Papierowy Filtr Powietrza: Budowa i Zasada Działania
- Szczegóły
Filtr powietrza to kluczowy element układu dolotowego silnika spalinowego, odpowiedzialny za oczyszczanie zasysanego powietrza z zanieczyszczeń. W gruncie rzeczy jest to element bardzo prosty i mający niespecjalnie wyszukane zadanie - oczyścić powietrze dostarczane do silnika.
Powietrze, nawet to pozornie czyste, wdychane na łonie natury, ma w sobie sporo zanieczyszczeń. I nie mówię tu wcale o zanieczyszczeniach chemicznych, jak tlenki azotu czy, ogólnie mówiąc, smog. Chodzi o najzwyklejsze pyłki i kurz, których w metrze sześciennym powietrza potrafi być średnio około grama. Nawet tak pozornie niewielkie ilości nie powinny znaleźć się w silniku.
Budowa Filtra Powietrza
Filtr powietrza składa się z obudowy i umieszczonego w niej materiału filtracyjnego. Obudowa, często wykonana z poliuretanu, pełni również funkcję uszczelki dla materiału filtracyjnego. Dokładność przylegania obudowy ma kluczowe znaczenie dla jakości filtracji. Obudowa wykonana jest z poliuretanu, stanowiąc jednocześnie uszczelkę dla materiału filtracyjnego. Od dokładności jej przylegania do tego ostatniego zależy jakość filtracji zasysanego powietrza - dopuszczalna maksymalna utrata powietrza przez nieszczelności wynosi 200 cm³/min w przedziale temperatur od -40 do +100 st.
Obudowa filtra powietrza projektowana jest z uwzględnieniem dostępnej przestrzeni montażowej oraz w taki sposób, aby wymiana wkładu była jak najłatwiejsza. Wymagana jest również wysoka szczelność obudowy, aby zapewnić w jej wnętrzu jednostajny przepływ powietrza. Obudowa powinna również ograniczać możliwość zasysania wody wraz z powietrzem, ponieważ nie zostanie ona zatrzymana przez filtr i dostanie się do silnika.
Materiały Filtracyjne
Podstawowym materiałem stosowanym w większości filtrów montowanych w pojazdach jest papier na bazie celulozy z różnymi dodatkami, nasączony dodatkowo żywicami. Podstawowym materiałem stosowanym w większości filtrów jest papier na bazie celulozy z dodatkami, nasączony żywicami. Papier filtracyjny charakteryzuje się zagięciami, które zwiększają powierzchnię filtracyjną bez powiększania rozmiarów filtra.
Przeczytaj także: Filtr powietrza - czyszczenie
Plisowanie jest zabiegiem celowym, zwiększa bowiem powierzchnię filtracyjną bez zwiększania rozmiarów filtra. Plisowanie zabezpieczone jest przed deformacją za pomocą nitki kleju. Dodatkowo w celu zwiększenia chłonności filtrów, na płaskich powierzchniach papieru filtracyjnego wykonywane są specjalne przetłoczenia. Dzięki nim pomiędzy plisami pojawiają się szczeliny, w które wnikają i są zatrzymywane zanieczyszczenia.
Istotne jest także optymalne ułożenie materiału filtracyjnego w plisy, dzięki czemu zapewniona jest duża powierzchnia filtrująca. Odpowiednio ułożone plisy podpierają się wzajemnie i są odporniejsze na zlepianie. Dla wydłużenia okresu wymiany filtra stosuje się włókninę o zróżnicowanej gęstości włókien.
Gradientowa budowa filtra polega na użyciu ściślejszej włókniny po stronie oczyszczonego powietrza. Tak zróżnicowana ścisłość pozwala na stopniową i selektywną separację cząstek w głąb medium filtracyjnego. Włókna gradientowe w porównaniu ze standardowymi papierowymi odpowiednikami na bazie celulozy separują zanieczyszczenia lepiej o ok. 50 proc.
Zasada Działania Filtra Powietrza
Zasada działania filtra powietrza opiera się na mechanicznym zatrzymywaniu zanieczyszczeń zawartych w powietrzu zasysanym do silnika.
