Воздушный фильтр — «легкие» двигателя

Фильтрующие элементы играют важную роль в современном автомобиле и спецтехнике, обеспечивая их соответствие нормам надежности и безопасности. На страницах издания мы уже рассказывали о том, как правильно подобрать масляный фильтр. Сегодня речь пойдет о воздушных фильтрах, заботящихся о том, чтобы двигатель автомобиля работал как можно дольше.

Основные конструкции и материалы

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания, что следует из его названия, состоит в использовании энергии, образовавшейся в результате процесса сгорания топливной смеси. Общеизвестен факт, что грузовику для «переработки» в двигателе 1 л дизтоплива необходимо совместно с соляркой сжечь до 20 м3 воздуха. Причем, чем больше холодного воздуха попадет в двигатель, тем больше мощности выдаст мотор, при условии, конечно, что смешивание топлива с воздухом происходит в строго определенных пропорциях. Необходимые объемы притока очищенного от множества «вредных» частиц воздуха как раз и обеспечивает воздушный фильтр. Поэтому, например, на гоночные автомобили фильтры воздуха чаще всего не ставятся вовсе, но там не идет речь о длительной эксплуатации. В общем же случае в воздухе вокруг автомобиля, а тем более вокруг «представителя» дорожной техники на объектах строительства, находится абразивное облако — сажа из выхлопных газов, взвесь органических частиц, минеральная пыль. Микропыль из воздуха осаждается на стенках цилиндров и, смешиваясь с маслом, с каждым ходом поршня смывается в картер. Высоким содержанием пыли принято считать наличие 200 мг твердых частиц в 1 м3 воздуха, а специалисты компании Cummins Inc. подсчитали, что достаточно накопить в двигателе объем пыли, равный в граммах количеству л. с. двигателя, и последний будет надолго выведен из строя.

Существуют две основные системы очистки воздуха. Это инерционно-масляная, практически не применяемая в современных автомобилях, и очистка воздуха при помощи установки сменных сухих фильтров. Вторая система нашла широкое распространение благодаря созданию высокой степени очистки, обеспечению значительной пропускной способности воздушного потока, а главное, простоте и удобной технологии замены фильтроэлементов практически в любых условиях.

Фильтры для автотранспорта подразделяются, в зависимости от назначения, на легкие, предназначенные для легковых автомобилей, тяжелые — для тяжелой техники, и прочие фильтры, включающие в себя так называемые нулевые фильтры, лабиринтные, спортивные и т. п.

Считается, что высококачественный воздушный фильтр может пропустить не более 1% пыли за всё время ресурсной эксплуатации. Среднестатистический «тяжелый» фильтр в процессе эффективной эксплуатации задерживает 200—300 г пыли в расчете на 1 м3 фильтрующего материала, при этом поры фильтрующего материала способны задерживать частицы, размер которых превышает 40—60 мкм. Вообще, классический воздушный фильтр — это гармошка из фильтровального материала с уплотнителями или крышками по краям. Ресурс фильтра зависит от площади фильтроэлемента. Более жесткие требования к очистке воздуха предъявляются у дизельных двигателей с турбонаддувом, поэтому фильтры к таким моторам, как правило, имеют значительную площадь фильтроэлемента, массивны и конструктивно выносятся за пределы моторного отделения.

Но значительно больше влияет на ресурс материал фильтра. Некоторые производители используют в качестве фильтровального материала чистую целлюлозу. Это самый дешевый материал, и фильтр из такого материала нормально работает до 30 тыс. км пробега, если рассматривать грузовик.

Для грузовой и спецтехники каких-то общих данных о периоде замены воздушного фильтра нет, слишком различны условия эксплуатации. На панели у водителя, как правило, имеется стрелочный прибор или контрольная лампочка, информирующие о необходимости обслуживания фильтра. Применение модифицированной целлюлозы с особым покрытием, повышающим эффективность фиксации, а говоря проще, пропитка целлюлозы различными специальными составами, повышает ресурс фильтра примерно в 1,5—2 раза, т. е. обеспечивает эффективную работу до 50 тыс. пробега. Но наилучшие показатели дает использование гофрированной синтетики переменной плотности, содержащей материалы с электростатическим зарядом. Внешний слой такого материала выполняет функцию фильтра предварительной очистки, увеличивая таким образом ресурс изделия в целом. Синтетические фильтры выдерживают пробег в 100 тыс. км и более, сохраняя высокую пылеудерживающую способность и хорошую сопротивляемость влаге. Правда, стоимость таких фильтров значительно выше целлюлозных, поэтому их широкое применение еще впереди.

