Автомобильные фильтры: преимущества новейших технологий

Автомобильные фильтры являются жизненно важными компонентами, которые защищают двигатель от вредных загрязнений и улучшают его производительность, а также обеспечивают поступление в салон чистого и безопасного воздуха для дыхания водителя и пассажиров. Хороший автомобильный фильтр также может снизить расход топлива, выбросы и шум. В этой статье мы познакомимся с новейшими технологиями и тенденциями в этой области, рассмотрим непростую ситуацию на российском рынке.  

Автомобильные фильтры бывают разных типов и изготавливаются из разных материалов, в зависимости от их функции и применения. Наиболее распространенными типами являются фильтры воздушные, масляные, топливные и салонные. Каждый из этих фильтров имеет свои собственные спецификации и стандартизации, но всех их роднит единство предъявляемых требований: они должны обладать высокой эффективностью фильтрации, низким перепадом давления, длительным сроком службы и простотой установки и обслуживания.

Синтетическая эпоха

Одной из ключевых технологий в автомобильных фильтрах с недавних пор является использование синтетических волокон вместо бумажных или хлопковых. Синтетические волокна имеют ряд преимуществ перед традиционными материалами: они более долговечны, устойчивы к воздействию влаги и тепла, могут задерживать более мелкие частицы. 

Фильтры из бумаги: прежде доминировавшая технология предполагала изготовление фильтров из волокон целлюлозы, пропитанных смолой. Предварительный нагрев подготавливает бумагу к нанесению вертикальных рельефов. Затем бумага подвергается гофрированию и термоосадке для придания механической стабильности, химической стойкости и устойчивости к экстремальным температурам. Геометрия складок предотвращает блокировки даже при высоких нагрузках и обеспечивает постоянный поток фильтруемого вещества. 

Фильтры из флиса: среди последних инноваций в конструкции фильтров – использование многослойных пеноматериалов различной плотности из полиуретана. В дополнение к ним для флисовых прослоек используются композиты, обычно изготовленные из полиэстера. Пластиковые волокна часто настолько тонкие, что измеряются в микронах и обеспечивают лучшее удержание загрязнений. Флис наносится слоями, поэтому тонкость волокон и плотность флиса увеличиваются от «грязной» стороны к «чистой». Эффект воронки позволяет удерживать до 99,9% при низком сопротивлении потоку. Флис успешно используется в фильтрах, и его применение неуклонно растет. Производительность фильтра повышается до 40%, что продлевает срок службы. 

Фильтрующие материалы, включающие полиэфирные пеноматериалы, устойчивы к воздействию озона и частично к гидролизу (химическому распаду соединений под воздействием воды). Кроме того, в числе их преимуществ устойчивость к старению, к температурам до 90 градусов и возможность вторичной переработки. 

Многослойные фильтрующие материалы: по сравнению с обычными бумажными фильтрами комбинация флиса и бумаги обладает на 40% большей абсорбционной способностью и позволяет фильтровать частицы размером 3–5 микрон. В современных системах впрыска дизельного топлива теперь преимущественно устанавливаются многослойные фильтрующие материалы. 

Не разглядеть в микроскоп

Еще одной новой технологией в автомобильных фильтрах является использование нановолокон. Это очень тонкие волокна, которые могут создавать плотный и равномерный слой фильтрующей среды. Нановолокна способны улавливать ультрадисперсные частицы, недоступные обычным фильтрам, такие как бактерии, вирусы, пыльца и дым. Они также могут уменьшить перепад давления и увеличить срок службы. Вот некоторые примеры фильтров из нановолокон:

• салонный воздушный фильтр Mann+Hummel из нановолокна: фильтр, в котором используются нановолокна, покрытые активированным углем, для удаления запахов, газов и аллергенов из воздуха. Он также имеет антибактериальный слой для предотвращения роста микробов;
• Donaldson PowerCore: воздушный фильтр, в котором используются нановолокна, расположенные в рифленых секциях, для создания компактной и эффективной системы фильтрации. Утверждается, что они обладают в четыре раза большей пылеудерживающей способностью и вдвое меньшим размером, чем обычные гофрированные фильтры;
• Ahlstrom-Munksjö Extia: серия прочных фильтрующих материалов, в которых используются нановолокна для повышения производительности и экологичности. Их можно использовать для различных применений, таких как забор воздуха для двигателя, фильтрация топлива, масла и воздуха в салоне.

