admin / 10.11.2018

Фильтрующий элемент воздушного фильтра

Эволюция воздушных фильтров: тканевые, проволочные, с маслом и водой

Двигатель внутреннего сгорания любит чистоту и точность. И важным фактором обеспечения высокого ресурса и стабильности работы является чистый воздух для приготовления горючей смеси. Исторически первой машиной с фильтрующим элементом перед карбюратором считается Packard Twin Six 1915 года, но не спешите отдавать ему все лавры. История вопроса куда интереснее.

Пыль крайне нежелательный элемент для мотора. Попадание даже небольшого ее количества приводит к ускоренному износу цилиндро-поршневой группы, клапанов, загрязнению карбюратора и быстрому старению масла. В общем, пыль нужно исключить, и создатели даже первых моторов прекрасно это понимали. Но почему до 1915 года не создавали машин с серийными фильтрами?

Собственно, история фильтра как отдельного элемента действительно начинается с 1915 года, когда он появился как обязательная деталь на передовом Packard Twin Six. Этот люксовый автомобиль с мотором V12 был оснащен передовой системой питания — карбюратором с падающим потоком и жиклерами и системой батарейного зажигания. Собственно, именно новый карбюратор и послужил причиной, по которой машине потребовался воздушный фильтр. На более ранних автомобилях воздушный фильтр был вовсе не обязательной частью конструкции.

Packard Twin Six с двигателем V12 образца 1915 года из-за сложной системы впуска стал первым автомобилем, получившим воздушный фильтр как обязательное оборудование

При умеренном загрязнении воздуха неплохим фильтром выступал сам карбюратор. Тогда в моде были конструкции, крайне далекие от того, что мы видели на «Жигулях» и «Волгах». Очень распространенный и удачный карбюратор F.W. Lanchester с фитильным испарением обладал функцией фильтрации воздуха: пыль задерживалась в смоченных бензином фитилях и попадала в топливный бак, откуда регулярно вымывалась в процессе технического обслуживания. Схоже устроенные конструкции с поверхностным и фитильным испарением также обладали способностями к фильтрации воздуха, которых хватало для двигателей тех времен.

И только с появлением карбюраторов с поплавковой камерой постоянного или переменного сечения диффузора потребовалось применить отдельный воздушный фильтр, чтобы предотвратить загрязнение жиклеров смесительной системы. И даже в этом случае карбюратор зачастую очищал воздух. Тяжелые фракции связывались с топливом и на конструкциях с восходящим потоком удерживались от попадания во впускной трубопровод, а потом стекали в воздушный фильтр или задерживались в масляных отложениях — моторы без сальников клапанов и с маслонаполненными фильтрами имели «мокрый» от масла впуск.

При необходимости работы преимущественно в условиях высокого загрязнения, например в двигателях танков или тракторов, применяли опционные воздушные фильтры. Так, тракторы компании Caterpillar с 1910 года при необходимости могли оснащаться фильтром на заводе. Разнообразие конструкций начала века достаточно велико, но можно выделить несколько основных типов. Во-первых, фильтрация через ткань, проволоку или бечевку с масляной пропиткой. Как видите, предки современных «нулевиков» имеют солидный возраст. Сменные бумажные фильтры «мокрого» и «сухого» типа тоже появились очень давно. Фильтрация воздуха между стальными пластинами и сеткой, смоченными маслом, метод более грубый, но для больших моторов при слабом загрязнении воздуха достаточно действенный. И наконец, инерционная фильтрация в «сухом» и «мокром» вариантах, с водой и маслом.

Большинство конструкций имели в своем составе сразу несколько технологий, так, инерционная фильтрация центробежного типа сочеталась с фильтрацией сменным бумажным элементом, смоченным в масле, как на уже упомянутом Packard. В 1922 году на машинах Rickenbacker впервые применили «сухой» воздушный фильтр с одноразовой бумажной вставкой. Впрочем, одноразовость была довольно условная: каждые 500 миль фильтр рекомендовалось чистить, а ресурс до замены составлял около трех тысяч миль.

