کانال تلگرام تحقیقستان
خرید لایسنس نود 32

فیلتر هوا

فیلتر هوا

 فیلتر هوا چیست و جایگاهش کجاست؟

فیلترهوا وسیله ای است که درخودرو، بر سر راه هوای ورودی به موتور قرار می گیرد :

۱) ذرات و ناخالصی های موجود در هوا را جذب می کند

۲) میزان هوای مجاز ورودی به موتور را تنظیم می کند.

فیلتر هوا و موتور خودرو:

    بدون فیلتر هوا مقادی ربسیار زیادی از ذرات آلاینده، قادرند اجزای مهم موتور مانند: سوپاپ ها، یاتاقان ها، رینگ ها ی پیستون و بدنه داخلی سیلندر را شدیدا دچار سایش و فرسایش نمایند. ذرات متفاوت با اشکال و اندازه های متفاوت مثل ماسه، گرد وغبار، دوده، گرده، رطوبت و… درهوای ورودی به موتور وجود دارد که در صورت عدم جلوگیری از ورود آن ها به موتور باعث بروز صدمات جدی به موتور می گردند، فیلتر های هوا از ورود این ذرات به داخل موتور جلوگیری کرده و باعث احتراق مناسب و حفاظت ازموتورمی گردد.

فیلتر هوا و مصرف بنزین:

  فیلتر کثیف ونامناسب باعث افزایش میزان  مصرف  بنزین می گردد. به دلیل بالا بودن هزینه سوخت ، تعویض دیر هنگام فیلتر هوا و نیز غیر استاندارد بودن آن، از نظر ا قتصادی برای دارندگان اتومبیل مقرون به صرفه نمی باشد.

فیلتر هوا و حفاظت از محیط زیست: 

در اثر کثیف بودن و نامرغوب بودن فیلتر هوا ،بنزین به صورت ناقص می سوزد و ناقص سوختن بنزین، آلودگی شدید هوا را به دنبال دارد.

عمرمفید فیلتر هوا:

 تمام فیلتر های هوا، عمر محدودی دارند، که پس از آن باید تعویض و به درستی جایگزین شوند. استاندارد تعویض فیلتر هوا بین ۳ تا ۵  هزارکیلومتر میباشد. به کار بردن فیلتر نامرغوب و غیر استاندارد علاوه بر افزایش زیاد مصرف سوخت می تواند صدمات زیادی را به موتور اتومبیل وارد سازد.

جایگاه فیلتر هوا :

  محل جایگیری فیلتر هوا و شکل آن در اتومبیل های مختلف، متفاوت است. در صورتی که فیلتر هوا در این جایگاه به درستی قرار نگیرد و درزهای آن به طور صحیح بسته نشود، هوای ورودی به جای عبور از سطح کاغذ از میان درزها، وارد موتور شده و عمل فیلتراسیون انجام نمی شود.

در نتیجه به مرور زمان با ورود انواع ذرات معلق در هوا به درون موتور ،علاوه بر فیلتراسیون نامناسب، آسیب های بسیار جدی به بدنه سیلندر ها و پیستون ها وارد می آید.

۱-ظرفیت فیلتر هوا به چه معناست؟

به مقدار گرد و غباری که فیلتر می تواند، پس از پالایش هوا بدون برگرداندن آن به جریان هوای ورودی موتور  در خود نگه دارد ظرفیت فیلتر گویند.

 با پر شدن ظرفیت فیلتر زمان تعویض آن فرا می رسد. این مقدار در یک منطقه پر گرد و غبار همچون خاورمیانه حدودا ۵٠٠٠ کیلومتر برای فیلترهای کاغذی می باشد.

۲-هوادهی فیلتر به چه معناست؟

 حجم هوایی که در واحد سطح از فیلتر در واحد زمان می گذرد را دبی هوا ی گذری می نامند و با مقیاس فوت مکعب در دقیقه اندازه گیری می کنند. بطور مثال یک فیلتر هوای معمولی خوب برای پارس elx در حدود ۳۱۹  فوت در دقیقه  هوادهی دارد.

۳-هوا دهی بالا چه نقشی در کارکرد موتور خودرو دارد؟

هوادهی بالا به معنی مقاومت کمتر فیلتر هوا در برابر جریان عبوری از فیلتر و ورودی به موتور می باشد. این بدین معناست که موتور نیروی کمتری برای مکش هوا به داخل خود به کار می برد و در واقع اتلاف نیرو کم می شود. همچنین امکان رسیدن هوای کافی بنا به مقدار مورد نیاز موتور ،به معنی اکسیژن بیشتر برای احتراق سوخت در موتور می باشد و این به معنی بالا رفتن راندمان موتور و افزایش قدرت خروجی آن می باشد.