Салонные фильтры 

За один час вождения в салон может попасть до 100 000 литров воздуха. Если салонный фильтр засоряется или выходит из строя, концентрация загрязняющих веществ внутри автомобиля может в шесть раз превысить концентрацию снаружи. Поэтому рекомендуется заменять салонные фильтры каждые 15 000 километров или по крайней мере раз в год. 

Салонные фильтры последнего поколения с рельефными и гофрированными модулями надежно обеспечивают водителя и пассажиров чистым воздухом для дыхания, тем самым защищая их здоровье и способность не терять внимания даже во время вождения в условиях плотного смога или большого количества пыльцы (что чрезвычайно актуально для аллергиков). Они также снижают нагрузку на вентилятор; защищают систему отопления, кондиционирования воздуха и салон от загрязнения; предотвращают запотевание стекол. 

Преимущества складчатых салонных фильтров включают длительный срок службы, низкое сопротивление потоку (что сводит к минимуму нагрузку на вентилятор) и точную подгонку, исключающую прохождение воздуха в обход фильтроматериала. 

Салонные фильтры с активированным углем: древесный уголь, представляющий собой обугленные остатки сгоревшей древесины, ценится в качестве фильтрующего материала за его пористость. Древесный уголь, состоящий в основном из углерода с остаточным водородом и кислородом, является катализатором, который сжигает или адсорбирует загрязняющие вещества. Активированный уголь обрабатывается для увеличения площади его поверхности для улучшения каталитического эффекта. Карбоновые фильтры похожи на угольные фильтры, но не содержат остаточных элементов. Их чистота обычно делает их более качественными, чем угольные фильтры.  

Фильтры с активированным углем удаляют вредные выхлопные газы, грязь, пыль, высокие концентрации озона и неприятные запахи. Бумажный блок, используемый в салонных фильтрах, содержит слой активированного угля, который встроен в два слоя флиса. 

Предварительная фильтрация: в автомобилях с большим пробегом или эксплуатируемых в сильно загрязненных условиях в последнее время стал использоваться дополнительный предварительный фильтр, изготовленный из вспененного полиэстера или флисовой композиции. Он необходим для предотвращения преждевременного засорения более дорогого основного фильтра и, таким образом, продления срока его службы. 

Ответ коронавирусу

Эпидемия коронавируса сильно подстегнула разработки в области фильтрации воздуха. Не теряя злободневности, она определяет внедрение тех или иных решений и в последнее время. Например, британская люксовая марка Jaguar Land Rover утверждает, что система очистки воздуха в салоне Pro filtration в ее новом внедорожнике Range Rover позволяет «значительно уменьшить запахи, бактерии, вирусы и аллергены, включая вирус SARS-CoV-2», благодаря электростатической технологии Nanoe X, разработанной Panasonic.

По данным JLR, когда система фильтрации отопления, вентиляции и кондиционирования внедорожника включена, триллионы частиц ионизированной воды попадают в салон через передние и задние вентиляционные отверстия. По словам автопроизводителя, эти частицы «денатурируют», или, по сути, убивают, вирус при контакте. Более ранняя версия технологии была известна как Nanoe. Версия X в основном отличается количеством образующихся частиц гидроксильных радикалов: в то время как старая система впрыскивала всего 480 000 000 000 частиц в секунду, новая впрыскивает в десять раз больше для обеспечения максимальной эффективности.

Представители органов здравоохранения и практикующие врачи давно подчеркивают важность надлежащей фильтрации воздуха и вентиляции для снижения передачи нового коронавируса. Агентство по охране окружающей среды ЕС заявляет на своем веб-сайте, что воздухоочистители и фильтры HVAC могут помочь уменьшить количество загрязняющих веществ, находящихся в воздухе, включая вирусы, в здании или небольшом помещении при правильном использовании, но сами по себе они недостаточны.

Однако компания Panasonic заявляет, что ее технология Nanoe X «подавляет бактерии и вирусы, плесень, аллергены, пыльцу и опасные вещества, реально помогая очищать воздух, которым мы дышим». Эту технологию можно найти в домах, офисах, гостиницах, школах и спа-салонах, и она была протестирована во всем мире в лабораториях и институтах. Многие эксперты также сообщили, что технология может помочь в транспортных средствах, но скептически отнеслись к ее общему воздействию по сравнению с ношением масок.

JLR заключила партнерство с Perfectus Biomed, лабораторией микробиологии и вирусологии, для тестирования прототипа системы. Герметичная камера имитировала «систему вентиляции автомобиля в режиме рециркуляции в течение 30-минутного цикла», как сказали в JLR. Результат? По словам автопроизводителя, система предотвратила распространение вируса на целых 97%.

