Filtr powietrza – wymiana, funkcja, właściwości

Po co stosuje się filtry powietrza?

Oczywistą odpowiedzią na pytanie o cel stosowania filtrów powietrza jest filtrowanie. Te w samochodzie oczyszczają powietrze z tego, co wpada do różnego rodzaju układów i może być przeszkodą w wykonywanej pracy silnika oraz innych elementów, ale także szkodliwe dla zdrowia dla kierowcy i pasażerów, którzy samochodem się poruszają.

Filtr jest niezbędny przed wlotami silnika, by nie dopuścić do uszkodzenia wnętrza jednostki napędowej. Dlaczego? Brud, pył, różne zanieczyszczenia, które stale wirują w powietrzu, trafiając do silnika, mogłyby go uszkodzić, a na pewno znacznie utrudniłyby jego pracę. Ponieważ jest to część bardzo delikatna i musi być w idealnym stanie, by skutecznie pracować, to filtr jest tutaj niezbędny.

Z kolei w przypadku filtra kabinowego mamy do czynienia z czyszczeniem powietrza nie tyle z pyłów i brudu zawartego w tym, którym oddychamy, ile z pyłów i zanieczyszczenia wydobywającego się z pracującego silnika. Oznacza to, że taki filtr jest w stanie powstrzymywać na przykład cząstki pyłu zawieszonego PM10 i wiele innych negatywnie oddziałujących na układ oddechowy.

Jak określa się jakość filtrów?

Dlaczego od jakości filtrów powietrza w samochodzie zależy aż tak wiele? Jak się okazuje, wszelkie pyły i brud są nieustannie podnoszone na wysokość do 0,5 metra od jezdni. To tam znajdują się zanieczyszczenia przemysłowe czy cząsteczki z rozgrzanego asfaltu. I na tej wysokości powietrze wpada do auta, dlatego wybór takiego egzemplarza, który byłby najbardziej wydajny i skuteczny, ma znaczenie. A jak określa się jakość?

Warto zdać sobie sprawę, że zawartość pyłu w powietrzu może dochodzić nawet do 50 mg/m3. Gdyby nie montować w aucie filtra powietrza, to do układu dostałoby się nawet ponad 6 kg pyłu w ciągu roku! Wynika to z tego, że na 1 kg paliwa potrzeba aż 14 kg powietrza, co jest wartością uśrednioną. W związku z tym cały czas zasysane są pyły i bez filtra trafiałyby do jednostki napędowej.

Skuteczność filtra też może być różna. Określa się ją na przykład za pomocą stopnia separacji. Mówi on o tym, jak wiele cząsteczek może być odseparowanych. Filtry poddaje się testom, przez co dokładnie wiadomo, jak skuteczny jest dany materiał użyty w konkretnym egzemplarzu. Chodzi o to, by filtr zatrzymywał jak najwięcej cząsteczek, a jak najmniej przepuszczał.

Kiedy wymieniać filtr w aucie?

Czy filtry kabinowy i powietrza pod maską wymienia się w tym samym czasie? Często nie, bo wiele osób zapomina o tym, który umieszczony jest gdzieś pod schowkiem po stronie pasażera. Jednak także zgodnie z zaleceniami producentów filtry w kabinach mogą dłużej działać bez wymiany niż te, które nie dopuszczają, by powietrze z zanieczyszczeniami przeniknęło do wnętrza pojazdu.

Z kolei filtry powietrza w samochodzie najczęściej wymienia się podczas okresowego przeglądu auta. Robi się to zatem albo do 15-20 tys. km przebiegu, albo po upływie roku. Warto jednak wiedzieć, że zapełnienie filtra może pojawić się wcześniej. Wszystko zależy nie tylko od jego jakości, ale także od tego, w jakich warunkach użytkuje się samochód. 

Jak skonstruowany powinien być dobry filtr powietrza?

Czas na kluczowe dane, czyli na budowę filtra. Oczywiście dobrego filtra. Co to znaczy? Mamy tu na myśli takie egzemplarze, które są w stanie w autach osobowych odseparować nawet do 99,8% zanieczyszczeń. To oznacza, że przepuszczalność pyłów i brudu jest niewielka, związana raczej z cząsteczkami, które bez specjalistycznego sprzętu nie mogą być wyizolowane.

Z czego tworzy się filtry powietrza w samochodzie? Najtańsze egzemplarze powstają z papieru lub z papieru z dodatkiem włókniny. Ich zdolność pochłaniania wynosi średnio ok. 200 g/m3. Niewiele, choć trzeba też pamiętać o takich parametrach jak grubość włókien czy odporność na przebijanie. Droższe modele z włókniny z tworzywa sztucznego lub włókniny nasączonej olejem mają o wiele większą zdolność pochłaniania; w najlepszych egzemplarzach to nawet 1000 g/m3.

Liczy się także sama konstrukcja plis. Optymalne ułożenie pozwoli na zwiększoną powierzchnię, na której zatrzymują się poszczególne pyłki i zanieczyszczenia. Nowoczesne modele filtrów są tworzone z włókien o zróżnicowanej gęstości. Nazywa się to gradientową budową, czyli używaniem ściślej usytuowanych włókien po stronie oczyszczanego powietrza. W ten sposób następuje selektywna separacja cząstek w głąb filtra.

Konstruktorzy muszą brać pod uwagę między innymi układ silnika i innych elementów pod maską samochodu. Ważne jest także użycie danej jednostki napędowej, bo inne potrzeby ma silnik o zapłonie iskrowym, klasyczny benzyniak, a inne silnik wysokoprężny. Inaczej zachowują się jednostki ze sprężarką, a inaczej te wolnossące. Kluczem do właściwego zastosowania filtrów powietrza w samochodzie jest także obudowa. Ma zapewnić prostą wymianę, a jednocześnie wysoką szczelność.