۴-اهمیت راندمان فیلتر های هوا در چیست؟

 موتور خودرو یک محیط بسته است که تنها هوا و بنزین به آن وارد می شود. ورود ذرات میکرونی غبار هوا به داخل محوطه اتاق انفجار و چسبیدن به جداره سیلندر آنها به مرور زمان تحت سایش قطعات متحرک که با فشار بالا در موتور در تحرک هستند مانند ذرات کوچک سنباده عمل کرده و اصطکاک موتور و کوتاه شدن عمر آن را باعث می شود.

۵-اگرهوای ورودی بدون مقاومت،افزایش قدرت به ارمغان می آورد پس چرا اصلا فیلتر هوا برای موتور قرار دهیم؟

 اول آنکه بدلیل جواب سوال قبلی ، عدم استفاده از فیلتر هوا برای موتور بسیار خطرناک می باشد، از طرف دیگر فشار داخلی منیفولد ورودی توسط سنسورهایی کنترل می شود که این فشار می بایست در نقطه بهینه طراحی موتور باشد و همچنین وجود پدیده ای به نام ضربات پالس ورودی (pulse induction) که در صورت عدم وجود آن سیلندر به خوبی پر نخواهد شد.

۶- آیا فیلتر هواباعث مصرف سوخت می شود؟

بدلیل بالا رفتن راندمان موتور و احتراق کامل تر امکان استفاده مناسب از سوخت فراهم می شود و در واقع موتور در دور پایین تر با باز شدن کمتر دریچه گاز ، بنزین یا گازوییل  به قدرت موتور مورد نظر می رسد.در صورت رانندگی در شرایط  مطلوب بطور متوسط ۳۰% کاهش مصرف سوخت اندازه گیری شده است.

۷-کثیف بودن فیلتر هوا چقدر می تواند در مصرف سوخت موثر باشد؟

این مسئله به قدری مهم است که  اگر فیلتر هوا کثیف باشد و با سرعت ۸۰ کیلومتر در ساعت حرکت کنید، با مصرف هر لیتر بنزین تقریبا نیم کیلومتر کمتر جلو میروید. مثلا خودروی شما اگر با مصرف هر لیتر بنزین معادل ۱۵ کیلومتر جلو میرود، وقتی فیلتر هوا کثیف باشد همین مقدار بنزین مصرف میکند ولی معادل ۱۴٫۵ کیلومتر جلو میرود.

شما می توانید با تعویض به موقع فیلتر هوا و استفاده از فیلتر استاندارد   ضمن سالم نگه داشتن و  بالا بردن عمر مفید موتور خودرو ۲۰ تا ۳۰ درصد مصرف سوخت خودروی خود را کاهش دهید.

۸-چگونه فیلتر هوای خودرو خود را چک کنیم؟

برای بررسی فیلتر ، درپوش آن را باز کنید ( که با بست ها یا سایر اتصالات نگه داشته شده است). فیلتر را درآورده و در برابر تابش نور ( آفتاب ) قرار دهید.

اگر فیلتر خیلی تیره و پرتوهای عبوری از آن کم باشند ، نشانه گرفتگی بیش از حد فیلتر است و باید آن را تعویض نمود.

۹-آیا راهی برای تمیز کردن و استفاده بیشتر از فیلتر هوا وجود دارد؟

با ضربه زدن به فیلتر بر روی یک سطح صاف و یا با استفاده از مکنده می توان اندکی عمر آن را تمدید کرد و با کاهش رسوبات قسمت های گرفته شده ، تا حدی منافذ آن قسمت ها را باز نمود. انجام این کارها رسوبات سطحی را برطرف می کند ولی برای جداسازی ذراتی که با بافت فیلتر ترکیب شده اند ، سودی ندارد و بهتر آن است که با تعویض به موقع فیلتر هوا عمر موتور خودرو را افزایش داد ، هرگز فیلتر کاغذی خشک را نشویید ، زیرا این کار سبب خرابی فیلتر می شود.( البته من هرگز این کار را به دوستان عزیز پیشنهاد نمی کنم! زیرا بدلیل آلودگی فوق العاده زیاد فیلترهوا موجب بیماری های ریوی و دستگاههای تنفسی خواهد شد).

