В каком двигателе используется воздух

В каком двигателе используется воздух

• Главная
• Блог
• Ремонт и обслуживание
• Фильтры
• Как часто нужно менять воздушный фильтр?

• Новинки мира авто
• Новости автомобильного рынка
• Популярное

• Двигатель
• Кузов
• Салон
• Система охлаждения
• Трансмиссия
• Фильтры
• Шины и диски
• Электрооборудование

Как часто нужно менять воздушный фильтр?

Назначение воздушных фильтров очевидно и известно каждому автомобилисту – очищать воздух перед его использованием в работе двигателя. Однако мало кто задумывается, а сколько именно воздуха потребляет автомобиль? Насколько чистой получается топливно-воздушная смесь? Как несоблюдение регламента технического обслуживания может повлиять на авто?

Замена воздушного фильтра

Введение

Для нормальной работы двигателя необходимо создание определенных условий, а именно – приготовленная в правильной пропорции смесь топлива и воздуха, позволяющая достичь максимально эффективного горения. При этом на 1 часть топлива требуется 15 – 20 частей воздуха (в зависимости от конфигурации двигателя).

Во время движения обычной легковушки с объемом двигателя 1,5 – 2.0 л потребуется 12 – 15 м3 воздуха на каждую сотню километров. Но воздух, поступающий из атмосферы, насыщен дорожной пылью, насекомыми, пыльцой растений и прочим мусором. Тут в дело вступает воздушный фильтр. Его функции:

• очистка поступающего воздуха на 99,9%, следовательно, мусор не попадает в двигатель;
• снижение уровня шума, поступающего по впускному тракту;
• теплообмен во время приготовления топливно-воздушной смеси (для двигателей на бензине).

Пропорционально загрязнению фильтров увеличивается их сопротивление всасываемому воздуху, что уменьшает их пропускную способность.

Загрязненный воздушный фильтр

Периодичность замены фильтров

Рекомендуется менять этот элемент согласно техническому регламенту (по паспорту ТС). Каждый производитель в техническом руководстве обязательно прописывает период замены топливного, масляного и воздушного фильтров.

Усредненный пробег для замены фильтрующего элемента – 10 000 км, однако важно помнить, что условия эксплуатации транспортных средств при этом должны быть стандартными (езда в городе, по асфальтированным трассам, в регионах со средним содержанием пыли в воздухе).

Признаки того, что пора менять воздушный фильтр

Следует заменить фильтрующий элемент, если вы заметили следующие признаки:

• появились хлопки в выхлопной системе;
• двигатель начал работать неровно, скачут обороты;
• расход топлива существенно вырос или снизился;
• снизилась динамика разгона, автомобиль стал «ватным»;
• появились проблемы с запуском двигателя (пропуски зажигания, более долгая работа стартера);
• чаще включается охлаждение;
• меняется качество работы двигателя при влажной погоде (из-за изменения плотности фильтра при контакте с влагой).

Отработанный воздушный фильтр

Периодичность замены фильтров у некоторых производителей авто может достигать 60 000 км пробега. Но это большая редкость, и, конечно, лучше не дожидаться такого срока. Важно помнить, что использование загрязненного фильтра не только существенно снижает ресурс двигателя, но и сокращает срок службы форсунок, свечей зажигания, топливных насосов, датчиков и прочих деталей.

Что сокращает срок службы фильтра?

Производители автомобилей и расходников к ним применяют разнообразные способы очистки воздуха, используя при этом разные материалы, особые конструкции фильтров, технологии их работы. Но существуют факторы, которые независимо от конструкции съемных фильтров снижают срок их эксплуатации:

• использование автомобиля в сельской, запыленной местности, в частых поездках по проселочным дорогам;
• плохие дорожные условия – большое количество ям, необорудованная обочина, разрушение дорожного полотна;
• поездки в пробках, по песку или при сильном смоге;
• ночные поездки в весенне-летний период (из-за насекомых);
• поездки в условиях, когда в воздухе содержится много строительной или дорожной пыли.

Чем выше расход топлива, тем больше воздуха требуется для работы ДВС. Поэтому ресурс фильтра снижается пропорционально не только пробегу, но и потраченному топливу.

Способы продлить срок службы фильтрующих элементов:

• покупать качественные комплектующие;
• регулярно проверять герметичность корпуса фильтра;
• правильно устанавливать фильтрующий элемент, чтобы не было подсоса воздуха;
• внимательно проверять новые элементы перед установкой на наличие разрывов, трещин и брака.