Качество воздушного фильтра можно частично определить по внешним признакам. Фильтровальная бумага должна быть уложена равномерно, что позволяет пропускать воздух равномерно по всей поверхности. Гофры не должны быть сжаты или растянуты. Растянутая поверхность быстрее забивается пылью, а сжатая хуже пропускает воздух. Равномерное распределение плис обеспечивает одинаковую воздушную нагрузку на их поверхность. Для правильного осевого расположения плис наружный диаметр фильтровального элемента должен быть прочно приклеен к боковым частям корпуса фильтра. В этом случае исключается вибрация бумаги при прохождении мощного потока воздуха. Вибрация опасна образованием микротрещин на сгибах бумаги, через которые в u1094 цилиндропоршневую группу будет проникать пыль. В тяжелых фильтрах при увеличении высоты фильтровального патрона может происходить слипание смежных гофр. Для предотвращения этого в качественных фильтрах используют специальную очищающую ткань, армирующую смежные складки и позволяющую сохранять геометрию фильтроэлемента в течение всего срока эксплуатации. Надо заметить, что функцией воздушного фильтра еще является снижение уровня входных шумов и предотвращение попадания влаги в двигатель.

Лидеры мирового «фильтростроения»

Спрос на воздушные фильтры, естественно, прямо зависит от развития автопарка. По сути, в 2009 году произошел обвал в продажах российской и импортной строительной специальной техники. Ввоз в страну строительной техники в 2009 году по сравнению с 2008-м по некоторым видам упал более чем в 10 раз. 2010 год показывает определенную стабилизацию ситуации, независимые аналитики рынка спецтехники и Минэкономразвития прогнозируют некоторый рост инвестиций в строительные проекты в этом году. Положительным для «фильтростроителей» является тот факт, что, не получая новой техники, эксплуатационники уделяют больше внимания имеющейся, и объемы поставок фильтров в 2009 году на вторичный рынок упали незначительно по сравнению с 2008 годом.

Одним из заметных «игроков» рынка воздушных фильтров является концерн — производитель фильтрующих систем и элементов Donaldson. Концерн производит более 40 тыс. позиций фильтров, включая фильтры для компьютеров IBM и салонные фильтры для авиации. Технология Ultra-Web, применяемая в фильтрах для спецтехники, при использовании фильтроматериалов на основе равномерно распределенных синтетических волокон малой (по сравнению с целлюлозой) толщины, позволила значительно увеличить степень фильтрации и грязеемкости фильтров. А применение технологии PowerCore позволяет, используя фильтровальные материалы Ultra-Web, увеличивать площадь фильтрации, достигая одновременно снижения сопротивления фильтра воздушному потоку и увеличения в 2,5—3 раза грязеемкости по сравнению со среднестатистическим фильтром. Применение этой технологии позволяет также создавать фильтры нестандартных форм, делать их компактнее. Запатентованная Donaldson конструкция фильтров RadialSeal является наиболее прогрессивной конструкцией кольцевых воздушных фильтров из имеющихся сегодня на рынке.

Фильтры Donaldson закупает Пентагон для обеспечения технических нужд армии США. «На гражданке» продукция Donaldson поставляется в качестве серийных моделей на конвейеры более 40 производителей двигателей, спецтехники и коммерческого транспорта. Это МТЗ, ОАО «КАМАЗ», DAF, Vogele, Liebherr, John Deere, Caterpillar, Deutz, Perkins, Terex, Cummins, Detroit Diesel, Wirtgen, Hitachi, Demag, Komatsu, Volvo, Mitsubishi, Scania, Freightliner, MAN, Bomag, Renault и др.

