Обзор технологий применяемых в воздушных клапанах

Основные типы воздушных клапанов

Основные типы воздушных клапанов имеют четкую классификацию. Заметное разнообразие видов воздушных клапанов объясняется крайне широким спектром их применения во всех видах вентиляционных систем. Вне зависимости от спецификации (противопожарные, общепромышленные, огнестойкие и т.д.), воздушные клапаны монтируются во множестве технологических узлов и используются в вентиляционной сети для регулирования, направления и перекрытия проходящих по вентиляции воздушных потоков. Таким образом, воздушные клапаны являются неотъемлемой и одной из важнейших частей вентиляционной системы.

В данной статье рассматривается наиболее общая и понятная классификация воздушных клапанов. По назначению, их принято делить на пять типов:

Общепромышленные
Специальные
Противопожарные (огнеудерживающие)
Дымоудаления
Взрывозащищенные

ВОЗДУШНЫЕ КЛАПАНЫ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Воздушные клапаны общепромышленного назначения, или как их чаще называют, обратные клапаны общего назначения, применяются для
автоматического перекрытия воздуховодов при прекращении подачи воздуха, что исключает возможность движения воздушных потоков в обратную сторону. В случае, если на клапане монтированы специальные упоры, их используют для регулировки подачи воздуха.

Обратные клапаны общего назначения могут иметь круглое или прямоугольное сечение. Монтируются клапаны, как на горизонтальные, так и на вертикальные участки вентиляционной сети (в случае вертикального размещения, воздух должен идти снизу вверх).

Конструкция таких устройств надежная и простая. Обратный клапан имеет два соединительных фланца. Внутри корпуса расположено специальное полотно, регулирующее проходимость воздушного потока.

ВОЗДУШНЫЕ КЛАПАНЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Применение воздушных клапанов специального назначения обусловлено предъявлением повышенных требований к вентиляционной системе, функционирующей в той или иной отрасли промышленности или производства.

К воздухорегулирующим устройствам специального назначения относят, например, следующие модели клапанов:

Утепленные, предназначаемые для работы в условиях низких температур (до -70C°)
Повышенной плотности, для герметизации и работы в условиях повышенного давления
Повышенной сейсмостойкости, для функционирования в условиях резких скачков рабочего давления в вентиляционной сети
Избыточного давления, для отвода дыма из замкнутых объемов (лифтовые шахты, лестничные клетки) в случае пожаров
Реверсивные, для совместной работы с установками порошкового и газового пожаротушения

ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ (ОГНЕЗАДЕРЖИВАЮЩИЕ) КЛАПАНЫ

Противопожарные клапаны служат для вентиляции и предотвращения распространения и возможного попадания огня в помещения в случае пожара. Огнзадерживающие клапаны в автоматическом режиме блокируют распространение продуктов горения в элементах вентиляционной сети (воздуховодах, шахтах, коллекторах). Также, посредством противопожарных клапанов регулируется система вытяжки противодымной вентиляции. Монтироваться в вентиляцию такие устройства могут как горизонтально, так и вертикально.

Противопожарные клапаны изготавливаются в трех исполнениях:

Нормально открытые
Нормально закрытые
Двойного действия
Дымовые клапаны

Характеристика «открыт-закрыт» сигнализирует о положении элементов клапана, перекрывающих доступ воздуху. Дымовые клапаны, работая в штатном режиме, обычно закрыты. В случае пожара, клапан переходит в состояние «открыт» и начинает отводить дым. Агрегаты общего назначения, напротив, в штатном режиме, как правило, открыты. При выключении вентилятора, клапан переходит в состояние «закрыт» и не пропускает воздух в обратном направлении.

Нормально открытые используются в общеобменной вентиляции для предотвращения распространения продуктов горения по воздуховодам и шахтам вентиляционной сети.

Нормально закрытые используются для предотвращения попадания продуктов горения внутрь помещений.
Клапаны двойного действия одновременно совмещают в себе характеристики нормально открытых и нормально закрытых клапанов.
Дымовые используются для отвода дыма и препятствия распространения продуктов горения во время пожара.