Производители фильтров указывают «среднюю эффективность очистки», например, 99,6%. Это означает, что в процессе эксплуатации степень очистки будет меняться. У нового фильтра работает вся поверхность, в то время как у загрязненного – лишь часть. Даже если допустить, что фильтр очищает воздух на 99%, из каждых 1000 г пыли в воздухе он пропустит 10 г вредного для двигателя мусора. При эффективности очистки 99,96% в двигатель попадет лишь 0,4 г мусора. Даже 1% играет свою роль.

Важно знать

• визуально отличить забитый фильтр от чистого иногда сложно. Даже если поверхность выглядит чистой, пропускная способность элемента может быть снижена.
• запрещено использовать поврежденный фильтр. Он начнет разрушаться, а его фрагменты попадут во впускной тракт. Так что не исключены повреждения, после которых придется чинить двигатель.
• если транспорт используется в условиях повышенной запыленности, полезно использовать предочистители.
• практически все фильтры нуждаются в особой очистке. Мыть их в скипидаре, бензине, воде, выбивать, продувать и пропитывать категорически нельзя. Как минимум это снизит фильтрующую способность, как максимум – приведет к попаданию фрагментов фильтра в двигатель.

Если вы эксплуатируете автомобиль в пыли, в местах со смогом и плохим дорожным покрытием, замена может потребоваться не на 10 000 км, а уже на 2 – 3 тыс. км. К этому нужно относиться с пониманием. К примеру, в 2010 году в Москве во время пожаров на торфяниках в СТО оказалась лавина авто с неисправными двигателями. Наиболее частая причина поломок – забитый сажей воздушный фильтр. Счастливчикам достаточно было поменять фильтрующий элемент, тем, кто не обратил внимание на капризную работу двигателя, пришлось потратить больше и времени, и денег (на замену масла, замену датчиков, капитальный ремонт двигателя).

Типы вентиляторов

Вентиляторы – это механические устройства для перемещения воздуха по воздуховодам, непосредственной подачи либо вытяжки воздуха из помещения. Перемещение воздуха происходит за счет создания перепада давления между входом и выходом вентилятора.

Осевые вентиляторы — это колеса из лопастей (т. наз. крыльчатка) в цилиндрических кожухах, прикрепленные к втулке под определенным углом к плоскости вращения.

При вращении лопастей происходит захват воздуха и перемещение его в осевом направлении. При этом в радиальном направлении воздух почти не перемещается. Чаще всего лопасти осевого вентилятора устанавливаются непосредственно на ось электродвигателя.

Применение: для вытяжки и притока воздуха через свободные проемы или вместе с воздуховодами не более 3-х метров горизонтального участка с небольшим аэродинамическим сопротивлением сети.

Центробежно-осевые вентиляторы могут перемещать воздух в направлении оси двигателя. Широко применяются в системах вентиляции с круглыми воздуховодами.

Круглые канальные вентиляторы имеют типовые размеры от 100 до 450 мм. Их производительность — от 250 до 5200 м 3 /ч. Вентиляторы оборудованы асинхронными двигателями с внешним ротором, имеющим центробежное рабочее колесо с загнутыми назад лопатками. Для увеличения срока эксплуатации в двигателях применяются подшипники качения. Корпуса вентиляторов выполнены из пластика, стали с полимерным покрытием или оцинкованной стали, что обеспечивает стойкую защиту от коррозии и, вместе с тем, придает эстетичный внешний вид.

Применение: для вытяжки-притока воздуха в системах вентиляции с большой протяженностью воздуховодов и большим аэродинамическом сопротивлении сети.

Центробежные вентиляторы состоят из двух основных частей: турбины и улитки. Рабочее колесо такого вентилятора — это пустотелый цилиндр, в котором установлены лопатки, скрепленные по окружности дисками. В центре скрепляющих дисков находится ступица для насаживания колеса на вал.

При вращении рабочего колеса воздух, попадающий между лопатками, движется радиально от центра и при этом сжимается. Под действием центробежной силы воздух выдавливается в спиральный корпус, а затем направляется в нагнетательное отверстие.

Центробежные вентиляторы производятся с рабочими колесами с лопатками, загнутыми назад или вперед. Применение радиальных вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, позволяет экономить электроэнергию примерно на 20%. Другое, немаловажное достоинство вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, заключается в том, что они относительно легко переносят перегрузки по расходу воздуха. Центробежные вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед, обеспечивают такие же расходные и напорные характеристики, что и вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, но при меньшем диаметре колеса и более низкойт частоте вращения. Таким образом, они могут достичь требуемого результата, занимая меньше места и работая более бесшумно.

