Чем «дышит» автомобиль
Прежде чем попасть в карбюратор, воздух очищается, а его поток выравнивается. При этом самую большую проблему представляет пыль. Даже довольно чистый воздух, к примеру, в Западной Европе содержит не менее одного миллиграмма пыли на кубометр.
Слишком мало, скажете вы, чтобы обращать на это внимание? Отнюдь, ведь работающий мотор прокачивает через свои внутренности большое количество воздуха. Таким образом, объем пыли, проходящий через него, может достигать 20 грамм на 1000 км. И она наверняка могла бы принести двигателю ощутимый вред, если бы ее не удерживал фильтр. Что бы происходило без этого элемента?
Пыль состоит из мельчайших кристаллов песка, твердость которых больше, чем у металла. В соединении с жидкостями она образует абразивную суспензию, которая вызывает интенсивный износ деталей. Уже в самом начале пути воздушного потока повреждались бы подшипники оси дроссельной заслонки, далее — впускной клапан. По штоку клапана пыль попадала бы в масло. Вокруг тарелки клапана она смачивалась бы топливом и оседала на седле, изнашивая его. А больше всего досталось бы поршням, поршневым кольцам и стенкам цилиндров. Из-за высоких температур и скоростей движения износ этих деталей при отсутствии воздушного фильтра был бы во много раз больше. Становится ясно, что увеличение ресурса современных моторов возможно не только благодаря улучшенным материалам, но и при помощи хорошей фильтрации воздуха и моторного масла.
Мокрый и сухой
Оптимальный размер ячеек для «легковушек» — два микрона
А ведь именно моторное масло когда-то использовалось для очистки воздуха, поступающего в двигатель. Принцип работы был довольно прост: масло наливается в емкость, воздух через множество отверстий пропускается сквозь него, частицы пыли при этом остаются в масле, а очищенный воздух поступает в двигатель.
Недостаток способа: такой фильтр нуждается в частом обслуживании. Из-за осевшей пыли масло быстро густеет, и его приходится заменять каждые 2500 км. Но эффективность фильтра с масляной «ванной» можно увеличивать при помощи специальных насадок — циклонов. Они закручивают воздух, заставляя его вращаться, как в вихре. Более крупные частицы выталкиваются центробежной силой наружу. Интервалы между обслуживанием увеличиваются за счет этого почти в два раза. В шестидесятые годы прошлого века появился сухой фильтр — такой, каким мы его знаем сейчас: воздух пропускается сквозь мелкоячеистый бумажный элемент. Размер его сот строго регламентирован: они должны быть как можно меньше, чтобы задерживать больше пыли, но и достаточно большими, чтобы сопротивление не было чересчур велико, — двигатель должен получать необходимое количество воздуха. Для легковых автомобилей оптимальным размером ячеек считается величина в два микрона (две тысячные миллиметра). Более мелкие частицы пропускаются, остальные задерживаются.
Воздушный зигзаг
Инжекторные ВАЗы оснащаются прямоугольными «воздушками» с соответствующим корпусом
Естественно, служить современный фильтр должен как можно дольше. Чаще всего его пробег ограничивается 10 тысячями километров. За это время в нем собирается до 60 грамм пыли. Поэтому конструкторы стараются организовать предварительную очистку воздуха перед самим фильтроэлементом. Воздух направляется не прямо в него, а изменяет несколько раз направление движения снизу вверх и лишь затем поступает на фильтр. При этом скорость потока значительно снижается, крупные частицы падают и остаются в корпусе фильтра. Побочный эффект — поток воздуха выравнивается, что благоприятно действует на мощностные характеристики двигателя, к тому же снижается шум на впуске.