КЛАПАНЫ ДЫМОУДАЛЕНИЯ

Клапаны дымоудаления используются в вытяжной или приточной системах вентиляции с целью задержки распространения огня и дыма в случае пожара или неисправности в системе. Одни заслонки автоматически открываются, выводя дым из помещения, другие закрываются, препятствуя дальнейшему распространению продуктов горения.

ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ КЛАПАНЫ

Взрывозащищенные клапаны применяют в первую очередь для использования в вентиляционных системах опасных производств, переносящих взрывоопасные газовоздушные потоки.

Типы воздушных клапанов разделяют по механизму приведения в действие. При данной классификации выделяют следующие типы устройств:

Электромагнитный привод
Электромеханический привод

В электромагнитном и реверсивном приводах основную роль играет пружина обратного действия, срабатывающая по сигналу автоматики.

В каталоге компании ВентИнформ представлены все виды воздущных клапанов от ведущих отечественных производителей, таких как Зеленоградский завод вентиляционного оборудования, ВИНГС-М, Веза и другие. Об остальных партнерах ВентИнформа можно подробнее узнать в разделе Поставщики.

Выбор электропривода для воздушного клапана и заслонки

Содержание статьи:

Что такое воздушный клапан

Воздушный вентиляционный клапан – это устройство систем вентиляции, которое применяется для регулирования и контроля воздушного потока. Дросселирующие клапаны применяются для регулирования скорости воздушного потока в вентиляционной системе при помощи ручного или автоматического привода (электрического или пневматического).

Внешне клапан представляет собой металлический корпус, изготовленный под определенный размер воздуховода, внутри которой расположена лопатка, закрепленная на оси и приводимая в движение рычагом или электроприводом.

Подбор привода для воздушного клапана

Выбор соответствующего привода для конкретного воздушного клапана требует рассмотрения и учёта ряда факторов:

Каким образом подключён привод к рабочему валу клапана: напрямую или с помощью рычажного приспособления. Если напрямую, то необходимо учесть размеры рабочего вала клапана (штока) и размеры привода
Что будет приводить в действие исполнительный механизм? Будет ли он ручным, электрическим или пневматическим?
Какую задачу в управлении системой вентиляции должен выполнять воздушный клапан? Будет ли это двухпозиционное, модулирующее, плавное или какое-то другое управление?

Если воздушная заслонка должна быть зафиксирована в одном положении после первоначальной регулировки (например, балансировочная заслонка) или если ее положение нужно менять только пару раз в год (к примеру, для переключения лето / зима), может быть задействован исполнительный механизм ручного привода. Если заслонка требуется для автоматической работы в составе системы вентиляции и кондиционирования, должен быть предусмотрен электрический или пневматический привод.

Далее мы будем рассматривать только электрические приводы, подключаемые напрямую.

Различия между электроприводами воздушных клапанов

Электроприводы воздушных клапанов систем вентиляции разделяются по:

Пружинному возврату

без возвратной пружины

с возвратной пружиной

Управлению

Двухпозиционное (открыто и закрыто)
2-х и 3-хтрехпозиционное
Модулирующее (плавное 0…10В)

Крутящему моменту

от 2Нм до 40Нм

Напряжению

24В
230В

Вспомогательным переключателям

без дополнительных переключателей
с дополнительными переключателями

Сервоприводы воздушных клапанов имеют два основных деления: на приводы с пружинным возвратом и приводы без пружинного возврата.

Электроприводы с возвратной пружиной разработаны для применения в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Выполняют охранные функции, предназначены, например, для защиты от замораживания, задымления. При перемещении воздушной заслонки клапана в нормальное рабочее положение, в электроприводе взводится возвратная пружина, при прекращении подачи питания энергия, запасенная в пружине, возвращает заслонку в защитное положение.

Электроприводы без возвратной пружины разработаны для управления воздушными заслонками в системах вентиляции и кондиционирования воздуха зданий. В данных приводах пружина, при прекращении подачи питания, сохраняют заданную позицию.

