Powody stosowania filtrów w pojazdach i maszynach

O ile pierwsze pojazdy i maszyny których źródłem napędu jest silnik spalinowy wyposażone były w najprostsze filtry oleju(potem dołączyły do nich filtry powietrza i filtry oleju), to współczesne pojazdy z uwagi na wymagania techniczne, zaostrzone przepisy ochrony środowiska, a także zapotrzebowania klientów na rozwiązania dotyczące komfortu, wyposażone są w różne i kompleksowe rozwiązania systemów filtracyjnych. We współczesnym samochodzie osobowym można spotkać nawet osiem  różnych rodzajów filtrów, a w samochodzie ciężarowym ponad piętnaście.

Przeznaczenie i funkcjonowanie każdego z tych filtrów lub systemów filtracyjnych jest inne dlatego poniżej opisujemy najważniejsze z nich.

Filtry powietrza

Jak wykazały liczne badania największy wpływ na zużycie eksploatowanych pojazdów i maszyn napędzanych silnikami spalinowymi mają substancje stałe znajdujące się w powietrzu potrzebnym do spalania. Zanieczyszczenia te jeżeli nie zostaną zatrzymane w filtrze, powodują w pierwszej kolejności zużycie pierścieni tłokowych, gładzi cylindra, gniazd oraz przylgni zaworów, a te które nie zostały spalone lub usunięte ze spalinami (a jest ich ok.20%) spłukane przez olej dostają się do układu smarowania silnika powodując następne szkody w tym układzie.

Dla przykładu podamy w oparciu o przeprowadzone przez nas testy oraz te opisane w literaturze technicznej, że podniesienie sprawności filtra powietrza z 99 do 99.9[%] spowoduje siedmiokrotne zwiększenie trwałości silnika.

Filtry paliwa

Zanieczyszczenia paliw w silnikach gaźnikowych powodują zatykanie przewodów i dysz gaźnika, a zanieczyszczenia stałe, które dostają się z mieszanką do komory spalania powodują podobnie jak zanieczyszczenia powietrza intensyfikację zużycia ściernego elementów silnika. W przypadku silników benzynowych jak i silników Diesla z układami wtryskowymi następuje również zużycie precyzyjnych elementów aparatury wtryskowej tzn. wtryskiwaczy oraz pomp wtryskowych.

Dla przykładu podamy wyniki testów które wykazały, że dzięki zastosowaniu filtrów paliwa o stopniu filtracji 5[um], trwałość elementów tłoczących aparatury wtryskowej zwiększyła się z przeciętnych 2 tyś. do 10 tyś. godzin pracy.

Filtry oleju

Zanieczyszczenia znajdujące się w oleju bardzo niekorzystnie wpływają na pracę silnika ponieważ powodują: scierne zużycie współpracujących elementów silnika, zatykanie kanałów układu smarowania, zakleszczanie zaworów w prowadnicach, tworzenie nagarów na pierścieniach, gniazdach i zaworach silnika i itp.

Jak pokazały badania najwięcej uszkodzeń elementów silnika powodują są cząstki stałe znajdujące się w oleju o wielkości 15 do 30[um], jak i mniejsze o wielkości 5 do 7 [um]  Kolejne badania wykazały, że wzrost ich ilości od 1% do 10% powoduje pięciokrotny wzrost zużycia współpracujących części silnika.

Osuszacze powietrza

Ten rodzaj filtrów ma zastosowanie w hamulcowych instalacjach pneumatycznych głównie samochodów ciężarowych i autobusów. Ich zadaniem jest pochłanianie wilgoci znajdującej się w zassanym przez sprężarkę powietrzu. W wyniku zmian ciśnienia i temperatury wilgoć skrapla się na wewnętrznych ściankach instalacji powodując korozję metalowych przewodów, zaworów, elementów siłowników. Niebezpiecznym zjawiskiem jest możliwość zamarzania wody w zimie, co może doprowadzić do unieruchomienia hamulców pojazdu. Tak więc prócz bezpieczeństwa podróży filtr ten może wydłużyć żywotność elementów instalacji nawet czterokrotnie.

Filtry cieczy chłodzącej

Stosowane są w silnikach wysokoprężnych samochodów ciężarowych, autobusów i maszyn roboczych, a ich zadaniem jest filtrowanie płynu chłodzącego silnik z zanieczyszczeń stałych jak i  zapobieganie degradacji tego płynu powodującej wydzielaniem się kamienia. Znajdujący się wewnątrz filtra i rozpuszczający stopniowo inhibitor korozji skutecznie ochrania przed korozją wszystkie elementy tego układu.

Filtry hydrauliczne

Są ważnym elementem układów stosowanych w motoryzacji (np. automatyczne skrzynie biegów, hydrauliczne wspomaganie układu kierowniczego) jak i poza nią. Od czystości cieczy zależy prawidłowe funkcjonowanie układu, trwałość jego elementów, narażonych na wysokie ciśnienia, ścieranie oraz erozję spowodowaną zjawiskiem kawitacji.

Filtry klimatyzacyjne

Filtry te oczyszczają powietrze pobrane bezpośrednio znad drogi i wtłoczone przez układ klimatyzacji lub wentylacji do wnętrza samochodu. W obecnym czasie klimatyzacji nie traktuje się już jako luksus ale jako element bezpieczeństwa. W czasie podróży w upalne dni pojawiające się uczucie zmęczenia, senność, katar senny obniżają refleks kierowcy i stanowią zagrożenie na drodze. W kabinach samochodów które nie mają tych filtrów stężenie zapylenia powietrza może być sześciokrotnie wyższe niż stężenie na zewnątrz pojazdu, a wdychanie takiego powietrza powoduje często nieodwracalne skutki dla zdrowia.

 

Autor: Andrzej Majka /Konstruktor-Technolog PZL Sędziszów/