Применение: для вытяжки и притока воздуха в системах вентиляции с большой протяженностью воздуховодов и большим аэродинамическом сопротивлении сети.

Воздух и топливо для двигателя: карбюратор

С момента появления первых автомобилей и до конца 80-х годов карбюратор являлся неотъемлемой составной частью приводной техники. В качестве системы смесеобразования он служил для подготовки топливо-воздушной смеси к сгоранию в двигателе. Тем самым карбюратор в какой-то мере играл роль «легких» автомобильного двигателя. В этот период времени крупнейшим изготовителем и поставщиком карбюраторов являлась основанная в Берлине компания Deutsche Vergaser Gesellschaft, которая с 1947 года располагалась в Нойсе, а с 1978 года стала носить название Pierburg.

В первые десятилетия существования автомобильного движения имелось необозримое количество производителей как карбюраторов, так и транспортных средств. В их число входили компании от А как Amal до Z как Zenith. Однако лишь некоторые модели и варианты конструкции применялись в течение многих лет. К ним относится карбюратор, разработанный Марселем Меннессоном, инженером парижской компании Solex, в 1908 году и запатентованный им в 1910 году. В последующие годы карбюратор Solex завоевал автомобильный мир и сыграл в истории компании Pierburg ведущую роль, сохранив ее по меньшей мере до тех пор, пока карбюраторную технику не заменили используемые сегодня системы впрыска.

Pierburg является первой в Германии компанией по крупносерийному производству карбюраторов . Ей удалось рано распознать большой потенциал для карбюраторов в моторизации соответствующих наземных, водных и воздушных транспортных средств.

Начало изготовления карбюраторов в Берлине

Благодаря своему мастерству и личному энтузиазму Бернхард Пирбург и его сын Альфред добились получения лицензии на производство карбюраторов Solex и создали тем самым основу для беспрецедентного успеха в истории развития немецких предприятий-поставщиков автомобильной промышленности. Постепенно компания Gebr. Pierburg AG стала крупнейшим изготовителем карбюраторов в Германской империи.

На стабильный успех немецких карбюраторов Solex не повлиял даже начавшийся мировой экономический кризис. Но столкнувшийся с проблемами банк, который обслуживал тогда компанию Gebr. Pierburg AG, подверг опасности ее существование, так как акции компании перешли к одному из доверительных обществ. Бернхарду Пирбургу удалось, однако, вывести из Gebr. Pierburg AG лицензию на производство карбюраторов и расположенное на улице Хайдештрассе предприятие и вложить их в новую, основанную в 1931 году в Берлине компанию Deutsche Vergaser Gesellschaft (DVG), руководство которой с этого времени взял на себя Альфред Пирбург.

Особая заслуга Альфреда Пирбурга заключалась в том, что уже вскоре карбюраторы Solex устанавливались в известных немецких автомобилях и быстро завоевали ведущие позиции на немецком рынке карбюраторов.

Послевоенное время: карбюраторы из Нойса

Во время второй мировой войны берлинский завод был разрушен, и семья Пирбург потеряла право им распоряжаться. Завод попал в руки бывших сотрудников, которые преследовали свою собственную коммерческую идею. В отношении лицензии Solex сначала также возникло замешательство. Но британские оккупационные власти нуждались в эксперте по карбюраторам для оснащения и ремонта своих военных автомобилей, поэтому они зависели от ноу-хау Альфреда Пирбурга. В 1946 году британская штаб-квартира поставила перед руководством завода совершенно новые условия: расположенное на улице Хайдештрассе предприятие вернули семье Пирбург. Вместе с этим был также передан по-прежнему самый важный козырь компании DVG: лицензия на производство карбюраторов, которая по воле французских владельцев перешла на Альфреда Пирбурга лично.

В то время как в Берлине снова стали выпускать карбюраторы, Альфред Пирбург построил в Нойсе, на улице Бюдерихер Штрассе новый завод, который начал свою работу в 1947 году.

И снова карбюраторы Solex завоевали немецкий автомобильный рынок: крупнейшими заказчиками стали такие компании, как

Mercedes-Benz, BMW, Ford, Glas, Borgward, Goliath и, конечно, VW. В первые годы компания DVG выпускала по лицензии Solex только карбюраторы первоначальных видов конструкции. Но техника продолжала развиваться, поэтому уже вскоре Альфред Пирбург и его сотрудники начали применять результаты собственных исследований в новых конструкциях. Компания работала над такими проблемами, как обледенение карбюратора и его действие на различной высоте. Автоматическое пусковое устройство заменило собой воздушную заслонку, а в 1956 году началось крупносерийное производство первых ступенчатых карбюраторов типа PAITA. Карбюраторы этого типа выполняли требования по улучшению смесеобразования на низких оборотах и увеличению подачи смеси для достижения полной мощности двигателя.

