… и что будет двигателю, если ездить без воздушного фильтра.
Пожалуй, сначала ответим на вторую часть вопроса. Коротко: езда без воздушного фильтра — самый быстрый и надежный способ убить мотор. Без разницы, дизельный это ДВС или бензиновый. Просто дизель проживет меньше. Сейчас все объясним.
Все помнят рекламу фирменных моторных масел, которые защищают, очищают, продлевают и так далее. Поправочка: если масло «соответствует нормативам» по вязкости, чистоте и т.д. и т.п.
Как работает двигатель без воздушного фильтра
Представьте цилиндропоршневую группу двигателя: гильза с хонингованной поверхностью + поршень с компрессионными и маслосъемным кольцами. Между этой парой трения есть зазор. Небольшой, к примеру, у новых дизелей он составляет 30…50 мкм, у бензиновых ДВС меньше. Во время работы в нем создается масляный клин, «содержимое» которого и должно чистить, защищать, предотвращать и далее со всеми остановками.
Запускаем наш мотор. В цилиндры поступает «забортный» воздух или «готовая» топливо-воздушная смесь, неважно. Важно, что в этом воздухе содержится пыль — взвесь из твердых минеральных и «мягких» органических веществ. Смесь эта у нас благополучно «взрывается». Органика печально сгорает, оставляя после себя золу. Минералы остаются сами собой. Расширяющийся газ толкает поршень, а вместе с ним во все стороны радостно несутся твердые частицы и зола. А поскольку наш гипотетический мотор работает без воздушного фильтра, вся пыль, что вы «видите» на графике ниже, летит в движок.
Большая часть, конечно, уйдет в выхлоп. Но какое-то количество осядет на поверхности гильзы, а какое-то под «напором» 9…29 атмосфер все равно «нырнет» в зазор между поршнем и цилиндром и «залипнет» в масляном клине. Еще часть «просочится» через лабиринт канавок между цилиндром и его кольцами с продуктами сгорания. Сначала, конечно, страдают кольца.
Гипотетически при возвратном движении поршень должен вытолкнуть эту пыль и сажу. Он так и делает, но… 30-50 микрон, помните? Еще раз смотрим на рисунок выше и видим, что ВСЕ «городские» частицы запросто способны проникнуть в зазор. Даже с учетом «минус толщина пленки»… На которую они и «налипнут». Согласно различным данным, в двигателе «остается» 0,5…2 % пыли, попавшей с воздухом. Да, она уйдет с маслом в картер. Но в то короткое время, которое находится в цилиндре, «шлифует» поверхности. Со временем (с увеличением зазора между гильзой и поршнем) в масло будет попадать все больше и больше пыли.
Но ведь есть масляный фильтр. Да. В следующей публикации мы расскажем, что происходит маслом. Пока обозначим следующее: вместо масла очень скоро в магистраль смазки начинает поступать этакая паста ГОИ на жировой основе. Представьте, какой эффект этот «состав» оказывает на все «смазываемые» элементы моторной установки.
Заметим, что скорость износа элементов двигателя прямо пропорциональна количеству абразивных частиц, размер которых равен или больше толщины масляной пленки. А когда поршень находится в высшей точке при «взрыве» в верхней зоне цилиндра масло вообще выгорает. Эксперты считают, что пыль, попадающая в ДВС извне — главный источник загрязнения «внутренней среды» моторной установки твердыми частицами. Первой страдает цилиндро-поршневая группа.
Что будет с двигателем без воздушного фильтра
Насколько наши «пугалки» — пугалки.
Согласно расчётам инженеров Cummins, ресурс двигателя «по пыли» — 1 г на 1 л. с. То есть мотору мощностью 100 л. с. достаточно «хапнуть» 100 г пыли, чтобы «умереть». А движку в 500 лошадок потребуется полкило. Кстати, заметим, что двигатели Cummins очень «ресурсные», некоторые способны ходить до 15 тыс. моточасов до капремонта. А вдруг расчет касается именно этих моторов? Тогда для большинства остальных все еще грустнее.
Качественный воздушный фильтр отекает ~99 % пыли. Просачивается самая мелкая. А теперь давайте подсчитаем, сколько двигатель проработает без воздушного фильтра.
- Согласно СанПиН среднесуточное количество взвеси (пыли) в воздухе не должно превышать 0,15 мг/м3.
- Двухлитровый двигатель с объемным КПД 85% при частоте вращения коленвала в 6000 об/мин «пропускает» через себя 0,167 м3 воздуха за 1 секунду, т.е. более 600 кубометров за час работы.
- За час в двигатель попадет 90 мг пыли.
- Допустим, мощность нашего двигателя — 150 л. с. Т.е. ему достаточно «хапнуть» 150 г пыли.
- Мотор должен проработать аж 1 666 часов или почти 70 суток.
Но на самом деле этого не будет. Хотя бы потому, что мы взяли среднесуточное нормативное значение. В мае этого года реальные цифры во многих городах в разы превышали эту норму. И это лишь «официальные» данные. К примеру, в Хабаровске фиксировали 31 мг/м3. В таких условиях в наш гипотетический двигатель за час поступит 18,6 г пыли, и проработает он без воздушного фильтра всего-навсего 8 часов.
Кстати, турбированные моторы «умрут» быстрее. Потому что у них объемный КПД может превышать 100 %. А дизельные ДВС потребляют еще больше воздуха, т.е. еще быстрее вырабатывают «ресурс по пыли».
Хотите узнать, сколько проработает без фильтра ваш мотор? Вот вам формула для расчета количества пропускаемого воздуха:
- MAF — массовый расход воздуха, кг/с;
- VE — объемная эффективность в десятичной форме (например, для ДВС с объемным КПД 85 % значение равно 0,85);
- Vd — объем за цикл всасывания, м³;
- ρ — плотность воздуха, кг/м³;
- RPM — частота вращения коленвала, об/мин;
- 2 — коэффициент, показывающий, что в 4-тактном двигателе цилиндр всасывает воздух каждый второй оборот;
- 60 — преобразование об/мин в об/с.
Конечно, серьезные превышения концентрации пыли все же исключения, а не правило, если верить мониторингу и результатам различных исследований. Впрочем, если им верить, оказывается, что концентрация пыли на перекрестках с интенсивным движением транспорта чуть ли не меньше, чем на остановках. В следующий раз расскажем, как дела обстоят за городом. А пока…
…резюмируем.
1. Можно ли ездить без воздушного фильтра? Можно. Но не долго. Особенно если в воздухе много пыли.
2. Что будет без воздушного фильтра? Мотор «умрет», его придется или ремонтировать (в лучшем случае), или выбросить. 3. Для чего нужен воздушный фильтр? Чтобы мотор отработал хотя бы заявленный ресурс.
#воздушный_фильтр_для_чего_нужен #что_будет_без_воздушного_фильтра #можно_ли_ездить_без_воздушного_фильтра