Не удивляйтесь, что одноразовые фильтры применяли на таких дорогих машинах. Более дешевые, например Ford Model T, который выпускался до 1927 года, фильтров не имели вообще — они даже не были предусмотрены конструкцией. И только на Ford Model A в качестве опции стали предлагать «сухой» сменный фильтр Air-Maze для карбюратора Zenith. Однако большая часть машин до конца 30-х этой детали конструкции так и не получила. А вот в послевоенные годы доступ к технологиям фильтрации стал массовым и большинство машин в США получили сменные бумажные фильтры в качестве штатного оборудования.

Для грузовой техники в условиях преобладающих грунтовых дорог и при недостаточно развитой инфраструктуре обслуживания популярностью пользовались фильтры инерционного типа, не требующие частой смены специальных фильтрующих элементов. Подобные конструкции получили широкое распространение и в Европе, с ее малыми тиражами техники, умеренным климатом и хорошими дорогами. Для работы большинства подобных конструкций требовались лишь масло, вода или другая жидкость. Иногда второй ступенью фильтрации выступал моющийся фильтр на основе тканевого или бумажного элемента.

Для тракторов и военной техники применялись те же технологии, но в заметно усиленном виде. Так, обычные центробежные фильтры заменялись на более компактные и производительные типа «мультициклон», представляющие собой батарею фильтрующих инерционных фильтров малого размера, а тканевые фильтрационные материалы заменялись на короба с металлической проволокой в масле, которые были намного долговечнее и при большом расходе масла обеспечивали не худшее качество.

Вот как описывается конструкция фильтра типа «мультициклон» на танке Т-44А в книге М. Коломийца «Наследники „тридцатьчетверки“»: «Воздухоочиститель состоял из корпуса с приваренным к нему бункером, кассеты с проволочной набивкой (так называемой «канителью»), лючка для высыпания пыли из бункера и прижимных пластин, крепящих кассету».

Такая конструкция требовала очистки кассеты каждые 10–12 часов работы двигателя. Для столь тяжелых условий эксплуатации на дизельном моторе — результат вполне приемлемый. На грузовых автомобилях, предназначенных для движения по асфальтовым и усовершенствованным покрытиям, интервалы обслуживания составляли 15–30 часов, а в привычных большинству из вас единицах измерения — от 500 до 1000 километров.

Постепенно конструктив фильтра пришел к виду, вполне привычному для тех, кто застал автопром 70-х годов. В цилиндрический корпус воздух поступает через щели или патрубок на внешней части, внутри поток разворачивается на 180 градусов над зеркалом масляной емкости и проходит через короб с металлической проволокой или синтетическим шнуром, который пропитан маслом, масло за счет капиллярного эффекта поднимается снизу фильтра.

Потоки воздуха организованы так, что воздух закручивается вокруг центральной оси цилиндра, а забор осуществляется в центре. Такая схема срабатывает как еще одна ступень фильтрации, на этот раз инерционно-центробежная. Эффективность достаточно высокая, особенно на тяжелых и плотных частицах. Обслуживание несложное: промыть бензином в тазике, залить пол-литра масла и снова ездить. Повторять каждые 300–500 моточасов, а при движении по грунтовым дорогам — в два-три раза чаще. Например, для ГАЗ-21 интервал обслуживания составлял 3000 километров, где-то раз в 100 часов. Для машин 60–70-х годов — вполне приемлемые сроки технического обслуживания.

Вытеснение масляно-инерционных фильтров сменными бумажными элементами произошло в первую очередь на легковых автомобилях, производимых в США. Такие преимущества бумажных фильтров, как отсутствие обслуживания в процессе работы, независимость качества фильтрации от положения относительно горизонта, простота замены и малая стоимость изготовления, подкрепляемые малым сопротивлением потоку, позволили сделать так, что мощные моторы оказались востребованы. А единственный недостаток заключался в необходимости регулярной замены фильтров.

