Триада «Чистое масло, чистый воздух, чистое топливо» – основа здоровья и долголетия ДВС. О фильтрации масла мы писали здесь: https://dzen.ru/a/Zr77mOlYTiavtsf8. Сегодня побеседуем о второй составляющей триады – чистом воздухе для мотора.
Шесть кило пыли!
Возьмем двигатель бюджетного легкового автомобиля усредненной мощности – скажем, 90 л.с. По данным немецкого исследователя М. Дурста («Фильтрация в автомобилях», изд. Munchen, 2005 г.) за 10 лет эксплуатации такой двигатель стремится поглотить до 6,2 кг пыли.
Но г-н Дурст приводит эту пугающую цифру для ухоженных немецких дорог. У нас с этим сложнее. Природная запыленность дорог несравненно выше, к тому же наши ветра приносят не только мягкую лёссовую пыль, но и беспощадную кварцевую – жесткий абразив, крайне опасный для прецизионных пар трения. А рвение дорожников с их бесконечными ремонтами и реконструкциями лишь усугубляет положение. Кто из нас не ездил этим летом через облака строительной пыли!
Как именно страдает двигатель
Прежде чем встретиться с топливом для образования горючей смеси, воздух проходит несколько сочленений воздуховода. Если эти сочленения будут негерметичными, в двигатель попадет нефильтрованный воздух. И тогда даже самый лучший фильтр станет бесполезным – часть воздуха его просто-напросто обойдет.
Причина появления «обходного пути» банальна: небрежный монтаж воздуховода после того или иного ремонта. Или износ сочленений вследствие частого монтажа-демонтажа. О таких «мелочах» почему-то забывают, и напрасно. Расплатой становятся пыль и грязь внутри мотора.
Загрязнения, попадающие с воздухом в камеру сгорания, резко ускоряют абразивный износ гильз, поршней и поршневых колец. Грязь откладывается и в канавках поршней. Там она смешивается с моторным маслом, образуя консистенцию, близкую по свойствам к абразивной пасте.
Излишне напоминать, что для нормальной работы поршня кольца должны быть подвижны. Но при загрязнении их подвижность начинает играть на руку износу. Судите сами: поршневые кольца двигаются вместе с налипшей «абразивной пастой» и постепенно истираются. Их высота уменьшается, а кольцевые канавки при этом расширяются.
Основной износ, спровоцированный загрязнениями, происходит на верхней торцевой поверхности колец. А по радиусу поршневые кольца изнашиваются благодаря ухудшению свойств масляной пленки на поверхности гильзы. Из-за той же грязи нормальные режимы смазки здесь сменяются полусухим трением – особенно вблизи верхней мертвой точки поршня.
В итоге возникает комплексный (торцевой и радиальный) износ поршневых колец, а за ним – снижение компрессии и увеличение зазора между кольцами и цилиндром. И вот вам результат: при каждом ходе поршня начинается заброска моторного масла в камеру сгорания и резкое увеличение его расхода на угар. Кроме того, неочищенный воздух вызывает неорганическое загрязнение масла, способствующее его старению.
Но износ деталей, старение и угар масла – это еще не все. Грязь оседает на датчике массового расхода воздуха, сбивая с толку блок управления двигателем. И пошло-поехало: нарушается дозировка топлива, возрастает аппетит мотора, увеличивается токсичность отработавших газов.
Хорошо, что он есть
К счастью, на пути зловредной пыли стоит воздухоочиститель с фильтрующим элементом. Кроме собственно фильтрации, воздухоочиститель выполняет функции глушителя шума при всасывании воздушной массы, а в бензиновых моторах и регулятора температуры горючей смеси.
Системы очистки воздуха для автомобильных двигателей бывают разные. Когда-то на большинстве автомобилей стояли инерционно-масляные воздухоочистители. И сегодня на наших дорогах можно встретить старенькую «Волгу» ГАЗ-24 с таким узлом. Его называли «кастрюлей», и мороки с ним было немало – периодическая замена масла с очисткой масляной ванны, промывка набивки… Кто помнит, тот оценит. Однако инерционно масляные системы честно отработали свой век и заслужили долю уважения.