Другой лидер в области воздушной фильтрации — компания Fleetguard — при производстве фильтров применяет около 300 (!) сортов бумаги. Пропитка бумаги специальными смолами улучшает ее эксплуатационные характеристики. Технология производства собственных материалов Fleetguard предполагает выполнение всех технических норм — размеров и форм волокон, их переплетение и механическую прочность, размеры пор и толщину бумаги. Компанией разработаны специально для эксплуатации при сильной запыленности и в сложных климатических условиях фильтры предварительной очистки Visibowl, самоочищающиеся фильтры предварительной очистки Sy Klone: для работ на строительных объектах, в горнодобывающей промышленности, в сельском хозяйстве. В фильтрах серии Magnum задействовано на 15% больше фильтрующего материала, чем в стандартных вариантах (примерно 15 м2), а также применен специальный полиуретан для повышенного уплотнения на радиальных корпусах.

Эффективность фильтрации воздушных фильтров компании Fleetguard составляет 99,9%. Это соответствует в условиях сильной запыленности попаданию в двигатель 0,2 г/ч пыли. По утверждению специалистов компании, пробег до капитального ремонта грузовика, использующего воздушные фильтры Fleetguard, в 3—4 раза выше, чем аналогичного, но использующего менее эффективные фильтры. Их исследования показали, что при применении фильтра с эффективностью фильтрации 99,5% в тех же условиях запыленности за час работы в двигатель попадет 1 г пыли.

Среди других ведущих производителей отметим компании Mann Filter, Mahle, SCT-Germany, Baldwin, Luberfiner, Wilson. Они вкладывают огромные средства в новейшие конструкторские проекты и научные открытия в области воздухоочистки, на их разработках в дальнейшем основывается производство фильтров во всем мире.

Отечественные производители

По воздушным фильтрам в России насчитывается около 50 производителей. Одним из отечественных лидеров, поставляющим воздушные фильтры на автосборочные предприятия России и стран СНГ, является предприятие ОАО «Автоагрегат» (торговая марка «Ливны»). Оно контролирует значительную часть вторичного рынка воздухофильтров в секторе российских автомобилей. При производстве воздушных фильтров для различных моторов предприятием используются шесть сортов бумаги итальянской компании Ahlstrom, одного из мировых лидеров по производству материалов для фильтров.

Фильтровальные материалы компании Hollingsworth & Vose GmbH (H&V, Германия) и уже упоминавшейся Ahlstrom долгие годы использует другой крупный российский производитель фильтров — концерн «Цитрон». Эта компания выпускает воздушные фильтры под торговой маркой TSN. На международной московской выставке «КомТранс-2010» на стенде концерна были представлены воздушные фильтры для двигателей автомобилей MAN, Volvo, Renault, Caterpillar, Peterbilt, Hyundai, КАМАЗ, МАЗ и др.

Весомую нишу на рынке фильтров и фильтроэлементов занимает ЗАО «ПКФ “Невский фильтр”». Оно входит в отраслевой холдинг, включающий научно-производственное предприятие «Фильтровальные материалы» — крупнейший в нашей стране производитель фильтровальной бумаги для автомобильной отрасли. Используя бумагу российского производства, ПКФ «Невский фильтр» производит фильтроэлементы для отечественных тракторов и экскаваторов, автомобилей «Урал», КамАЗ, БелАЗ, МАЗ, а также Iveco, MAN, Scania, DAF, Howo, FAW и др.

Немалый опыт работы на рынке фильтровальных элементов имеет ЗАО «Ухтомский завод металлоизделий». При производстве его продукции используется бумага немецких фирм JC Binzer и Fibermark Gessner, а номенклатура фильтров охватывает различные модели отечественной автотракторной техники.

Российский рынок фильтров условно можно разделить на три сектора: мировые лидеры из стран Америки и Европы, азиатские производители и российские предприятия. Пока импортная составляющая рынка перевешивает. Значительные объемы поставляет Китай, продукция которого привлекает российского покупателя низкой ценой. Однако в последнее время спрос на дешевые фильтры стал уменьшаться — из-за их низкого качества и малой эффективности. Российский производитель, как видится, должен занять прочное положение между дешевой азиатской продукцией и дорогими брендами, постепенно отвоевывая рынок, борясь с одними конкурентами достойным качеством и ассортиментом, а с другими — более низкими ценами и оперативностью работы, используя отсутствие таможенных барьеров.

Комментарии пользователей

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

Авторизация