Автофильтры – различные элементы с общей задачей

От состояния чистоты использующихся технических жидкостей и воздуха «жизненно» зависит работа любого транспортного средства, а уж к спецтехнике, с её, порой, сложнейшими условиями эксплуатации, это утверждение относится на все 200%.

Какой фильтр важнее?

Концентрация пыли на дорогах нашего Отечества значительно выше, чем на трассах Европы. Данные замеров говорят о содержании твёрдых частиц на уровне 2-10 мг/м3. Воздушный фильтр, кроме того, что он на 20-25% понижает уровень шума, создаваемого двигателем, служит преградой для проникновения в камеру сгорания двигателя неочищенного воздуха. Плохо отфильтрованный воздух приводит к преждевременному усиленному износу деталей поршневой группы, повышает расход топлива, снижает мощность двигателя. Работая на неочищенном воздухе, двигатель через непродолжительное время обязательно выйдет из строя. Недостаточная фильтрация ведёт к повышенному загрязнению масла.

 

Важная роль масла в двигателе известна: смазывание трущихся поверхностей, уменьшение износа компонентов. Масло отводит тепло, защищает от коррозии, а также очищает двигатель, удаляя и рассеивая различные загрязнения, которые накапливаются и удерживаются в масле в значительном количестве. Сегодня, несмотря на то, что разработано много методов фильтрации масла: магнитный, гравитационный, центрифужный и другие, механические фильтры являются самым популярным видом масляных фильтров. Они устроены таким образом, что удаление нежелательных примесей осуществляется на механической основе. Чаще всего они представляют собой фильтровочные элементы или картриджи, которые в случае чрезмерного засорения заменяются новыми.

Каждый масляный фильтр обычно предназначен для использования с конкретным двигателем, поэтому фильтр конструируют, учитывая габаритные размеры, необходимое оптимальное давление потока фильтруемого масла, требующуюся для эффективной работы пропускную способность. Использование фильтра, подходящего, возможно, по присоединительным размерам, но с другими параметрами, может привести к выходу двигателя из строя. Стабильно же функционирующий масляный фильтр является залогом долговечной и бесперебойной работы двигателя.

 

В топливе, ещё одном объекте фильтрации, присутствуют все возможные виды загрязнений. Это и твёрдые минеральные частицы, и органические загрязнители в виде нагара и смол. Вредные примеси проникают в топливо уже на стадии его производства. Затем их объём в топливе только увеличивается: транспортировка, хранение, даже при заливке в бак в топливо попадает пыль и вода. Уже в топливной системе машины в горючее добавляется ржавчина из топливопроводов, а также нагар и масло, которые просачиваются через зазоры топливного насоса со смазкой. Чтобы противостоять такому мощному загрязнению, очистка топлива в дизельном моторе организована в несколько этапов. Это, как правило, предварительная очистка в топливном баке, грубая в фильтре грубой очистки на линии всасывания, до подкачивающего насоса, и тонкая в фильтре тонкой очистки в линии нагнетания.

Сегодня на рынке существуют различные комбинированные фильтры-модули, в которых в одном корпусе имеется сменный фильтрующий элемент для очистки от механических примесей, а также осуществляется подогрев топлива в зимних условиях и вмонтирован узел сепарации воды.

 

Распространение использования в дизельных двигателях системы впрыска Common Rail потребовало ещё большей степени очистки, чем это было необходимо для обычных двигателей с механическим управлением впрыска. В системе Common Rail используются топливные насосы, создающие очень высокое давление. Самым чувствительным узлом к воздействию абразивных частиц является плунжерная пара. Механические примеси в виде песка или глинозёма могут образовывать риски и царапины на поверхностях трущихся пар. Засорение сопел форсунок, имеющих диаметр, равный сотым долям мм, может затруднить подачу топлива. В связи с этим, попадание пыли в топливо становится просто недопустимым.

Вода, в основном, ухудшает смазывающие свойства топлива. Изнашивается направляющая игла распылителя, нарушается её подвижность. По исследованиям МАДИ, обводнённость топлива более 0,05% по массе уже вызывает износ и нарушение подвижности иглы распылителя. 85% поломок топливной системы происходит в связи с недостаточно очищенным дизтопливом.

По ГОСТу 14146-88, являющемуся нашим нормативным документом по эффективности топливных фильтров, показателем «номинальной тонкости отсева», т. е. размером частиц, улавливание которых фильтром должно составлять 95%, для дизельных двигателей принят размер частиц 5-7 мкм. По тому же ГОСТу, полнота отделения воды, содержащейся в дизтопливе, должна составлять для фильтров разных категорий 50-80% от массы всей воды. По зарубежным стандартам содержание воды в дизтопливе, после ее отделения в фильтре-отстойнике, не должно превышать 0,03%.

 

Фильтровальная бумага – главный элемент фильтра

Сегодня, в массовом производстве автотранспортных фильтров, производитель, как правило, использует один фильтровальный материал для выпуска и воздушных, и масляных фильтров, и топливных фильтров тонкой очистки. В большинстве случаев материалом этим является фильтровальная бумага, пропитываемая или не пропитываемая полимерным композитом.