فیلتر هوا و تأثیر آن در کاهش مصرف سوخت

مهندسین ایرانی ثابت کرده اند، که با رعایت مجموعه ای از نکات ساده فنی که به لحاظ علمی نیز کاملا اثبات شده است می توان مصرف سوخت خودرو را تا ٣٠ درصد کاهش داد وعمر مفید موتورخودرو خود را بالا برد و آلودگی هوا را به حد اقل رساند ودرواقع رانندگان و صاحبان خودرو، با رعایت یک سری نکات فنی و ثابت شده به لحاظ علمی می توانند در موارد زیر به خود و خانواده خود یاری رسانند:

صرفه جویی در هزینه

مصرف بی رویه سوخت های فسیلی (بنزین ،گازوییل و…) بخشی از درآمد خانواده ها را به طور مستقیم برای تامین این کالای مصرفی کم دوام هدر می دهد، همچنین هزینه های درمان و بهداشت خانواده ناشی از آلودگی هوا نیز به طور غیر مستقیم در آمد آن ها را می بلعد.

حفاظت از محیط زیست برای فرزندانمان

کاهش مصرف سوخت های فسیلی، امکان استفاده نسل های آینده از ذخایر طبیعی را فراهم کرده و کاهش پیامدهای ناسازگار زیست محیطی حاصل از مصرف سوخت های فسیلی ، امکان زیستن در محیط زیست پاک را برای فرزندانمان فراهم می کند.

توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی

در آمد حاصل از صرفه جویی در مصرف بنزین، امکان سرمایه گذاری در زمینه های مختلف اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی را برای اعضای خانواده  فراهم می کند.

چرا باید فیلتر هوا را تعویض کنم و هزینه‌ای بابت آن بپردازم؟ مگر خودرو مثل انسان بوده که هوای کثیف روی آن تاثیر بگذارد؟ یا مگر خودرو نیز باید هوای تمیز استفاده کند؟همان‌طور که در مسیر منزل هستید احساس می‌کنید  شتاب‌گیری خودرو بسیار بهتر شده است. بعد از مدتی متوجه می‌شوید مصرف سوخت نیز به حالت اول رسیده و گویا از قبل نیز کمتر شده است. شاید جوابی نه چندان دقیق در مقابل سوال خود دریافت کرده باشید اما هنوز جواب دقیق آن را نمی‌دانید؟

فیلترینگ در معنی لغوی به معنی تصفیه کردن و پاک کردن است. حال ممکن است این تصفیه کردن بر روی هر سیالی انجام شود. در این هفته ما قصد داریم به تصفیه کردن هوا و تمیز کردن آن در خودرو دقیق‌تر نگاه کرده و نقش فیلتر هوا را به درستی بیان کنیم. همان‌طور که ذکر شد تمامی موتور‌های احتراق داخلی همانند بدن انسان تنفس کرده و هوای تمیز و پر اکسیژن را مکیده و در مقابل گازهای دیگری چون دی‌اکسید کربن و مونو‌اکسید کربن هیدرو‌کربن‌های نسوخته و … را بیرون می‌دهد.

اما نکته مهم در اینجا این است که همان‌طور که در بدن انسان آلودگی هوا قبل از ورود توسط موهای بینی و مخاط آن گرفته می‌شود در موتور هم آلودگی هوا توسط فیلتر هوا گرفته شده و سپس هوای تمیز وارد می‌شود.

با بزرگ‌شدن شهرها و زیاد شدن آلودگی‌های مختلف و از طرفی حساس بودن قطعات مکانیکی موتور در حین کار، نیاز به وجود فیلتر هوا و ورود هوای بدون ناخالصی به محفظه احتراق بیشتر احساس می‌شود. انواع آلودگی‌های محیطی مثل دود خروجی اگزوز وسایل نقلیه احتراقی و یا گرد و غبار هوا در شهرها و همچنین دودهای خروجی کارخانه  های صنعتی و … همگی مواردی هستند که باید قبل از ورود به موتور گرفته شوند. به طور کلی ذرات وارد شده به فیلتر هوا قطرهای مختلفی دارند و بین ۰٫۱ میکرون (گرده‌های کوچک ) تا ۲ میلی‌متر (ذرات شن می‌توانند باشند که تقریباً‌ ۷۵‌درصد از ذرات دارای قطری بین ۵ تا ۱۰۰ میکرون دارند. جرم موادی که در فیلتر‌، طی زمان روشن بودن موتور به جا می‌مانند به شرایط آب و هوایی که خودرو در آن استفاده می‌شود بستگی دارد. همچنین به کیفیت فیلتر نیز بستگی داشته که بسیار مهم است.

