość powietrza oraz długą żywotność instalacji. Okresy wymiany filtrów zależą od rodzaju filtra oraz warunków pracy instalacji. Filtry wstępne należy wymieniać co 3-6 miesięcy, w zależności od poziomu zanieczyszczeń powietrza zewnętrznego.

Procedury konserwacji obejmują kontrolę stanu filtrów, czyszczenie instalacji i regularne sprawdzanie szczelności systemu. Zaniedbanie wymiany filtrów i ich konserwacji może prowadzić do zwiększenia kosztów eksploatacyjnych, obniżenia jakości powietrza oraz uszkodzenia elementów systemu, takich jak wymienniki ciepła czy wentylatory. Regularna kontrola i odpowiednia konserwacja to najlepszy sposób na utrzymanie sprawnego działania systemów wentylacyjnych.

Sprawność czystego filtra zaraz po jego zainstalowaniu jest niższa niż znamionowa i wzrasta w miarę osadzania się na powierzchni filtracyjnej zanieczyszczeń. Warstwa pyłu osadzona na przegrodzie filtracyjnej tworzy tzw. wtórną warstwę filtracyjną. Niemniej jednak wzrastają jednocześnie opory przepływu powietrza. Filtrowanie powietrza chroni centrale wentylacyjne przed zanieczyszczeniem oraz przedłuża czas eksploatacji instalacji wentylacyjnej.

Filtry Elektrostatyczne

Filtr służy do uzdatniania powietrza, jednak na rynku mamy różne rodzaje tego typu elementów wentylacyjnych. Z reguły filtry elektrostatyczne składają się m.in. z elektrod ulotowych, które powodują silną jonizację powietrza. Ich działanie opiera się na wykorzystaniu silnego pola elektrycznego, które jak magnes zbiera wszelkie zanieczyszczenia. Drugą zaletą są niższe straty ciśnienia przepływającego powietrza niż w innych filtrach mechanicznych włókninowych.

Sposób działania filtrów elektrostatycznych wymusza silną jonizację cząstek, a to oznacza produkcje ozonu (O3) oraz tlenku azotu (NOx) powszechnie uznawanych za zanieczyszczenia atmosfery. W wyniku wyładowań koronowych powstają także zakłócenia elektromagnetyczne.

W urządzeniach do skutecznej filtracji wystarczy tylko niewielkie wyładowanie koronowe. To przełomowa technologia dzięki, której negatywny wpływ zjawisk towarzyszących został zminimalizowany. Filtr elektrostatyczny działa na zasadzie elektrycznej aktywacji, a następnie separacji wszelkich zanieczyszczeń. Powietrze wpływające do urządzenia przechodzi przez elektryczny aktywator. W skrócie, to tam następuje elektryzacja zanieczyszczeń oraz aerozoli. W strefie silnego oddziaływania swobodnych ładunków elektrycznych oraz między innymi jonów aktywnego tlenu unieszkodliwiane są drobnoustroje. Następnie, opatentowana i bezpieczna technologia pozwala na bardzo dokładne oddzielenie i gromadzenie w separatorze praktycznie wszystkich cząstek stałych i aerozoli.

Oczyszczacze Powietrza

Oczyszczacze powietrza to urządzenia kompleksowe. Ich głównym zadaniem jest eliminacja z powietrza zanieczyszczeń takich jak: kurz, roztocza, grzyby, a nawet drobnoustroje (bakterie i wirusy). Dodatkowo, często pełnią funkcję jonizatora (wzbogacają powietrze w jony ujemne). Na ich budowę składają się zazwyczaj: gąbka (albo drobna siateczka), filtr węglowy pochłaniający zapachy, filtr hepa lub ulpa, które odpowiadają za pochłanianie drobnych zanieczyszczeń. Typowy oczyszczacz powietrza nie jest drogi, ma niewielkie wymiary i zużywa mało energii. Niestety nie idzie to w parze ze skutecznością urządzenia, które z powodu małych filtrów, oczyszcza powietrze niedokładnie.

Nowoczesne oczyszczacze powietrza wykorzystują w swym działaniu najnowsze technologie. Są o wiele bardziej zaawansowane technicznie od typowych urządzeń tego rodzaju. System filtrowania jest tu bardziej rozbudowany, może składać się nawet z 7 warstw. Zastosowano w nich technologie, dzięki którym oczyszczacz jest wysoce skuteczny w eliminowaniu z powietrza niebezpiecznych dla zdrowia cząsteczek takich jak m.in. alergeny, bakterie, wirusy, grzyby, związki chemiczne (np.formaldehydy). Ich obecność powoduje działanie utleniające, dzięki któremu usuwane są np. związki chemiczne. Dodatkowo, znacznie poprawia funkcjonowanie filtrów fotokatalitycznych urządzenia.

Innym innowacyjnym rozwiązaniem w oczyszczaczach najnowszej generacji jest zastosowanie w nich specjalnej, opatentowanej komory, w której następuje spalanie mikroorganizmów znajdujących się w powietrzu. Pomijając zaawansowane procesy zachodzące wewnątrz nowoczesnych oczyszczaczy powietrza, sposób ich działania jest niemal ten sam, co w przypadku urządzeń klasycznych. Urządzenia nowego typu są o wiele bardziej ekonomiczne. Chociaż są droższe od typowych, koszt ich eksploatacji jest dużo niższy (są energooszczędne, w niektórych modelach nie ma elementów wymiennych). Co jednak najważniejsze, te oczyszczacze mają najwyższą skuteczność działania.

FAQ:

Jakie są najczęstsze problemy ze sprężarkami powietrza?
Zdarzają się m.in. uszkodzenia mechaniczne, zatarcia, pogorszenie się jakości sprężonego powietrza przez zużycie filtrów, zalanie ciekłym czynnikiem chłodniczym, wady fabryczne, rozszczelnienie układu, korozja i inne.
Jak zapobiegać usterkom kompresora?
Przede wszystkim należy regularnie kontrolować sprawność urządzenia i wykonywać jego regenerację. Należy zwracać uwagę na używany olej i systematycznie go uzupełniać, ale nie przelewać. Ważne jest także przestrzeganie zasad wymiany filtrów.
Jak poradzić sobie z awarią sprężarki?
Najlepszym wyjściem jest zasięgnięcie pomocy w renomowanym serwisie kompresorów.

tags: #naprężenia #filtra #powietrza #sprężonego #budowa #zasada