Сама бумага, в большой мере, состоит их целлюлозы. Целлюлоза далеко не однородна по составу. В зависимости от вида и сорта древесины, целлюлоза может быть длинноволокнистой и коротковолокнистой, волокна могут значительно отличаться по толщине. Само структурное расположение волокон друг относительно друга, с системой внутренних «каналов» и пор, может быть различным в разных сортах целлюлозы. В лучших образцах фильтровальной бумаги в её состав могут входить до 6 различных типов волокон целлюлозы.

Фильтровальная бумага – очень специфический материал. Кроме свойства «тонкой» очистки различных материалов, эта бумага не должна терять своих свойств в значительном тепловом диапазоне, прочность её не должна снижаться даже в агрессивной среде горячего масла, а отсеянные включения должны надёжно удерживаться и т. д.

Во второй половине ХХ века в состав фильтровальной бумаги стали вводить синтетические волокна, которые существенно улучшили показатели фильтрации, а также изменили свойства бумаги, особенно в части придания армирующих свойств, прочности.

 

Производитель спецтехники Komatsu, выпускающий ещё и фильтры для своей и аналогичной ей техники, вообще целлюлозу не использует. Дело в том, что, например, целлюлозный маслофильтр при фильтрации удерживает почти 99% твёрдых частиц с размером зерна более 30 мкм и только 30% частиц с размером более 10 мкм. А фильтры Komatsu, с фильтрующим материалом из полиэфирных волокон и адгезивных полимеров, крупные частицы удерживают на уровне целлюлозных фильтров, но частицы с размером 10 мкм и выше отделяют в 2 раза эффективнее.

Топливные фильтры предварительной очистки Komatsu, имеющие функцию водоотделения, благодаря синтетическому наполнителю, очень эффективно задерживают частицы пыли крупнее 10 мкм. А сменные элементы тонкой очистки топлива, благодаря революционному составу фильтровального материала, рассчитаны на удерживание частиц размерами выше 2 мкм. Для сравнения, толщина человеческого волоса равна 50 мкм, а Ø2 мкм соответствует размеру бактерий.

Интересна разработка компании Mann + Hummel. Разработанный многослойный фильтрующий материал Miltigrade, по утверждению компании-разработчика, значительно эффективнее целлюлозных фильтров отделяет воду, задерживает более 90% частиц 3-5 мкм. На рынке фильтров есть и другие инновационные материалы и разработки, но целлюлозные фильтры ещё очень распространены, главным образом, в силу низкой стоимости.

 

Бумага, из которой состоит целлюлозный фильтр, многослойная. Причём слои, которые первыми «воспринимают» фильтруемый материал, будь то воздух или масло, имеют большую пористость, чем слои, расположенные во втором и третьем «эшелоне». Таким образом, фильтрация происходит постепенно, оставляя в каждом слое всё более и более мелкие включения. Такая фильтрация получила название объёмной. Зная это, становится ясно, что, продувая компрессором выработавший ресурс фильтр, можно «выдуть» то, что задержал только верхний слой бумаги фильтра, отфильтрованное же внутренними слоями так и останется навсегда в них.

Промывать фильтры тем более не стоит, хотя кому-то это может показаться действенным. Во-первых, промыв масляный фильтр, мы удалим, как и при продувке, в лучшем случае некоторое количество частиц, задержанных верхним слоем, а во-вторых, рискуем растворить пропитку, особенно это касается фильтров китайских и некоторых отечественных недобросовестных производителей. Лишённый пропитки, такой фильтр в дальнейшем будет пропускать при работе чуть ли не всё подряд.

Пропитка сегодня – необходимый технологический этап. Ведущие мировые производители фильтровальной бумаги, а их два – американская компания Hollingsworth и итальянская Ahlstrom, – уделяют огромное внимание поискам новейших составов. В частности, сегодня и Ahlstrom, и Hollingsworth используют многокомпонентные полимерные вещества, состав которых не разглашается.

Не так давно для каждого элемента фильтрации, будь то топливо или моторное масло, ведущие производители разрабатывали и применяли отдельные составы пропитки. Но сегодня, идя по пути упрощения, а главное, удешевления технологии, существуют и применяются универсальные составы, которые при пропитке ими обеспечивают высокие показатели для фильтров всех автокомпонентов. В частности, при использовании силиконовой добавки в составе пропитки бумага всех фильтров приобретает водоотталкивающие свойства.

Кстати, также для снижения себестоимости производства фильтров сегодня исключена из техпроцесса термообработка, которая ранее обязательно следовала за процессом пропитки бумаги и требовала жёсткого соблюдения режима, а некачественная термообработка существенно снижала потребительские свойства бумаги.

На закупаемой импортной технике всё чаще можно встретить установленный для очистки воздуха в кабине салонный фильтр. Этот фильтр в целом мало чем отличается от воздушного, только между слоями фильтрующей бумаги имеется прослойка активированного угля, который, благодаря своей пористой структуре, отлично поглощает запахи и дымы, не допуская их к лёгким водителя.