Мы же остановимся на самом распространенном сегодняшнем варианте – воздухоочистителе со сменным сухим фильтрующим элементом.
Каркас фильтрующего элемента
Любой воздушный фильтр, будь то круглый или панельный, не имеет корпуса в привычном понимании. Фильтрующая штора в нем заливается полимерным составом, который после застывания выполняет две функции: служит каркасом изделия и обеспечивает уплотнение в воздухоочистителе.
Когда-то каркас делали из пластизоля. Но он быстро терял эластичность, уплотнительный ободок затвердевал и трескался, и фильтроэлемент переставал работать – воздух шел под «скукожившийся» уплотнитель в обход шторы.
К счастью, все это в прошлом. На смену пластизолям пришли полиуретаны. Эти современные эластомеры превосходят «коллег» по прочности, износостойкости, устойчивости к воздействию бензина, масла и кислот. Они газонепроницаемы и долго не стареют.
Фильтрующая штора
Штора делается из высокопористой, пропитанной специальными смолами бумаги. Пропитка нужна, чтобы предохранить штору от размокания при попадании на нее влаги. В шторе и происходит собственно очистка, после чего воздух продолжает свое движение в двигатель.
Для гофрирования шторы требуется специальное весьма сложное оборудование. И еще важно, какую именно бумагу использует производитель фильтра. Если это бумага от компаний Hollingsworth&Vose или Ahlstrom, вообще замечательно, и вот почему. Это настоящие «бумажные империи», разрабатывающие фильтровальные материалы практически для всех отраслей человеческой деятельности.
В последние годы на фильтровальном рынке наблюдается экспансия китайских производителей – это особенно чувствуется на специализированных выставках. И фильтровальную бумагу многие из китайских компаний делают сами. Насколько она хороша в сравнении с европейской или американской, судить не беремся. Но если провести аналогию с автомобилями, кое-какие предположения сделать можно.
Штора из синтетики
Некоторые компании, работающие в дорогом сегменте рынка, используют синтетические фильтровальные материалы. Они хороши тем, что совмещают высокую пылеудерживающую способность и хорошую сопротивляемость влаге.
Но, как показала практика Испытательного центра продукции автомобилестроения ФГУП «НАМИ», далеко не всем производителям удается сделать качественные воздушные фильтры с синтетической шторой. Нередки случаи пропуска пыли в двигатель после короткого времени работы.
Все дело в формировании волокон оптимального размера и правильном их сочетании, В частности, материал синтетической фильтрующей шторы должен включать комбинации тонких и ультратонких волокон.
Сказанное не означает, что сама идея синтетической шторы плоха. Просто эти технологии требуют особенно тщательной проработки, которая под силу только крупным производителям фильтров с развитой научно-технической базой. Поэтому дешевые синтетические фильтры лучше не покупать.
Секреты и советы
Внешний вид изделия – можно ли по нему судить о качестве? Оказывается, можно. Рассмотрим хрестоматийный круглый фильтрующий элемент.
Лидеры рынка не боятся продемонстрировать аккуратную, геометрически правильную укладку. И количество гофр тоже. А еще важно знать следующее. В некоторых фильтроэлементах заливка выполняется полиуретанами двух видов: каркас формируется из жесткого материала, а уплотнение – из мягкого. Поэтому не удивляйтесь, что они по-разному будут реагировать на «пальпацию» – это нормально.
Не гонитесь за фильтром с белым пояском, так называемым предочистителем - ведущие производители «упразднили» его еще в 90-х годах прошлого века. Бумаги сейчас другие, не то, что десятилетия назад, потому предочиститель современному фильтру не нужен. В лучшем случае он окажется просто бесполезным, вроде Неуловимого Джо, в худшем – снизит ресурс фильтроэлемента. Ведь предочиститель изготавливают из недорогих нетканых материалов, зачастую не предназначенных для фильтрации.
Да, некоторые фирмы его устанавливают. Но это не более чем заигрывание с рынком. Потребитель привык – дадим ему предочиститель. Кстати, поясок поможет скрыть небрежное гофрирование – но это уж так, к слову...
Что касается элементов панельного типа, штора у них особая, так называемая карманная. Важно, чтобы карманы эти не были «бездонными», сквозными, что, к сожалению, встречается у недобросовестных производителей. Проверяется это легко: надо согнуть панельный элемент и посмотреть его на свет – бракованные карманы тут же «заблестят», проявятся.