Кроме того, технология Nanoe X также была протестирована на вирусе в закрытой лабораторной среде Texcell, исследовательской организацией, специализирующейся на вирусном тестировании и иммунопрофилактике, которая заявила, что «более 99,99% активности нового коронавируса было подавлено в течение двух часов».

Впрочем, JLR совершенно не позиционирует свою систему как медицинское устройство и не берется утверждать, что водитель или его пассажиры не заразятся COVID в автомобиле. Но вероятность заражения будет значительно снижена.

В технологию Panasonic поверили и земляки из Lexus. Первым серийным автомобилем бренда, получившим систему очистки воздуха Nanoe X в Европе, стал Lexus ES 2022 модельного года. Позже она была добавлена также к моделям UX, RX и RZ. По словам Lexus, все остальные модели получат ее в 2023 году.

Эти два производителя не уникальны в желании предоставить своим клиентам наиболее чистый и безопасный воздух в салоне. Повальный тренд задала Tesla, первой установившая в 2015 г. на свои электромобили фильтры с рейтингом HEPA (о том, что это такое, мы рассказывали ранее в одной из своих публикаций). Илон Маск тогда утверждал, что пассажиры, когда включен режим биозащиты, смогут «буквально пережить биологическую атаку военного времени», поскольку оригинальная система фильтрации Bioweapon Defense Mode обеспечивает в 10 раз большую защиту, чем стандартные автомобильные фильтры.

По данным Mercedes, большой HEPA-фильтр в новом полностью электрическом седане Mercedes EQS удаляет из салона 99,6% загрязняющих веществ: мелкой пыли, микрочастиц, пыльцы и других веществ. Более того, система Air Control Plus седана устраняет такие запахи, как диоксид серы и оксиды азота.

Volvo, Ford и Lincoln также внедряют системы фильтрации воздуха премиум-класса. Передовая технология очистки воздуха Volvo оснащена датчиком, который измеряет уровень PM2,5 в салоне. Lincoln заявляет, что его Auto Air Refresh, доступный во внедорожнике Aviator, представляет собой «комплексную систему фильтрации воздуха и активного мониторинга воздуха», которая помогает «очищать воздух в салоне, отфильтровывая частицы, вызванные атмосферной пылью, табачным дымом, смогом и некоторыми аллергенами, включая пыльцу».

Совершенно новые салонные фильтры Ford, сертифицированные по стандартам HEPA и получившие название Ford Refresh95, будут доступны в большинстве автомобилей компании к концу 2023 года. Как декларирует автопроизводитель, они позволяют удалять не менее 95% выхлопных газов, органических материалов, металлов и частиц дорожной пыли размером 2,5 микрона.

Магниты в дело

Безупречная чистота необходима не только воздуху, но и жидкостям, используемым в ДВС.

Например, во время эксплуатации очень сильно загрязняется масло. Среди этих загрязнений немалую долю занимают металлические частицы, образующиеся в ходе естественных процессов износа. Для обеспечения высокого качества смазки на протяжении всего срока службы магистральный маслопровод оснащен фильтром, задачей которого является поглощение загрязнений. Принцип действия основан на протекании масла через фильтрующий элемент, изготовленный из подходящей фильтробумаги с добавлением волокон, пропитанных синтетической смолой. На них-то грязь и оседает. Проблема, однако, заключается в очистке масла от мелких металлических частиц.

Каждый масляный фильтр подвержен износу, о чем свидетельствует снижение вязкости масла. Загрязнение фильтра снижает пропускную способность фильтроэлемента, что позволяет маслу проходить неотфильтрованным через предохранительный/перепускной клапан. Результатом может быть повышенный расход топлива, снижение производительности двигателя и даже его повреждение. Особенно сильное негативное воздействие оказывают металлические частицы. Они возникают из-за трения фрикционных элементов. В наибольших количествах – на этапе пуска холодного двигателя. Что приводит к быстрому засорению фильтроэлемента.