Что можно обнаружить при осмотре?

Что можно установить при визуальном осмотре? В общем-то, немного, поскольку большей частью даже некачественная фильтровочная бумага мало чем отличается от бумаги высокого качества.

Прежде всего, если при внимательном изучении поверхности бумаги фильтра, уже поработавшего некоторое время, обнаруживается коробление, а бумага меняет свою гладкость, то это означает, что таким образом на бумагу влияет влага, и пропитка либо не производилась совсем, либо не отвечает водоотталкивающим требованиям.

Косвенным признаком низкого качества пропитки может служить и бледный цвет самого фильтрующего материала. Это, скорее всего, значит, что бумага если и пропитывалась, то с нарушениями технологии.

«Кричащие» признаки фильтра низкого качества – трещины, пусть самые незначительные, в местах сгибов гофры. Гофрирование является одним из необходимых условий для получения качественной фильтрации. Оно увеличивает площадь фильтрации и придаёт большую жёсткость бумажной конструкции. Сами гофрированные складки укладываются равномерно, с совершенно одинаковым шагом 1,5-2 мм. Для соблюдения этого условия в технологии производства имеется специальная операция, т. н. «придавка». Если складки легко «открываются», уложены неравномерно, а тем более с шагом 3-4 мм или более, то бумага обязательно ляжет неровно, и линии перегибов через небольшой период эксплуатации поменяют «геометрию», вплоть до зигзагообразного вида. Подобные явления свидетельствует о том, что с одной стороны, производитель хотел сэкономить на количестве укладываемой в фильтр бумаги, а значит уменьшить площадь фильтрации, а с другой – констатирует плохую работу оборудования при изготавливании.

Крайние, замыкающие складки гофры должны быть надёжно и герметично сфальцованы, т. е. соединены вместе при помощи металлической накладки. При некачественном соединении во время эксплуатации образуются щели, которые существенно снижают уровень фильтрации.

Приобретая новый воздушный фильтр, надо также обратить внимание, прилегает ли приобретённый элемент к корпусу. Если прилегание неполное, то за счёт «подсоса» 30-35% воздуха будет попадать в двигатель неочищенными, а это недопустимо.

Важно помнить, что для дизельного двигателя требуется более тонкая очистка, в частности, масляный фильтр для дизеля задерживает гораздо более мелкие частицы, чем аналогичный фильтр для карбюраторного двигателя. Для изготовления бензиновых масляных фильтров применяется более пористая, более дешёвая бумага. Известны случаи, когда недобросовестные производители использовали её для изготовления фильтров, реализуемых затем как фильтры масла для «дизелей».

В процессе эксплуатации бумага фильтра подвергается интенсивному воздействию фильтруемой субстанции. Но, поскольку, постепенно поры заполняются твёрдыми частицами, выделенными при фильтровании, транспортное средство ощутимо теряет мощность на 5-10%, а сопротивление прохождению фильтруемого воздуха или масла растёт. Для сохранения формы фильтр имеет каркас, который и противостоит потере внешнего вида. Обычно это трубка из тонколистовой перфорированной стали.

Но если предполагается, что спецтехника будет работать в условиях сильной запылённости, например, в карьере, или самосвал будет задействован на вывозе строительного мусора или перевозке сыпучих грузов, создающих пылевые облака вокруг машины, специалисты утверждают, что необходимо устанавливать воздушные фильтры с усиленным каркасом. Усиленный используется фильтр или нет, можно определить, если заглянуть в опорную трубку. Внутри центральной опорной трубки фильтра должны быть вварены дополнительные распорные кольца, а сама трубка, чаще всего, цельнометаллическая, изготовленная путём навивки стальной полосы шириной 100-150 мм на стальной сердечник. Усиленные фильтрэлементы, конечно, стоят дороже обычных, но и бумага в них используется более пылеёмкая, поэтому прослужит такой фильтр при эксплуатации на дорогах общего пользования значительно дольше, чем рядовой, стандартный.

Важно также обратить внимание на верхнюю и нижнюю крышки фильтр-элемента. Они должны быть надёжно, в 8-12 местах, приварены точечной сваркой к внутренней трубе. Торцы гармошки фильтра приклеиваются к верхней и нижней крышкам специальным клеем, обеспечивающим герметичность.

Подделку, всё-таки, практически всегда можно отличить от оригинала по качеству бумаги и деталям внешнего оформления, но повышенное гидравлическое сопротивление и малый ресурс невозможно определить визуально. Зачем рисковать? Приобретая у проверенного продавца фильтр компании, которая дорожит своей репутацией, вы обеспечите себе уверенность в том, что работаете на чистом топливе, двигатель ваш смазывается чистым маслом, а «дышит» чистым воздухом.

Николай Днепров

Комментарии пользователей

Извините, но у Вас не достаточно прав для добавления комментария.

Авторизация