Сервоприводы с возвратной пружиной

Если необходимо, чтобы при прекращении подачи электроэнергии на привод, воздушная заслонка перемещалась в защитное положение, выбираем привод с возвратной пружиной.

Данные сервоприводы имеют три вида управляющего сигнала: двухпозиционный, трёхточечный и модулирующий (0…10В пост. тока).

Сервоприводы без возвратной пружины

Если необходимо, чтобы при прекращении подачи электроэнергии на привод, воздушная заслонка оставалась в исходном положении, выбираем привод без возвратной пружины.

Приводы без встроенной возвратной пружины при отключении напряжения питания остаются в том же положении.

Читать еще: Установка металлического поддона для душа на кирпичи

Тип управления электроприводов

Двухпозиционные электроприводы (управление открыто/закрыто) управляются включением или выключением электропитания. Включение питания запускает привод и приводит его в заданное рабочее положение. Отключение питания позволяет пружине привода вернуть воздушную заслонку в первоначальное её положение, в зависимости от того, является ли оно «нормально закрытым» или «нормально открытым».

Трёхточечное управление (импульсное управление) — шток перемещается на величину пропорциональную длительности питающего сигнала. При трёхточечном управлении положение штока не зависит от напряжения и на электропривод поступает сигнал открытия или закрытия. В случае трёхточечного управления величина управляющего сигнала постоянная, но поступает он по разным каналам. При замыкании одного контакта, привод открывается (либо закрывается), при замыкании второго контакта, привод закрывается (либо открывается). Если питание не подается ни на первый, ни на второй – привод останавливается. Таким образом, с помощью подачи последовательности импульсов/пауз на соответствующие контакты, привод может быть перемещен в любое положение.

Аналоговое управление (пропорциональное) — шток перемещается на величину пропорциональную величине управляющего сигнала (напряжения или тока). При аналоговом управлении (прямом) положение штока электрического привода зависит от величины подаваемого напряжения в диапазоне от 0 до 10В (2-10В). Например, если контроллер определил, что регулирующий клапан управляемый электроприводом должен быть открыт на половину, то он посылает аналоговый управляющий сигнал номиналом в 5 Вольт, если клапан следует полностью открыть, то должен быть сформирован управляющий сигнал – 10В.

Определившись с типом управления, выбираем крутящий момент привода.

Крутящий момент электроприводов

Усилие закрытия электропривода измеряется в Ньютонах на метр (Нм). От величины усилия зависит, какой клапан и при каком перепаде давлений электропривод сможет закрыть. Необходимое усилие для закрытия указывается в характеристиках регулирующего клапана.

Фактический крутящий момент, необходимый для работы клапана, зависит от ряда факторов:

Площадь воздушной заслонки, чем больше воздушная заслонка, тем выше должен быть крутящий момент привода. Ниже приведена таблица зависимости крутящего момента от площади воздушной заслонки.
Воздушные клапаны с разворачивающимися в противоположные стороны створками требуют немного меньшего крутящего момента, чем клапаны с параллельно-створчатым механизмом.
Воздушные клапаны обладающие большой герметичностью (имеющие уплотнитель на заслонке или жалюзи клапана, уплотнитель на корпусе клапана) требуют большего крутящего момента, чем заслонки без повышенной герметичности (с малой утечкой).
Давление в системе вентиляции и скорость воздушного потока также оказывают влияние на требования к крутящему моменту клапана.

Как заслонка устанавливается в воздуховоде и как установлен привод, может существенно повлиять на требования к крутящему моменту. Клапаны, установленные с перекосом квадратного профиля (потеря правильной прямоугольной формы), могут потребовать во много раз больше крутящего момента, чем заслонки, установленные ровно и правильно.

Форум о полимерах ПластЭксперт

Крупнейшая независимая площадка для обсуждения вопросов производства и переработки пластмасс и эластомеров различными способами. Рекомендации ведущих специалистов.

Воздушные клапана.

#1 Сообщение Alex4262 » 15 дек 2011, 07:47

Re: Воздушные клапана.