Сетчатый воздушный фильтр

В Европе, где уровень жизни был ниже, а торговые сети не столь хороши, масляная фильтрация продержалась дольше. А в СССР, который старался делать машины, способные ездить веками при наличии рядом небольшой мастерской и с постоянным дефицитом какой-нибудь мелочи, от инерционной фильтрации стали отказываться только после демонстрации успешного массового использования сменных элементов на «Жигулях».

Впрочем, инерционная фильтрация сдаваться не собирается. Мультициклоны и просто лабиринтные фильтры применяют не только на тяжелой технике, но и в обычных легковушках. Присмотритесь к конструкции корпуса воздушного фильтра на вашей машине — вполне возможно, что вы обнаружите и элементы инерционной фильтрации воздуха, что позволяет увеличить ресурс сменного бумажного элемента.

Источник: https://dvizhok.su/parts/evolyucziya-vozdushnyix-filtrov-tkanevyie,-provolochnyie,-s-maslom-i-vodoj

Воздушные фильтры

Воздушные фильтры очищают поступающий в карбюратор воздух от пыли, что имеет существенное значение для уменьшения износа деталей двигателя.

В системе питания автомобильных двигателей устанавливают инерционно-масляные (ЗИЛ-130, ГАЗ-53А, ГАЗ-51А) и сухие («Москвич-412») фильтры.

Инерционно-масляный воздушный фильтр

Инерционно-масляный воздушный фильтр:

1 — барашковый винт;
2 — барашковая гайка;
3 и 9 — входной и выходной патрубки;
4 — патрубок отбора очищенного воздуха для компрессора пневматического привода тормозов;
5 — фильтрующий элемент;
6 — корпус;
7 — направляющее кольцо;
8 — масляная ванна.

Инерционно-масляный фильтр состоит из корпуса с входным и выходным патрубками и помещенного внутри корпуса фильтрующего элемента с набивкой из смоченного маслом капронового волокна или тонкой металлической проволоки. Входной патрубок и фильтрующий элемент крепят к корпусу фильтра винтом 1 и гайкой 2. Выходной патрубок 9 соединяют с воздушным патрубком карбюратора. Нижнюю часть корпуса 6 фильтра заполняют маслом до метки на корпусе.

Воздух, поступающий в фильтр, движется вниз между корпусом и фильтрующим элементом. Дойдя до направляющего кольца 7, поток воздуха резко меняет направление и устремляется вверх. При этом воздух очищается от крупных частиц пыли, которые, продолжая по инерции двигаться вниз, оседают в масле. Проходя далее через смоченную маслом набивку фильтрующего элемента, воздух очищается от мелких частиц пыли и через выходной патрубок фильтра направляется в карбюратор.

Воздушный фильтр с сухим фильтрующим элементом

Воздушный фильтр с сухим фильтрующим элементом:

1 — корпус;
2 — сменный бумажный фильтрующий элемент;
3 — крышка;
4 — барашковая шпилька;
5 — входной патрубок;
6 — патрубок системы вентиляции картера.

В сухом фильтре воздух очищается от пыли, проходя через фильтрующий элемент, состоящий из сетчатого металлического каркаса, в котором помещен рулон свернутой в несколько слоев специальной пористой бумаги.

Впускной и выпускной трубопроводы, глушитель

Впускной трубопровод двигателей 3M3-53, A3ЛK-412 и ЗИЛ-130 отлит из алюминиевого сплава и имеет двойные стенки. Пространство между ними образует рубашку подогрева, через которую проходит из рубашки охлаждения головки цилиндров в радиатор жидкость, циркулирующая в системе охлаждения двигателя. Благодаря такому подогреву горючей смеси, движущейся по впускному трубопроводу, хорошо испаряется содержащееся в ней топливо и улучшается процесс сгорания смеси в цилиндрах двигателя.