فیلتر هوای موتورهای احتراق داخلی در واقع از ورود آلودگی‌های مضری که سلامتی بعضی از قطعات مانند رینگ‌ها‌، دیواره سیلندرها و یا بلبرینگ‌ها را به خطر می‌اندازد جلوگیری می‌کند.

فیلترهوا بایستی به حد کافی آلودگی‌ها را جذب کند. اما نباید آنقدر مسدود شود که توان مکش موتور را کاهش دهد. برای محترق شدن یک لیتر سوخت در یک موتور درون‌سوز‌، ۱۰ الی ۱۲ هزار لیتر هوا از میان فیلتر هوا توسط موتور مکیده می‌شود. این مقدار زیادی هوا بوده که ذرات فراوان موجود در آن جذب فیلتر می‌شوند‌، به خصوص اگر خودرو در یک محیط آلوده یا  جاده‌های خاکی حرکت   کند.

در طراحی فیلتر هوا معمولاً با درنظر گرفتن شرایط اقتصادی و شرایط نگهداری خودرو میزان جذب ذرات را برای آن تعیین می‌کنند. برای مثال فیلتر‌هایی که در خودروهای جنگی به کار می‌روند دارای عمر بالایی هستند زیرا زمان برای تعمیرات و رسیدگی به آن کم است‌، امروزه با پیشرفت‌هایی که انجام شده فیلتر‌های هوا می‌توانند تا حدود ۹۹٫۸‌درصد کل هوای وارد شده را در شرایط مناسب فیلترینگ کنند‌، برای تست فیلترهای هوا آنها را تحت شرایط دینامیکی قرار می‌دهند و مقاومت آنها را در مقابل سوراخ شدن و مواد شیمیایی ویا عبور سریع جریان های مرطوب آزمایش میکنند.، فیلتر هوا به مقدار اندکی سرعت ورود هوا به موتور را کم می‌کند. در نتیجه فیلتر‌هایی بهتر هستند که با کمترین افت دبی وردی هوا بیشترین فیلترینگ هوا را انجام دهند. انواع شکل هندسی فیلترها استوانه‌ای بود و در مدل‌های جدید تر از فیلتر‌های مستطیلی و مسطح استفاده می‌شود‌، در تمام آنها لایه‌های تاخورده و صفحه‌بندی شده به کار رفته است تا بتواند در کوچکترین فضا بیشترین دریافت هوا را داشته باشد جنس آنها می‌تواند از کاغذ یا فیبر سلولز با یک پوشش بیرونی ویژه باشد.

البته در گذشته فیلترهای روغنی نیز در خودرو‌ها عمومیت داشت. در این فیلترها مقدار اندکی روغن موتور در محفظه فیلتر هوا ریخته می‌شد. فیلتر این خودرو‌ها مجموعه‌ای از سیم‌های فلزی باریک بود که در یک محفظه به هم فشرده شده بودند.

با روشن شدن موتور، هوایی که توسط یک لوله باریک از بالای کاربراتور به زیر محفظه فیلتر هوا می‌آمد باعث پخش شدن روغن در محیط می شد که در نهایت سیم‌های فلزی آغشته به روغن می‌توانستند ذرات معلق هوا را جذب کنند. نمونه‌ای از این فیلترها را می‌توان در پژو۵۰۴ دید. زمان تعویض فیلتر به زمان توصیه شده توسط کارخانه بستگی دارد برای مثال در محصولات ایران خودرو و پژو زمان تعویض پس از طی ۱۰ هزار کیلومتر است. در بعضی از خودروهای خاص این زمان به شش سال یا ۴۰ هزار کیلومتر نیز می‌رسد.

هامر را می‌توان از این دسته خودروها نامید که زمان رسیدگی به آن برای تعویض روغن یا فیلتر هوا بسیار طولانی است. البته همان‌گونه که در دفترچه راهنمای خودرو‌ها نیز توصیه شده است در صورتی که خودرو در محیط پر گرد و غبار حرکت می‌کند زمان تعویض  فیلتر   باید  کوتاه‌تر باشد.

امروزه به خاطر محدودیت‌های بسته‌بندی و درخواست بازار برای فیلترهای کوچک‌تر و با کارآیی بالاتر رقابت و نوآوری در ساخت این محصول زیاد شده است و می‌توان گفت از نیازمندی‌های مصرف‌کننده بالابردن زمان سرویس است‌. این کار سبب می‌شود تا فرد میل به تعویض بیشتری داشته برای انجام این کار زمان زیادی صرف نکند.