Кроме того, обозначилось еще одно направление в разработках: сокращение выбросов вредных веществ транспортными средствами. Строгие нормы токсичности отработавших газов, принятые в США еще в 60-х годах, побудили конструкторов разработать специальные «экологичные карбюраторы», которые обеспечивали значительное снижение выбросов CO, HC и NOx.

Технические разработки в области карбюраторов

С момента изобретения карбюратора Solex Марселем Меннессоном в 1910 году технический принцип его действия в основном не изменился. При этом понятие «карбюратор», возникшее на раннем этапе развития этой техники, собственно говоря, вводит в заблуждение. Верным было бы понятие «смесеобразователь»: воздух и топливо дозируются для каждого рабочего состояния, к тонко распыленному топливу подмешивается воздух, и полученная смесь в соответствии с требуемой мощностью двигателя подается по впускной трубе в цилиндры. Но этот простой на первый взгляд принцип требовал постоянного усовершенствования для расширения набора функций и повышения производительности за счет изменения технологии производства.

Первые карбюраторы Pierburg для компании Hanomag изготавливались еще из латуни литьем в песчаные формы. Лишь переход на литье под давлением и материал цинк позволил начать с 1930 года массовое производство. На это время пришлось также значительное улучшение технологии облегчения запуска: первые карбюраторы с восходящим и горизонтальным потоком впервые стали подавать в двигатель дозируемую топливо-воздушную смесь через поворотную заслонку стартера.

После второй мировой войны развитие карбюраторов по-прежнему оставалось стремительным. При этом разработчики добивались как повышения комфортабельности езды и мощности двигателя, так и уменьшения расхода топлива и количества отработавших газов. Так, внедрение сдвоенных карбюраторов позволило увеличить мощность двигателя, а в 1959 году впервые карбюратор с автоматическим пусковым устройством заменил в автомобилях Käfer («Жук») воздушную заслонку.

Важный вехой стал в 1968 году прямоточный карбюраторCD на основе американского патента Bendix-Stromberg. Этот инновационный продукт, алюминиевый корпус которого отливался компанией Kolbenschmidt в Неккарзульме и Гамбурге, положил конец прежнему принципу фиксированных жиклеров. Теперь только за счет регулируемой системы жиклеров обеспечивалась подача большого количества воздуха для максимальных частот вращения без необходимости отказа от плавных переходов на низких оборотах. Остальные разработки касались применения насосов-ускорителей и обогащения смеси бензина и воздуха в зависимости от точки приложения нагрузки.

Однако постепенно на карбюраторы стала оказывать влияние растущая конкуренция со стороны систем впрыска: новое поколение карбюраторов типов Zenith 1B, 2B и 2E уже было рассчитано на электронные контуры регулирования.

Конец эры карбюраторов

Еще в 1967 году Альфред Пирбург был убежден: «Водители автомобилей с впрыском — это снобы». Однако технология впрыска продолжала неустанно прогрессировать. Применявшаяся в дизельных двигателях система впрыска постепенно становилась востребованной альтернативой карбюратору также и для бензиновых двигателей. В пользу этого выступали многочисленные аргументы. Так, системы впрыска создавали условия для управления процессом сгорания в зависимости от рабочей точки. Благодаря этому значительно увеличивалась энергоэффективность современных автомобилей.

Альфреда Пирбурга одолевали большие сомнения. Его сердце принадлежало исконному бизнесу по выпуску карбюраторов. Но все-таки в 1969 году DVG попыталась наладить серийное производство разработанной Solex системы впрыска. Спустя три года, в 1972 году, DVG даже представила собственную систему впрыска для гоночных автомобилей Zenith. Однако эта система, получившая высокое признание в специализированной прессе, осталась единичным достижением: хотя показатели мощности говорили в пользу системы впрыска, ее цена была не сравнима с ценой карбюратора.

Но со временем система впрыска стала дешевле и эффективнее, а карбюратор —
сложнее и дороже. Автопроизводители начали увеличивать мощность своих двигателей, и обозначение «E» на задней части кузова превратилось в модный символ. В 1983 году уже 34 процента немецких бензиновых двигателей были оснащены системами впрыска — и эта тенденция продолжала расти. Последняя попытка Pierburg утвердиться на рынке карбюраторов представляла собой совместную разработку карбюратора с электронным управлением в рамках компании Bosch Pierburg System (BPS).