Filtry Suche
W filtrach suchych powietrze przepływa bezpośrednio przez materiał filtracyjny, który zatrzymuje zanieczyszczenia. Skuteczność filtracji zależy od rodzaju i jakości materiału filtracyjnego.
Przeczytaj także: Jak działa przewód filtra powietrza?
Filtry Mokre
W filtrach mokrych medium filtracyjnym jest olej, który pokrywa filtr. Zanieczyszczenia przyklejają się do oleju, a następnie osadzają się na dnie obudowy filtra.
Wymiana Filtra Powietrza
Filtry powietrza należy wymieniać zgodnie z zaleceniami producenta danego pojazdu, ale zależnie od środowiska, w jakim porusza się pojazd. Filtr powietrza wymieniany jest zazwyczaj podczas okresowego przeglądu samochodu, który w zależności od modelu odbywa się zazwyczaj po przejechaniu 15-30 tys. km.
Zapełnienie filtra może jednak nastąpić wcześniej i zależy to nie tylko od warunków eksploatacji, ale także od jakości filtra. W samochodach intensywnie eksploatowanych filtr powinno się wymieniać co ok. 20 tys. km. Jeśli przebiegi są stosunkowo niewielkie, zaleca się wymianę filtra co 2-3 lata. Po takim czasie zaczyna się on kruszyć.
Warto pamiętać że częste wymiany wkładów filtracyjnych poprawiają jakość jakość sprężonego powietrza na wyjściu. Podstawowym zadaniem filtra jest oczywiście oczyszczanie powietrza niezależnie od warunków eksploatacji. Musi być on więc odporny na duże wahania temperatury, wilgoć, olej silnikowy czy wysoką pulsację powietrza.
Wpływ Filtra Powietrza na Pracę Silnika
Skuteczne filtrowanie powietrza to oczywiście konieczność dla utrzymania silnika w dobrej kondycji, ale to niejedyne, czego wymaga się od filtrów w motocyklach. Równie istotne jest, by w jak najmniejszym stopniu ograniczały przepływ powietrza. Im więcej bowiem trafi go do silnika, tym skuteczniejsze będzie wykorzystanie dawki paliwa, a co za tym idzie - znacznie lepsze osiągi i niższe spalanie.
Przeczytaj także: Jak wybrać filtr Hiflofiltro do Yamaha?
Konstrukcja filtra jest kompromisem między zdolnością zatrzymania zanieczyszczeń a jego przepustowością. Dobry filtr powinien także redukować hałas ssania. Przy projektowaniu filtra istotny jest szereg czynników charakterystycznych dla konkretnego modelu samochodu, w którym będzie on używany. Inne jest bowiem zapotrzebowanie na powietrze w silniku o zapłonie iskrowym, inne w silniku wysokoprężnym, doładowanym sprężarką bądź wolnossącym.
Niewłaściwa filtracja prowadzi więc do przedostania się pyłu do silnika, a w rezultacie do oleju oraz zużycia np. pierścieni tłokowych, gładzi cylindrowej, łożysk turbosprężarki itd.
Zanieczyszczenia Powietrza a Filtracja
Kluczową, ponieważ wpływ na filtrację mają także inne elementy, jak chociażby obudowa filtra czy jego umiejscowienie, ale o tym później. Ważna jest świadomość, jak wiele pracy ma do wykonania filtr powietrza w przeciętnym samochodzie osobowym. Powietrze atmosferyczne jest bowiem zanieczyszczone głównie drobinami unoszącymi się z wierzchnich warstw dróg oraz pyłami przemysłowymi.
Największe natężenie zapylenia utrzymuje się na wysokości ok. 0,5 m, czyli w miejscu gdzie znajdują się w samochodzie otwory do zasysania powietrza. Zawartość pyłu w powietrzu może wynosić średnio od 0,2 do 50 mg/m3. Zależnie od warunków panujących na drodze może być ono oczywiście większe. Sprawdźmy, ile pyłu mogłoby przedostawać się do silnika, gdyby nie filtr powietrza.