#2 Сообщение Maks42 » 15 дек 2011, 08:36

Re: Воздушные клапана.

#3 Сообщение Дамир » 15 дек 2011, 08:53

Re: Воздушные клапана.

#4 Сообщение Alex4262 » 15 дек 2011, 10:38

Re: Воздушные клапана.

#5 Сообщение Багаев Олег » 15 дек 2011, 18:21

Вот эти вот клапана, с коническим запорным элементом, они нормально работают, но там есть один нюанс. Их ставить нельзя методом забивания. На таких клапанах толщина стенки корпуса, в котором ходит запорный элемент, обычно маловата. Такие клапана сажаются именно по посадке, а не с фиксацией винтом. Через это (посадка и тонкая стенка корпуса) все сложности. Отверстие должно быть выполнено строго по Н7. И поверхность должна быть чистенькой ближе к 0,8. Пусть мы даже медяшкой устанавливаем такой клапан, но всё равно усилие удара приходится на запорный элемент. Если трубкой бъём, чтобы не передавать усилие на конический запорный элемент, то трубка должна быть мягкой. А её после двух ударов заминает и она всё равно начинает давить на тарелку клапана. Это нужно перед собой точило ставить, чтобы снимать с трубки замятые места. Всё равно рано или поздно проморгаешь. Я видел, китайцы ставили такие клапана трубкой трубчатого толкателя, т.е. калёной трубкой. Если аккуратно бить, терпимый результат получается. Если посадку прослабить, то не приведи господь клапан в разъём вывалится. Да и в целом, монтаж клапана ударным методом не спасает от перекосов при установке. Другими словами, соосность клапана и отверстия хрен поймаешь. В общем, установка такого клапана в кустарных условиях — это как лотерея, повезёт — не повезёт. Те, кто пресс-формами по-взрослому занимаются, им нужно иметь приспособу по типу винтового пресса. К верстаку прикручиваются две стойки, на них траверса. Из траверсы вниз торчит ходовой винт. На винте сверху массивная крутилка по типу руля. Вот с этой штуковиной уже всё получается как надо. А на винте ещё нужно иметь насадку. Грубо говоря, насадка — это цилиндр с углублением, т.е. с буртами, в который вставляется клапан. До буртов его посадили в форму, потом насадку развернули, чтобы бурты не мешали и уже монтируем его до конца, в упор. Понятно, что смазочкой мазнуть перед установкой тоже нужно. Вот если клапан запрессовывать, а не забивать, то такие клапана хорошо и долго работают. Если забивать, то иногда на сотне смыканий его начинает клинить. Он не открывается и всё тут. Если его ключом с обратной стороны в шток ткнуть, то начинает работать, но после одной-трёх отливок снова перестаёт. Но если клапан стоит под углом к опорной поверхности детали, в которую он устанавливается, то тогда винтовой пресс не помогает, т.к. он только перпендикулярно верстаку работает.

Кроме трудностей при установке, этот тип клапанов имеет ещё один минус. Чтобы снять изделие с пуансона клапаном, а не толкателем, нужно поставить таких клапанов многовасто. Дело в том, что площадь поверхности, на которую давит воздух в первоначальный момент очень низка. Клапан поэтому слабый. Но стоит клапану хоть немного отлипить изделие от пуансона, тогда воздух попадает между пуансоном и изделием, площад поверхности, на которую давит сжатый воздух, резко увеличивается, т.к. воздух уже давит именно на изделие и изделие слетает с пуансона со свистом. Вот только как заставить клапан преодолеть первоначальное сопротивление? Если стенка изделия тонкая, то тут ещё терпимо, а чуть потолще, то всё, туши свет: нужно заранее предусматривать места под дополнительные клапана, которые возможно придётся установить после первого испытания формы.

Учитывая всю эту вышеозначенную хрень, полгода назад я проверил в работе иное решение. А именно, использовал вместо тарельчатого клапана вставку-губку, предназначенную для вентиляции оформляющей полости.