Эта кульминация в истории развития карбюраторов означала вместе с тем и ее конец. Технически сложная система не находила спроса на рынке, и в 1987 году разработка была прекращена. Наконец, после введения на рынок регулируемого трехходового катализатора в 1992 году компания Pierburg, выпустив 75 миллионов карбюраторов, подвела итоговую черту: чтобы компенсировать потери в бизнесе по выпуску карбюраторов, Pierburg пришлось идти новыми путями.

1928 Первый карбюратор Solex, изготовленный в Берлине
1929 Первый сдвоенный карбюратор для седанов класса «люкс»
1931 Основание компании Deutsche Vergaser Gesellschaft
1947 Новое начинание Пирбурга в Нойсе
1955 Строительство завода APG на Дюссельдорфер Штрассе в Нойсе
1956 Первый ступенчатый карбюратор Solex
1959 Первый карбюратор с автоматическим пусковым устройством
1967 Первые результаты действия норм токсичности отработавших газов в США
1975 Приобретение завода по выпуску карбюраторов в Неттетале
1969 Создание центра исследований и разработок
1972 Начало выпуска новой серии карбюраторов
1981 Презентация электронного карбюратора
1989 Решение о введении трехходового катализатора
1995 Конец серийного изготовления карбюраторов Pierburg в Европе

Воздух в самолетах: чем дышат пассажиры

Салоны самолетов — замкнутые пространства, где пассажиры проводят не меньше нескольких десятков минут даже на коротких рейсах. В условиях пандемии многие задаются вопросом, каким воздухом они дышат во время перелетов, как часто он сменяется и откуда берется на крейсерской высоте, где атмосфера разряжена?

Один из крупнейших мировых производителей авиалайнеров Airbus рассказал, как функционируют системы кондиционирования в современных самолетах.

Воздушная смесь

В герметичной кабине самолета пассажиры дышат воздушной смесью: 50% воздуха берется из салона, т.е. рециркулируется, 50% поступает извне. Считается, что на высоте во внешнем воздухе, температура которого составляет -50 градусов, нет вирусов и бактерий.

В салон он попадает через сложную систему. Вначале проходит через компрессор двигателя, где подогревается до 200-250 градусов, далее направляется в катализатор, где из него удаляется вредный для человека озон. Затем воздух попадает в турбохолодильник, там охлаждается, увлажняется и попадается на смешивание с рециркулируемым воздухом из салона.

Как работает система кондиционирования в современном самолете. Инфографика Airbus

Система вентиляции, забирая воздух из салона, 50% направляет наружу через специальный клапан, а другую половину очищает через HEPA-фильтры (High Efficiency Particulate Air — фильтры высокоэффективного удержания частиц). По заявлению Airbus, они способны задерживать до 99,97% частиц, включая бактерии и вирусы и являются эквивалентами масок уровня защиты FFP2 и FFP3. HEPA-фильтры используются в операционных современных больниц для обеспечения чистоты воздуха.

Как воздух циркулирует в салоне?

Воздух в самолетах подается сверху над креслами и выводится через специальные клапаны под креслами. Такое распределение называется поперечным.

При продольном распределении воздух может подаваться в начале салона, а выводиться в конце, но такая система больше актуальна для наземного транспорта.

Использование поперечной подачи и вывода воздуха обеспечивает фактически разную атмосферу в разных частях салона — воздух в носовой части и хвостовой части будет другим. Т.е. если кто-то чихнул в 8 ряду, в 20 ряду вряд ли кто-то вдохнет микрокапли. К тому же использование пассажирами масок значительно ограничивает разлет частиц.

Как подается и выводится воздух в салоне самолета. Инфографика Airbus Как подается и выводится воздух в салоне самолета. Инфографика Airbus

По заявлению Airbus, воздух в салоне обновляется каждые 2-3 минуты и в процессе полета становится чище, чем на земле, т.к. постоянно проходит фильтрацию.

Однако важную роль играет своевременная смена HEPA-фильтров. Они имеют свой ресурс и установленный регламент замены, который должны выполнять авиакомпании.

Помимо этого, из-за большого ресурса самолетов не все они используют эту технологию. Например, у Airbus такие фильтры ставятся во все авиалайнеры, которые поставляются с 1994 года.

Следите за тем, что происходит с авиацией в эти непростые времена в Telegram, Twitter, Facebook и Instagram. Подписывайтесь сейчас!