Jeśli przyjmiemy, że na 1 kg paliwa potrzeba 14 kg powietrza (wartość ta może się różnić w zależności od stosowanego paliwa, rodzaju wtrysku itd.), czyli 10,8 m3, a samochód rocznie przejeżdża 20 tys. km, to przy średnim zużyciu paliwa równym 8 l/100 km do jednostki napędowej może przedostać się nawet 6,2 kg pyłu przez rok!
Rodzaje Filtrów Powietrza
Wyróżnia się filtry suche (powietrze przechodzi przez materiał filtracyjny) oraz mokre (medium filtracyjnym jest olej pokrywający filtr).
Oprócz standardowych filtrów papierowych, istnieją również inne rodzaje filtrów powietrza, takie jak:
- Filtry wstępne
- Filtry dokładne
- Filtry liniowe
- Filtry sportowe (panelowe i stożkowe)
Czyszczenie i Konserwacja Filtrów Powietrza
Wymiana oraz czyszczenie filtrów powietrza i paliwa należy do stałych punktów w harmonogramie prac każdego ogrodnika. Rozróżniamy dwa rodzaje filtrów powietrza w silnikach - gąbkowy lub papierowy. Ten pierwszy możemy wyprać w ciepłej wodzie z dodatkiem szarego mydła lub delikatnego detergentu. Czyścić możemy go jednak tylko pod warunkiem, że wkład nie jest uszkodzony lub mocno wyeksploatowany. Trzeba mieć jednak na względzie, że wymiana każdego filtra na nowy jest i tak tylko kwestią czasu. Zakup akcesorium to jednak koszt zaledwie kilkunastu-kilkudziesięciu złotych.
Nigdy nie czyśćmy filtra sprężonym powietrzem. To mogłoby spowodować przedostanie się zanieczyszczeń do wnętrza silnika i trwale go uszkodzić! Filtr papierowy można oczyścić, opukując delikatnie jego powierzchnię lub odkurzając go. Trzeba jednak robić to ostrożnie, ponieważ łatwo może on ulec uszkodzeniu. Zabrudzone filtry papierowe najlepiej jednak od razu wymienić na nowe.
Sportowe Filtry Powietrza
Sportowy filtr powietrza należy do niepozornych podzespołów eksploatacyjnych, których montaż może przynieść spore korzyści. Zauważalny wzrost mocy czy dynamiki to pierwsza z nich. Kolejną może być też ograniczenie zużycia paliwa. Brzmi paradoksalnie? Ale tylko na pozór, ponieważ stożkowy lub panelowy filtr powietrza zwiększa ilość tlenu dostarczanego do komory silnikowej, w porównaniu do filtrów tradycyjnych, co przekłada się na zwiększenie wydajności.
Panelowe Filtry Powietrza
Filtr panelowy cieszy się sporą popularnością zarówno ze względu na właściwości, jak i łatwość montażu. Wkładka sportowa filtra powietrza (to też spotykana nazwa) montowana jest w miejscu zwykłej, fabrycznej. Bez konieczności żadnych przeróbek czy stosowania adapterów.
Wspominając o cenach sportowych wkładek filtra powietrza, trzeba nadmienić, że najdroższe są modele wielokrotnego użytku. Czyli te, które można samodzielnie czyścić i regenerować.
Stożkowe Filtry Powietrza
Jeśli ktoś szuka czegoś innego i godzi się na montaż z wykorzystaniem adapterów, to z pewnością doceni stożkowe filtry powietrza (znane też jako airboxy). Mimo że zamiana stożkowego filtra powietrza wydaje się łatwa, warto zlecić ją profesjonalistom.
Podsumowanie
Filtr powietrza, choć często niedoceniany, odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu prawidłowej pracy silnika. Regularna wymiana i dbałość o jego stan to inwestycja w długowieczność i niezawodność pojazdu.
tags: #papierowy #filtr #powietrza #budowa #zasada #działania