Иногда приходится слышать или читать о каких-то приоритетных расцветках каркаса: дескать, такой-то цвет хорошо, а такой-то – плохо. Подобные заявления свидетельствуют либо о некомпетентности «эксперта», либо о рекламном подтексте. На самом деле, краситель на физические и эксплуатационные характеристики полиуретана не влияет. Цвет может быть «визитной карточкой» производителя, составной частью товарного знака, средством защиты от подделок – но никак не самостоятельным аргументом в спорах о качестве.
Мы привыкли к сетке на панельном фильтре. Это усилитель, страховка. Поток воздуха может затянуть слабую штору в недра воздухоочистителя, но сетка не позволяет этого сделать.
Критерий работоспособности
Эффективность воздушного фильтра характеризуется средним коэффициентом пропуска пыли. Другой важный показатель – это предельное сопротивление засасываемому воздуху.
По мере засорения фильтрующего элемента его сопротивление воздушному потоку растет, а количество поступающего воздуха уменьшается. В определенных режимах это может привести к обогащению смеси и неполному ее сгоранию. При этом мгновенная мощность двигателя снизится, а расход топлива и концентрация токсичных веществ в отработавших газах увеличатся.
Таким образом, предельное сопротивление воздушного фильтра – это граница, после которой фильтрующий элемент из помощника превращается во врага.
Конечно, водителю не нужно знать численных значений предельного сопротивления фильтра. Ему лишь необходимо вовремя менять фильтрующие элементы.
Но чаще не значит лучше!
А теперь интересное! Значит ли сказанное выше, что воздушный фильтр надо менять как можно чаще? Нет, и вот почему.
Есть образное и весьма информативное выражение «Пыль чистит пыль». Его ввел в обиход специалист НАМИ Анатолий Забрянский. А суть в следующем.
Посмотрим на график, полученный при испытании фильтрующего элемента на моторном стенде. Из него видно, что коэффициент пропуска пыли в начале работы достаточно высок – 2,5-4,5%. Потом он снижается до значения 1%.
Объясняется это тем, что пыль, оседая на волокнах фильтрующего материала, сама создает дополнительный фильтрующий слой. Пыль действительно начинает чистить пыль, и фильтр довольно быстро выходит на режим максимальной эффективности. После этого за весь рабочий цикл коэффициент пропуска пыли не превышает 1%.
Вот почему не следует менять фильтрующий элемент слишком часто. Ведь при каждой замене вы будете получать период работы с повышенным пропуском пыли. Зачем он вам – этот период? Пусть короткий, но безусловно не полезный для двигателя. Не лучше ли просто соблюдать интервалы замены, рекомендованные в мануале к автомобилю?
Умелое обращение с «воздушником»
Многие производители «расходников» выпускают инструкции – как мастеру работать с тем или иным видом продукции. Не остались в стороне и воздушные фильтры.
Смотрим: нельзя продувать фильтр сжатым воздухом и выбивать его. А еще – устанавливать фильтр в воздухоочиститель, если каркас или штора деформированы. Причины понятны: при продувке или «выколачивании» частицы грязи могут забить поры, а то и надорвать штору. А деформированный фильтр направит поток воздуха в обход фильтрующей шторы.
И напомним еще раз: замена и еще раз замена. Вовремя! А если «забить» на рекомендации, последствия будут печальными. И эта фотография как нельзя лучше иллюстрирует сказанное.
О путевке в жизнь
Прежде чем попасть на рынок, воздушные фильтрующие элементы получает сертификат. Но сначала проходят испытания на моторном стенде.
А теперь интересная подробность для вашей эрудиции. За рубежом для приготовления испытательной пыли используется песок из пустыни штата Аризона (США). Это оговорено в стандартах ISO, поэтому европейские лаборатории ввозят его из-за океана. А тем временем наш кварцевый песок по абразивным свойствам агрессивнее американского, имеющего мягкие примеси. И гораздо дешевле.
Использованы материалы «БИГ Фильтр», MANN+HUMMEL, MS Motorservice и архивы автора ©