У всех указанных моделей двигателей впускной трубопровод крепят к боковой поверхности головки цилиндров, где расположены окна каналов, ведущих к впускным клапанам (у V-образных двигателей этот трубопровод находится между рядами цилиндров — в «развале» блока цилиндров). 

Выпускной трубопровод отливают из чугуна. Его крепят к головке цилиндров со стороны, противоположной впускному трубопроводу. К выходному патрубку выпускного трубопровода присоединена приемная труба глушителя. У V-образных двигателей каждый ряд цилиндров имеет отдельный выпускной трубопровод 15 (смотрите рисунок Схема системы питания карбюраторного двигателя).

Устройство для подогрева горючей смеси двигателя ГАЗ-51

Устройство для подогрева горючей смеси двигателя ГАЗ-51:

а — устройство трубопроводов; б и в — схемы действия заслонки, регулирующей интенсивность подогрева смеси;

1 и 4 — прокладки; 2 и 6 — впускной и выпускной трубопроводы; 3 — направляющая втулка; 5 — шпилька; 7 — окно; 8 — заслонка; 9 — сектор.

У двигателя ГАЗ-51, имеющего нижнее расположение клапанов, впускной и выпускной трубопроводы укреплены совместно на одной стороне блока цилиндров, причем горючая смесь подогревается во впускном трубопроводе не жидкостью, а теплотой отработавших газов, движущихся по выпускному трубопроводу.

Тонкая стенка участка впускного трубопровода 2 под патрубком, к которому крепят карбюратор, нагревается снизу отработавшими газами, поступающими к стенке через окно 7 выпускного трубопровода 6. Сверху на нее направляется поток горючей смеси из карбюратора через втулку 3.

Интенсивность подогрева смеси у двигателя ГАЗ-51 регулируют вручную поворотом заслонки 8. При вертикальном ее положении поток отработавших газов отклоняется в сторону тонкой стенки впускного трубопровода, сильно подогревая ее. Если заслонка установлена горизонтально, основная часть потока отработавших газов направляется мимо тонкой стенки и интенсивность подогрева смеси уменьшается.

На наружном конце валика заслонки установлен штампованный сектор 9 с надписями «Зима» и «Лето», закрепляемый в нужном положении шпилькой с гайкой. Наибольшая интенсивность подогрева получается при установке против шпильки надписи «Зима», наименьшая — при установке против шпильки надписи «Лето».

При жидкостном подогреве горючей смеси его интенсивность изменяется автоматически в зависимости от температуры воды в системе охлаждения двигателя.

Глушитель шума выпуска отработавших газов (смотрите рисунок Схема системы питания карбюраторного двигателя) представляет собой коробку из листовой стали, в которой помещена труба (у V-образных двигателей — две трубы) с отверстиями и перегородками, делящими пространство вокруг трубы на несколько полостей. Действие глушителя основано на постепенном расширении, уменьшении скорости и ослаблении пульсации струй отработавших газов, удаляемых в атмосферу.

«Автомобиль», под. ред. И.П.Плеханова

  • Неисправности в системе питания карбюраторных двигателей
  • Обслуживание системы питания карбюраторного двигателя
  • Промывка и заправка воздушных фильтров
  • Ограничители максимального числа оборотов коленчатого вала
  • Топливные баки
  • Подача топлива к карбюратору
  • Назначение и взаимодействие приборов, узлов и деталей системы питания
  • Устройство карбюраторов К-126Б, К-126Н, К-88А и К-22Г
  • Карбюратор К-126Н двигателя АЗЛК-412
  • Карбюратор К-22Г двигателя ГАЗ-51

Источник: https://www.carshistory.ru/avtomobil/sistema_pitaniya/sistema_pitaniya_karburatornogo_dvigatelya/1041.html

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*