Вставка представляет собой цилиндр, внутри которого ещё одна вставка из металла как губка, т.е. внутренняя вставка пропускает воздух. Я подумал, если эта вставка на улицу пропускает воздух, то почему бы его не подать в оформляющую полость наоборот, с улицы. Поставил. Всё получилось. Плюсов тут несколько.
1. Вставка не требует очень тщательной установки.
2. Вставка не имеет движущихся частей. Вставка фирмы Мисуми сделана не из сваренных шариков, которые разлетаются, а именно целиковая с тонкими длинными отверстиями, т.е. можно надеятся на то, что она будет работать очень и очень долго. Там нечему ломаться.
3. Вставка не имеет конического запорного элемента, а значит сжатый воздух действует непосредственно а пластмассовую деталь. Да, первоначальная площадь воздействия ещё меньше, чем у тарельчатого клапана, но это не проблема: хоть на один нанометр изделие отлипло от пуансона, далее площадь поверхности разрастается в геометрической прогрессии, т.е. работает на съём такая вставка лучше, чем тарельчатый клапан.
4. Такую вставку можно ставить в любом удобном месте, идеальная ровная поверхность не нужна, т.к. потом вставка жгётся электродом совместно с основным металлом и вставка приобретает форму оформляющей полости, а вот тарельчатый клапан электродом не пожгёшь.

Читать еще: Идеи душа на огороде

В общем, рекомендую.

Re: Воздушные клапана.

#6 Сообщение Alex4262 » 16 дек 2011, 05:56

Re: Воздушные клапана.

#7 Сообщение Бор » 16 дек 2011, 07:53

Re: Воздушные клапана.

#8 Сообщение Дамир » 16 дек 2011, 08:48

Re: Воздушные клапана.

#9 Сообщение Багаев Олег » 18 дек 2011, 08:11

Тут надо понимать, что поставщики стандартных комплектующих пишут в каталогах непойми чего. Зачастую мои личные представления в корне расходятся с тем, что написано в каталогах.

1. Тут имеет место «защита от дурака». Если каталожники пишут, что клапан предназначен для помощи при съёме, то да, в большинстве случаев это так, но далеко не во всех. Каталожникам главное, чтобы народ непоставил клапана чисто на съём, там, где съём клапаном не поможет и потом не материл поставщика комплектующих.

2. Если каталожники пишут, что некое изделие работает до 200 Цельсиев, то да, наверное в общем случае оно так и есть, но далеко не во всех. Надо понимать глубинные причины, заставившие каталожников указать именно такую цфру.

3. Каталожники продают то, что продаётся. Например, мои любимые японцы из Мисуми в каталоге бодро рисуют пример формы с четырьмя пружинами на контртолкателях. Моё же глубокое убеждение — такая конструкция не просто порочна, но и вредна.

4. Вспомните каталог Хаско конца девяностых. Вспомните какие они поставляли маркираторы (датировщики и пр.) Там была конструкция с буртом на корпусе маркера. Чтобы такую конструкцию использовать, нужно основательно повозиться и с изготовлением и с установкой такого маркировщика. Сейчас же все нормальные люди ставят маркеры просто в цилиндрическое отверстие по посадке и всё.

5. Вспомните конструкцию замков на ползуны в виде резьбового цилидра, из которого торчит шарик. Кто сейчас ставит такие замки? Только те, кто никогда не обращал внимание на западающие и вылетающие в разъём шарики. Но ставят же такие замки. Поэтому их продают.

6. А комплект тяг для форм с третьей плитой! Это же вообще чудо какое-то! Использовал эту конструкцию — всё, считай, что форма в автомате не работает, т.к. центральный литник не выходит полностью из литниковой втулки. Да, конструкция простая и не дорогая, но кому нужна форма, которая не работает в автомате? Эту тему с японцами я обсудил. Японец потупил глазки и гвоорит: это прекрасная конструкция, но предназначена она для использования робота. А прекрасная она потому, что литник всегда остаётся в одном и том же положении не полностью выйдя из литниковой втулки. Вы поняли? Это прекрасная конструкция, оказывается! Но вот в каталоге они не пишут, что это конструкция для робота. Кто надо, тот понимает. Но я думаю, что это наглый звиздёж насчёт робота. Одно из преимуществ третье плиты как раз и заключается в том, что она автоматически сепарирует литники и изделия. Кому нужно вешает кусок брезентухи на третью плиту и ставит два конвейера (один узкий для литников, другой широкий — для изделий). Решение дешевле, и скоростнее, чем робот.

7. Что касается рекомендаций по установке, то рекомендаций по установке в каталоге как правило нет. Если они и есть, то только на такие изделия, где поставщик стандартных комплектующих обжигался не раз, когда покупатели ставили через одно место (например, опорные колонки) и потом материли поставщика комплектующих. И то эти рекомендации очень обтекаемы. Надо понимать, что способов установки того или иного компонента существует море, да и на каждую деталь не напишеь рекомендацию. Но это всё пустяки. Самое неприятное, когда покупатели начнут звонить со словами: «Мы тут всё сделали по вашим рекомендациям, но сломалося, пришлите новую.» Вот если просто говорят: «Сломалося», тогда обычно постащики комплектующих отвечают, что вы, де, неправильно ставили, а как правильно ставить — мы сами толком не знаем. Мы сделаем запрос в наш технический центр, они ответят (через недельку-другую), будете ждать?

8. Не надо думать, что задача компаний-поставщиков стандартных компонентов заключается в том, чтобы диктовать моду в области машиностроения (есть компании, которые продают стандартные детальки не только для форм). Их задача — заработать деньжат немного. Не надо их за это упрекать, нужно думать своей головой, а не головой немцев из компании Хаско или японцев из компании Мисуми и несть умникам числа. Если некая вставка предназначена для вентиляции оформляющей полости, то почему же через неё нельзя нагнетать воздух?

Поэтому, что касается клапанов для съёма, смело ставьте. Вопрос в том куда. Клапана для съёма очень хорошо подходят для съёма изделий типа «поднос», т.е. плоское, широкое, без существенных задержек на пуансоне. Изделие типа ведра скорее всего таким клапаном не снимешь. Вот с «подносом» там всё шикарно получается. Правая плита, в ней горячеканальный инжектор. В плите матрицы и пуансона насковзь на двух уровнях проведены каналы охлаждения и подачи воздуха. Со стороны матрицы тоже поддув сделан, чтобы изделие на пуансоне оставалось. Под плитой пуансона шлиифованные совместно брусья, коорые опираются на левую (крепёжную) плиту. Вот и вся форма. В ней нет движущихся частей. Использованы не тарельчатые клапана, а вставки для вентиляции оформляющей полости. Но и это не всё. Центрирующие колонки в форме отсутствуют, а центрируется форма по специальным выступам-впадинам, которые выполнены как единое целое с матрицей и пуансоном на месте центрирующих колонок. Имя такой форме — вечность. Цена ей — 3 копейки. Не смотрите на цены на картинке выше. Конечно, если ставить такие выпара по 2 000 евро за штуку, то цена форме будет далеко не три копейки. Это же каталог для Европы. А для Азии точно такой же каталог, только написан он на китайском языке и цены в юанях. На некоторые позиции цены отличаются более чем в 10 (!) раз.

Эволюция воздушных фильтров: тканевые, проволочные, с маслом и водой

Двигатель внутреннего сгорания любит чистоту и точность. И важным фактором обеспечения высокого ресурса и стабильности работы является чистый воздух для приготовления горючей смеси. Исторически первой машиной с фильтрующим элементом перед карбюратором считается Packard Twin Six 1915 года, но не спешите отдавать ему все лавры. История вопроса куда интереснее.

Пыль крайне нежелательный элемент для мотора. Попадание даже небольшого ее количества приводит к ускоренному износу цилиндро-поршневой группы, клапанов, загрязнению карбюратора и быстрому старению масла. В общем, пыль нужно исключить, и создатели даже первых моторов прекрасно это понимали. Но почему до 1915 года не создавали машин с серийными фильтрами?

Читать еще: Конкурсы к Новому Году Здравствуй Дедушка Мороз

Собственно, история фильтра как отдельного элемента действительно начинается с 1915 года, когда он появился как обязательная деталь на передовом Packard Twin Six. Этот люксовый автомобиль с мотором V12 был оснащен передовой системой питания — карбюратором с падающим потоком и жиклерами и системой батарейного зажигания. Собственно, именно новый карбюратор и послужил причиной, по которой машине потребовался воздушный фильтр. На более ранних автомобилях воздушный фильтр был вовсе не обязательной частью конструкции.

Packard Twin Six с двигателем V12 образца 1915 года из-за сложной системы впуска стал первым автомобилем, получившим воздушный фильтр как обязательное оборудование

При умеренном загрязнении воздуха неплохим фильтром выступал сам карбюратор. Тогда в моде были конструкции, крайне далекие от того, что мы видели на «Жигулях» и «Волгах». Очень распространенный и удачный карбюратор F.W. Lanchester с фитильным испарением обладал функцией фильтрации воздуха: пыль задерживалась в смоченных бензином фитилях и попадала в топливный бак, откуда регулярно вымывалась в процессе технического обслуживания. Схоже устроенные конструкции с поверхностным и фитильным испарением также обладали способностями к фильтрации воздуха, которых хватало для двигателей тех времен.

И только с появлением карбюраторов с поплавковой камерой постоянного или переменного сечения диффузора потребовалось применить отдельный воздушный фильтр, чтобы предотвратить загрязнение жиклеров смесительной системы. И даже в этом случае карбюратор зачастую очищал воздух. Тяжелые фракции связывались с топливом и на конструкциях с восходящим потоком удерживались от попадания во впускной трубопровод, а потом стекали в воздушный фильтр или задерживались в масляных отложениях — моторы без сальников клапанов и с маслонаполненными фильтрами имели «мокрый» от масла впуск.

При необходимости работы преимущественно в условиях высокого загрязнения, например в двигателях танков или тракторов, применяли опционные воздушные фильтры. Так, тракторы компании Caterpillar с 1910 года при необходимости могли оснащаться фильтром на заводе. Разнообразие конструкций начала века достаточно велико, но можно выделить несколько основных типов. Во-первых, фильтрация через ткань, проволоку или бечевку с масляной пропиткой. Как видите, предки современных «нулевиков» имеют солидный возраст. Сменные бумажные фильтры «мокрого» и «сухого» типа тоже появились очень давно. Фильтрация воздуха между стальными пластинами и сеткой, смоченными маслом, метод более грубый, но для больших моторов при слабом загрязнении воздуха достаточно действенный. И наконец, инерционная фильтрация в «сухом» и «мокром» вариантах, с водой и маслом.

Большинство конструкций имели в своем составе сразу несколько технологий, так, инерционная фильтрация центробежного типа сочеталась с фильтрацией сменным бумажным элементом, смоченным в масле, как на уже упомянутом Packard. В 1922 году на машинах Rickenbacker впервые применили «сухой» воздушный фильтр с одноразовой бумажной вставкой. Впрочем, одноразовость была довольно условная: каждые 500 миль фильтр рекомендовалось чистить, а ресурс до замены составлял около трех тысяч миль.

Не удивляйтесь, что одноразовые фильтры применяли на таких дорогих машинах. Более дешевые, например Ford Model T, который выпускался до 1927 года, фильтров не имели вообще — они даже не были предусмотрены конструкцией. И только на Ford Model A в качестве опции стали предлагать «сухой» сменный фильтр Air-Maze для карбюратора Zenith. Однако большая часть машин до конца 30-х этой детали конструкции так и не получила. А вот в послевоенные годы доступ к технологиям фильтрации стал массовым и большинство машин в США получили сменные бумажные фильтры в качестве штатного оборудования.

Для грузовой техники в условиях преобладающих грунтовых дорог и при недостаточно развитой инфраструктуре обслуживания популярностью пользовались фильтры инерционного типа, не требующие частой смены специальных фильтрующих элементов. Подобные конструкции получили широкое распространение и в Европе, с ее малыми тиражами техники, умеренным климатом и хорошими дорогами. Для работы большинства подобных конструкций требовались лишь масло, вода или другая жидкость. Иногда второй ступенью фильтрации выступал моющийся фильтр на основе тканевого или бумажного элемента.

Для тракторов и военной техники применялись те же технологии, но в заметно усиленном виде. Так, обычные центробежные фильтры заменялись на более компактные и производительные типа «мультициклон», представляющие собой батарею фильтрующих инерционных фильтров малого размера, а тканевые фильтрационные материалы заменялись на короба с металлической проволокой в масле, которые были намного долговечнее и при большом расходе масла обеспечивали не худшее качество.

Вот как описывается конструкция фильтра типа «мультициклон» на танке Т-44А в книге М. Коломийца «Наследники „тридцатьчетверки“»: «Воздухоочиститель состоял из корпуса с приваренным к нему бункером, кассеты с проволочной набивкой (так называемой «канителью»), лючка для высыпания пыли из бункера и прижимных пластин, крепящих кассету».

Такая конструкция требовала очистки кассеты каждые 10–12 часов работы двигателя. Для столь тяжелых условий эксплуатации на дизельном моторе — результат вполне приемлемый. На грузовых автомобилях, предназначенных для движения по асфальтовым и усовершенствованным покрытиям, интервалы обслуживания составляли 15–30 часов, а в привычных большинству из вас единицах измерения — от 500 до 1000 километров.

Постепенно конструктив фильтра пришел к виду, вполне привычному для тех, кто застал автопром 70-х годов. В цилиндрический корпус воздух поступает через щели или патрубок на внешней части, внутри поток разворачивается на 180 градусов над зеркалом масляной емкости и проходит через короб с металлической проволокой или синтетическим шнуром, который пропитан маслом, масло за счет капиллярного эффекта поднимается снизу фильтра.

Потоки воздуха организованы так, что воздух закручивается вокруг центральной оси цилиндра, а забор осуществляется в центре. Такая схема срабатывает как еще одна ступень фильтрации, на этот раз инерционно-центробежная. Эффективность достаточно высокая, особенно на тяжелых и плотных частицах. Обслуживание несложное: промыть бензином в тазике, залить пол-литра масла и снова ездить. Повторять каждые 300–500 моточасов, а при движении по грунтовым дорогам — в два-три раза чаще. Например, для ГАЗ-21 интервал обслуживания составлял 3000 километров, где-то раз в 100 часов. Для машин 60–70-х годов — вполне приемлемые сроки технического обслуживания.

Вытеснение масляно-инерционных фильтров сменными бумажными элементами произошло в первую очередь на легковых автомобилях, производимых в США. Такие преимущества бумажных фильтров, как отсутствие обслуживания в процессе работы, независимость качества фильтрации от положения относительно горизонта, простота замены и малая стоимость изготовления, подкрепляемые малым сопротивлением потоку, позволили сделать так, что мощные моторы оказались востребованы. А единственный недостаток заключался в необходимости регулярной замены фильтров.

Сетчатый воздушный фильтр

В Европе, где уровень жизни был ниже, а торговые сети не столь хороши, масляная фильтрация продержалась дольше. А в СССР, который старался делать машины, способные ездить веками при наличии рядом небольшой мастерской и с постоянным дефицитом какой-нибудь мелочи, от инерционной фильтрации стали отказываться только после демонстрации успешного массового использования сменных элементов на «Жигулях».

Впрочем, инерционная фильтрация сдаваться не собирается. Мультициклоны и просто лабиринтные фильтры применяют не только на тяжелой технике, но и в обычных легковушках. Присмотритесь к конструкции корпуса воздушного фильтра на вашей машине — вполне возможно, что вы обнаружите и элементы инерционной фильтрации воздуха, что позволяет увеличить ресурс сменного бумажного элемента.