اکثر فیلتر‌های هوا از سلولز تغییر کرده (‌کاغذ‌) که با فیبر‌های مصنوعی ترکیب شده‌اند ساخته می‌شوند. آنها اکسید سیلیسیم و سایر ذرات آلوده را در خود جذب می‌کنند و این ذرات با بافت فیلتر ترکیب می‌شوند. نوعی فیلتر هوا ذرات آلوده ۵ تا ۶ میکرونی و بزرگتر را جذب نموده و همچنین قادر است ۸۰ تا ۹۰‌ درصد ذراتی که کوچکتر از ۲ میکرون هستند را جذب خود نماید. بعضی از بهترین فیلترهای هوا می‌توانند تمامی ذرات ۲ میکرونی و بزرگتر و اکثر ذرات یک میکرونی را در خود نگه دارند.

یکی از نوآوری‌های تولید در ساخت فیلتر استفاده از فیلترهایی با فیبر مصنوعی است. با ورود ذرات به داخل فیلتر ذرات در لایه‌‌های آخری گیر کرده و با توجه به فضایی که اشغال کرده‌اند به سرعت روزنه‌های هوا را می‌بندند اما دراین فیلتر ذرات به دام افتاده طوری قرار می‌گیرند که قطرشان کم شده و چگالی آنها زیاد می‌شود و در نتیجه اجازه عبورهوا را بیشتر می‌دهند‌. در این حالت حتی زمانی که عمر فیلتر رو به آخر است باز هم موتور می‌تواند به درستی تنفس کرده و بازده بالایی داشته باشد.

اثر الکتریسیته ساکن هم در فیلتر باید وجود داشته باشد تا بتواند ذرات را بهتر به سطح جذب نماید. امروزه فیلتر‌هایی با بار الکتریکی مثبت ذرات را به سمت خود کشانده و آنها را به دام می‌اندازند. ممکن است در یک تقسیم‌بندی فیلترها را به انواع عمیق و سطحی نیز نام ببرند‌، فیلترهای نوع عمیق با نوع لایه‌بندی نا موازی که دارند می‌توانند ذرات بیشتری را به خود جذب کنند. این فیلترها از نظر هزینه تولید بالاتر از سایرین بوده و کمی گران‌تر هستند. به همین دلیل استفاده آنها نسبت به انواع دیگر کمتر است. اما اثر فیلترینگ آنها بسیار خوب بوده و بسیار موثر هستند.

تشخیص فیلتر آلوده

برای بررسی فیلتر ، درپوش محفظه آن را باز کنید (‌که با بست‌ها یا سایر اتصالات نگه داشته شده است). موقع باز کردن کمی دقت کنید تا برای بستن به مشکلی برنخورید. همچنین اتصال یا سیمی را جدا نکنید. سپس فیلتر را درآورده و در برابر تابش نور آفتاب‌ قرار دهید. اگر فیلتر خیلی تیره و پرتوهای عبوری از آن کم باشند‌، نشانه گرفتگی بیش از حد فیلتر است و باید آن را تعویض نمود.

با ضربه زدن به فیلتر بر روی یک سطح صاف و یا با استفاده از مکنده می‌توان اندکی عمر آن را تمدید کرد و با کاهش رسوبات قسمت‌های گرفته شده‌، تا حدی منافذ  آن قسمت‌ها را باز کرد. اگر دمنده هوا یا پمپ باد در اختیار دارید نیز می‌توانید با فشار باد گرفتگی و آلودگی‌های فیلتر را تا حد زیادی رفع کنید. انجام این کارها رسوبات سطحی را برطرف می‌کند ولی برای جداسازی ذراتی که با بافت فیلتر ترکیب شده‌اند‌، سودی ندارد.

هرگز فیلتر کاغذی خشک را نشویید‌، زیرا این کار سبب خرابی فیلتر می‌شود. انجام این کار کمی در عمر فیلتر موثر است.ولی در نهایت باید آن را تعویض کنید. توجه داشته باشید سوراخ کردن فیلتر کثیف برای بهبود جریان هوای آن، هر چند در کوتاه مدت می‌تواند تنفس موتور را بهتر کند اما ممکن است باعث عبور ذرات گرد و خاک شود که این امر در بلند مدت آسیب‌های جبران‌ناپذیری را به موتور وارد می‌کند.

منبع: تحقیقستان

درباره نویسنده: حسین شریفی

راه موفقیت، همیشه در حال ساخت است؛ موفقیت پیش رفتن است، نه به نقطه پایان رسیدن . ما در تحقیقستان تلاش میکنیم تا بهترین ها را برای شما به ارمغان آوریم.

مطالب زیر را حتما بخوانید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *