В программе семинара, проведенного в Алматы специалистами группы Motorservice, было рассмотрение устройства и особенностей обслуживания различных фильтров: воздушных, масляных, топливных и салонных, а также фильтров охлаждающей жидкости. Основную, техническую, часть занятия вел Сергей Газетин, а во введении Владимир Суров вкратце рассказал об истории компании.
Воздушные, масляные, топливные фильтры, а также фильтры охлаждающей жидкости служат для очистки материалов, необходимых для надлежащей работы двигателя. Салонный фильтр обеспечивает комфорт и здоровую среду в салоне автомобиля, очищая поступающий туда воздух от пыли, насекомых, пыльцы растений и даже газов. В зависимости от области применения различают следующие типы фильтров:
AC (air cabin) для салона, стандартный;
ACC (air cabin with activated carbon) для салона, с активированным углем;
AD (air dryer) воздухоосушитель;
AP (air panel) воздушный фильтр, панель;
AR (air round) воздушный фильтр, круглый;
CS (coolant spin on) фильтр охлаждающей жидкости;
FC (fuel cartridge) вставка топливного фильтра;
FP (fuel pipe (inline)) прямоточный топливный фильтр;
FS (fuel spin-on) навинчиваемый топливный фильтр;
FX (fuel metalfree) вставка топливного фильтра неметаллическая;
OC (oil cartridge) вставка масляного фильтра;
OH (oil hydraulic) масляный гидравлический фильтр;
OS (oil spin-on) навинчиваемый масляный фильтр;
OT (oil transmission) фильтр трансмиссионного масла для автоматической коробки передач;
OX (oil metalfree) вставка масляного фильтра, неметаллическая;
OZ (oil centrifuge) центробежный масляный фильтр.
Везде, где подвижные детали соприкасаются друг с другом или входят одна в другую, возникает трение, которое следует минимизировать. Эту задачу в автомобилях решают при помощи минеральных или синтетических масел. Масло, как известно, помимо снижения трения и охлаждения двигателя еще и очищает его компоненты. Таким образом, в масле появляются мельчайшие частицы загрязнений, которые захватывает масляный фильтр. При ненадлежащем состоянии масляного фильтра могут пострадать поршневые кольца, коренные подшипники, гильзы и поршни. Итог таков: двигатель теряет компрессию, то есть снижается мощность.
С помощью фильтров из потока масла удаляются пыль, частицы сажи и воды, металлическая стружка. В процессе фильтрации применяются различные физические процессы, например, с действием центробежных, центростремительных или электростатических сил. В фильтрации используются эффекты блокировки и инерции, а также диффузионный эффект.
Фильтрующая среда чаще всего бывает представлена в виде тончайших волокон, расположенных перпендикулярно потоку фильтруемой жидкости или газа. При установке нового фильтра частицы загрязнений сначала осаждаются на поверхности фильтрующих волокон. По мере загрязнения, однако, этот слой утолщается, и площадь свободных пор фильтра сокращается, возникает существенная разность давления в потоке перед фильтром и за ним.
Фильтры должны улавливать микроскопически малые частицы. Для понимания, о каких размерах идет речь, поясним: толщина человеческого волоса составляет около 70 мкм, лейкоцит имеет размер примерно 25 мкм, пыльца растений – 10 мкм, бактерия – 2 микрометра.
Чаще всего в автомобильных фильтрах используется специальная бумага или нетканые материалы. В зависимости от назначения фильтрующие среды различаются по составу структуры волокон и пор, а также по тонкости фильтрации. Три важнейших вида фильтрующей среды – хлопковые, целлюлозные и синтетические волокна. Производители фильтров выдвигают к фильтрующим средам следующие требования: высокая устойчивость к динамическим нагрузкам, невосприимчивость к воздействию воды, моторного масла, картерных газов и топливных испарений, высокая термостойкость. Для придания стабильности фильтрующую среду пропитывают искусственными смолами, а затем подвергают термообработке, но так, чтобы оставить в рабочем состоянии структуру волокон.
Для устройства максимальной рабочей площади фильтрующий материал гофрируют, придавая определенную форму складкам. Эта геометрия позволяет добиться в картридже фильтра грузового автомобиля эффективной площади фильтрации около десяти квадратных метров.
В современных моторах, как правило, используются так называемые сухие воздушные фильтры, которые обеспечивают неизменно высокую степень очистки воздуха во всех зонах нагрузки. Такие фильтры легко обслуживаются и утилизируются, не нанося существенного вреда окружающей среде.
При замене воздушного фильтра необходимо соблюдать следующие правила:
Никогда не менять воздушный фильтр при работающем двигателе.
Убедиться, что при демонтаже старого фильтра в воздушные каналы не попадут частицы грязи.
Выбирать подходящий фильтр, так как иначе из-за различных уплотнительных и пропускных характеристик возможны серьезные повреждения двигателя.
Устанавливать новый фильтр надлежащим образом, согласно указаниям изготовителя.
Перед монтажом протереть крышку и корпус фильтра чистой мягкой ветошью.
Проверить все уплотнения на предмет повреждений. Даже незначительные трещины и деформации могут повлечь сильное загрязнение. В случае обнаружения дефектов нужно заменить уплотнения.
Разместить фильтрующий элемент точно в посадочном месте, при установке крышки следить за тем, чтобы между крышкой и корпусом не было зазора, так как иначе нефильтрованный воздух может попасть в камеры сгорания.
Фильтр ни в коем случае нельзя продувать сжатым воздухом, иначе микроскопически малые частицы грязи запрессуются вглубь структуры фильтровальной бумаги и ее пропускная способность снизится. Кроме того, из-за высокого давления воздуха есть риск порвать фильтровальную бумагу. Во избежание повреждений также не следует выбивать фильтр. Ни в коем случае нельзя устанавливать деформированные фильтры. Если на автомобиле часто ездят по пыльным дорогам, то элемент воздушного фильтра надо менять чаще, чем это предусмотрено для обычных условий.
Наибольшее распространение в сегменте легкового автотранспорта получили плоские панельные фильтры и фильтры цилиндрические или овальные. Они легко меняются в сроки, предписанные автопроизводителем, выпустившим автомобиль. Особую конструкцию имеет панельный фильтр с защитным матом. Помимо фильтровальной бумаги такой фильтр оснащается слоем для грубой очистки.
Современные автомобили оснащаются и салонными фильтрами, которые не допускают внутрь дорожную пыль, пыльцу растений, бактерии и сажу. Помимо того качественный салонный фильтр не допускает попадания в салон машины влажного воздуха и даже ядовитых газовых смесей. Такой фильтр не позволяет в сырую погоду запотевать стеклам. Таким образом, салонный фильтр можно считать средством обеспечения мер безопасного движения. Исследования показали, что без эффективно работающего фильтра концентрация взвешенных частиц в салоне автомобиля может быть в шесть раз выше, чем на открытом воздухе.
В зависимости от модели автомобиля салонный фильтр может быть прямоугольным, цилиндрическим или в форме трапеции, в пластиковом корпусе или без него, с уплотнением из пеноматериала или без. Подача воздуха в салон может осуществляться снаружи либо в режиме рециркуляции – из салона автомобиля.
Фильтрующая среда салонного фильтра может содержать активированный уголь. Такой фильтр задерживает не только твердые частицы, но и вредные газовые смеси. Фильтр с углем способен поглощать или сводить к минимуму неприятные запахи. Следует иметь в виду, что иногда вместо стандартного салонного фильтра можно предложить автовладельцу установку фильтра с активированным углем.
По истечении определенного времени салонный фильтр забивается и больше не может удерживать вредные частицы, тогда его необходимо менять. Автопроизводители считают, что ориентировочно замена салонного фильтра должна осуществляться дважды в год (осенью и весной) или через 15 000 км пробега. Пренебрегать заменой салонного фильтра не стоит, так как скопившаяся там грязь является благоприятной средой для размножения бактерий, грибков и плесени. Салонный фильтр нужно менять и тогда, когда происходит запотевание стекол. Салонный фильтр, так же как и воздушный, не разрешается очищать сжатым воздухом или выбивать.
Чрезвычайно важным компонентом современных систем топливоподачи являются топливные фильтры, предохраняющие систему питания двигателя от различных загрязнений. Частицы размером всего 5–20 мкм вполне могут стать причиной неисправностей современного двигателя, поэтому в топливном фильтре используется более плотный фильтровальный материал и не применяются перепускные клапаны.
По конструкционным особенностям топливные фильтры делятся на обычные и ступенчатые. В первом случае в системе фильтрации может работать два последовательно соединенных одинаковых обычных фильтра, а во втором два разных – фильтр грубой очистки, а за ним фильтр тонкой очистки топлива. Топливные фильтры требуют регулярной замены, так как в случае засорения системы питании снижается мощность двигателя.
Работая с топливной системой автомобиля, следует соблюдать осторожность. Необходимо иметь в виду, что довольно продолжительное время после остановки двигателя система находится под давлением. Мастер при замене фильтра должен скрупулезно соблюдать предписания по монтажу и использовать в работе только штатные инструменты. При монтаже прямоточных топливных фильтров нужно обязательно учитывать направление потока. Оно обозначено стрелкой, направленной от бака к двигателю. При каждой замене топливного насоса необходимо менять и фильтр.
Следует иметь в виду, что фильтр тонкой очистки топлива устанавливается только на сторону нагнетания, после топливного насоса. В противном случае автомобиль может двигаться рывками, может недоставать мощности, могут возникать пропуски зажигания или даже произойти выход топливного насоса из строя.
Фильтры охлаждающей жидкости защищают систему охлаждения двигателя, отфильтровывая загрязнения. Содержащиеся в таких фильтрах присадки в контролируемых дозах подаются в систему охлаждения.
Фильтры мочевины обеспечивают фильтрацию раствора мочевины в современных системах обработки выхлопных газов с катализатором SCR (Selective Catalytic Reduction) и тем самым защищают системные компоненты от износа.
Инородные частицы, попадающие в двигатель с топливом или впускным воздухом, а также образующиеся в двигателе металлические продукты износа улавливаются и удерживаются фильтром моторного масла. Это чрезвычайно важный компонент автомобиля, так как именно он способствует продлению срока службы двигателя. В двигателях с турбонаддувом моторное масло смазывает и турбонагнетатель. Каждый раз при смене масла в двигателе необходимо обязательно менять и масляный фильтр, чтобы избежать поломки мотора или турбины.
- Следует слить моторное масло на прогретом двигателе, чтобы масляный поддон полностью опустел.
- Для откручивания фильтра нужно применять специальные ключи, удалять с мест прилегания все загрязнения и остатки уплотнительных элементов.
- При наличии в конструкции фильтрующих вставок следует основательно очистить корпус, в который они монтируются.
- Следует использовать в работе только новые уплотнения, входящие в комплект поставки фильтра. При повторном применении старого уплотнения герметизация не обеспечивается.
- Смажьте уплотнения моторным маслом. Не смазывайте их консистентной смазкой, так как содержащиеся в ней вещества могут повредить уплотнительные кольца фильтра.
- Не допускайте перекоса фильтра при установке на резьбу.
- Перед затягиванием проверьте все уплотнения на правильность посадки.
- Завинчивайте фильтр только вручную, не используйте никаких вспомогательных средств.
- Проверьте уровень масла.
- Запустите двигатель и проверьте контур циркуляции на предмет утечки на холостом ходу.
Наиболее эффективная фильтрация моторного масла достигается при использовании частичнопоточных фильтров в сочетании с полнопоточными: мельчайшие частицы, которые пропускает полнопоточный фильтр, отфильтровываются частичнопоточным фильтром. Частичнопоточный фильтр обеспечивает интенсивную фильтрацию с высокой степенью очистки. У грузовых автомобилей и строительных машин в качестве частичнопоточного фильтра применяется центрифуга с реактивным приводом (фильтр центробежной очистки масла). Масло, отводимое от основного канала в параллельный канал, течет через полый вал ротора и, соответственно, попадает через отверстия во внутреннюю полость фильтра. Через специально ориентированные выходные сопла масло снова выходит из центрифуги. В этом процессе реактивные силы приводят ротор фильтра в движение. В зависимости от давления и температуры масла частота вращения может достигать от 4000 до 8000 об/мин. За счет возникающих при вращении центробежных сил частицы грязи, находящиеся в масле, притягиваются к внутренней стенке ротора. Там они остаются, пока центрифуга не будет заменена при наступлении следующего предусмотренного срока техобслуживания.
Масляный фильтр может располагаться в основной или параллельной линии циркуляции масла. Деформированный корпус фильтра, вероятнее всего, является признаком проблем с циркуляцией масла. Причиной такого дефекта может быть редукционный клапан масляного насоса, который регулирует давление в системе смазки. В случае заклинивания клапана в системе возникает избыточное давление, деформирующее самую податливую деталь – корпус фильтра.
Из всего вышесказанного ясно, что фильтрация – простой процесс, защищающий от вредного и разрушающего воздействия как людей, так и механизмы. Мастера сервисных станций должны осознавать важность фильтрации и следить за работоспособностью фильтров, соблюдая предписанные сроки замен и правила монтажа. Это позволит механизмам дольше оставаться в рабочем состоянии, а людям – избежать болезней и раздражающих факторов.
Фото редакции