Производители всю жизнь мирились с этой проблемой, считая ее вполне естественной и неискоренимой, пока лаборатория Master Sport не разработала инновационную технологию NeoMag. Эта технология позволяет повысить эффективность работы масляных фильтров. В фильтре, изготовленном в соответствии с ней, используется неодимовый магнит, радикально устраняющий проблему перемещения металлических частиц в масле. Неодимовый магнит – это постоянный магнит, изготовленный из комбинации неодима, железа и бора. Он производится путем прессования порошкообразных компонентов в магнитном поле при повышенных температурах. Полученные таким образом магниты создают очень сильное магнитное поле – примерно в 10 раз сильнее, чем у традиционных магнитов. Если его прикрепить к корпусу фильтра (в цельных фильтрах spin-on) или к внешнему кольцу (в случае сменных картриджей), частицы металла будут «вылавливаться» из масла и притягиваться к одному месту, концентрируясь там.

Использование данных устройств позволяет не только очищать масло, как в обычных фильтрах (фильтроэлемент изготовлен из стандартных материалов), но и улавливать частицы, которые обычно забивают фильтр, снижая его ресурс. Таким образом, за счет повышения эффективности фильтра смазывающая способность масла продлевается.

Российский рынок

Российский рынок автомобильной фильтрации покинули все самые крупные международные концерны, работающие в данной области, за исключением разве что Mahle и Valeo. Это такие гиганты индустрии, как Ahlstrom-Munksjo, Alco Filters, CabinAir Sweden, Cummins, Denso Corporation, Donaldson Company, Freudenberg Filtration Technologies SE & Co., General Motors Company (AcDelco), Hengst, Hollingsworth & Vose, K&N Engineering, MANN+HUMMEL International, Robert Bosch, Sogefi, Toyota Boshoku Corporation, UFI FILTERS.

Однако продукцию многих из них и, конечно же, бывшей в свое время лидером сегмента MANN+HUMMEL по-прежнему можно приобрести. Правда, такая покупка может быть сопряжена с серьезным испытанием по установлению подлинности предлагаемой продукции. За последний год профессиональное сообщество сотрясло несколько мощных скандалов именно в области фильтрации, когда на рынке вдруг появлялись огромные партии масляных, топливных, воздушных и салонных фильтров известных брендов-производителей, а также «оригинала» по совершенно мизерной цене. Речь шла буквально о чуть ли не сотнях контейнеров продукции на первый взгляд вроде вполне сносного качества и в соответствующей всем канонам фирменного оформления упаковке.

Причину такой дешевой распродажи продавцы, как правило, объясняли старыми закупками и желанием быстрее вернуть деньги в оборот, но после заключения сделки моментально исчезали и переставали выходить на связь. А покупатель оставался с горами контрафакта, который после установки на автомобили очень быстро демонстрировал свое никуда не годное качество.

На удочку мошенников попалось даже несколько компаний из числа самых крупных российских оптовиков, по счастью, довольно оперативно обнаруживших подлог. Тем не менее фальшивые детали глубоко интегрировались в рынок и продолжают по нему гулять, заставляя максимально критично оценивать любые изделия знакомых брендов.

В такой ситуации эксперты рекомендуют при любых подозрениях на подделку сразу же отказываться от покупки, насколько бы привлекательной ни была стоимость. А если же вы все-таки стали жертвой нечистоплотных махинаторов, минимум в два, а лучше в три раза сократите срок замены. Это позволит избежать неприятных последствий, грозящих серьезными поломками автомобиля.

Хорошей альтернативой может стать продукция корейских производителей. Она все еще продается в России, причем цены на нее практически не изменились, что, скорее всего, объясняется далеко идущими маркетинговыми планами брендов, рассчитывающих занять освободившееся поле. Действительно, без каких-либо преувеличений можно сказать, что все последние годы в сегменте фильтрации однозначно доминировал MANN+HUMMEL, после ухода которого образовался колоссальный вакуум. Кто успеет его максимально заполнить, тот и станет диктовать рыночные условия в близлежащей перспективе.

Еще есть вездесущие собственные торговые марки (СТМ). С ними, учитывая важность таких компонентов, как фильтры, стоит быть особенно осторожными ввиду фатальной нестабильности качества. Поэтому для них также подойдет рекомендация опытных экспертов о сокращении срока межсервисного интервала минимум в два раза. Даже если это хорошо вам знакомая СТМ, нет никаких гарантий, что качество продукции из последующих партий останется на прежнем уровне.

В общем, осторожность, аккуратность и трезвый расчет. Не гонитесь за дармовщинкой и внимательно изучайте упаковку. Помощи от вендеров ждать не приходится – их теперь просто нет. Поэтому вся ответственность ложится только на вас – от того, как вы ею распорядитесь, напрямую зависит, какое изделие вы в итоге приобретете.