فرادرسفیلتر هوای خودرو چگونه کار می‌کند؟ — آشنایی اولیه
هنگامی که بحث تنفس کردن به میان می‌آید، هوای تمیز یکی از نیازهای بشریت است. اما آیا تا به حال متوجه شده‌اید که موتور خودرو نیز نفس می‌کشد؟ انسان‌ها برای زنده ماندن به هوای تازه و تمیز نیاز دارند. اگر هوا آلوده باشد، به طور مستقیم سلامت ما را تحت تأثیر قرار خواهد داد.
به همین منوال موتور خودرو برای نفس کشیدن نیاز به هوا دارد. این نیاز از طریق یک ورودی هوا برای احتراق سوخت هنگامی که موتور کار می‌کند، پاسخ داده می‌شود. حال سؤالی که اینجا مطرح می‌شود این است که آیا موتور نیز به هوای تمیز نیاز دارد؟ چه عواملی باعث آلوده شدن هوا در موتور می‌شوند؟ چگونه هوا را در موتور تمیز می‌کنند؟ فیلتر هوا چگونه کار می‌کند؟
سیستم فیلتر هوای موتور خودرو سامانه‌ای شامل فیلترهای ساخته‌شده از مواد مختلف است. این فیلترها به موتور برای حذف یا فیلتر کردن مواد خارجی مانند ذرات جامد، گرد و غبار و باکتری موجود در هوا کمک می‌کند. این عملکرد به نوبه‌ی خود موتور را از نقایص مختلفی مانند خوردگی، سایش، پارگی و مشکلات دیگر ناشی از آلاینده‌ها در امان نگه می‌دارد. فیلتر کردن همچنین کیفیت احتراق را افزایش می‌دهد. افزون بر آن، سیستم فیلتر هوای موتور باعث جلوگیری از تنفس هوای مضر فضای بیرون توسط مسافرین می‌شود.
نیاز به فیلتر هوا
همان‌طور که قبلا گفته شده است، موتور نیاز به هوای تازه و تمیز دارد تا نفس بکشد؛ هوای آلوده ممکن است عملکرد مناسب موتور را تحت تأثیر قرار دهد. در نتیجه به دلایل زیر یک خودرو باید به فیلتر هوا مجهز شود.
- یک وسیله نقلیه به فیلتر در ورودی هوا به عنوان منبع اصلی احتراق نیاز دارد؛ هوای تازه برای تهیه مخلوط هوا و سوخت با نسبت مناسب ضروری است تا بهترین عملکرد حاصل شود.
- آلاینده‌ها در هوا می‌توانند نقایص مختلفی در موتور مانند خوردگی پیستون و دیوار سیلندر را ایجاد کنند. همچنین آلاینده‌های جامد می‌توانند موجب خوردگی و پارگی اجزای مختلف موتور شوند.
- هوای تمیز، انتشار گاز خروجی آلوده از اگزوز وسیله نقلیه را کاهش می‌دهد. این امر به این دلیل است که هوای تمیز باعث احتراق کامل سوخت در خودرو می‌گردد.
- یک وسیله نقلیه با فیلتر هوای مناسب نیاز به نگهداری کمتری دارد.
- هنگامی‌که بحث در مورد تهویه هوا در جایگاه مسافر می‌شود، نیاز به این سیستم افزایش می‌یابد زیرا سلامت مسافر در اولویت قرار دارد.
- فیلتر هوای با کیفیت مناسب در یک خودرو نیاز به تعویض روغن موتور را کاهش می‌دهد، زیرا عمر روغن موتور بستگی به سایش و پارگی اجزای موتور دارد.
انواع فیلتر هوای مورد استفاده در موتور خودرو
فیلتر هوای کابین مسافر
همان‌طور که در مورد افزایش آلودگی هوا در شهرهای مختلف مانند دهلی هند بحث می‌شود، ارگان‌های زیادی برای جلوگیری از این آلاینده‌های خطرناک که می‌توانند باعث مشکلات تنفسی در مردم شوند ایجاد شده‌اند. یکی از اقدامات این است که یک فیلتر هوا در مسیر جریان هوای کابین مسافرین قرار گیرد. این ایده در سال 1940 توسط شرکت «نش موتورز» (Nash Motors) ارائه شد که منجر به طراحی فیلتر هوای کابین برای مسافران گشت.
این نوع راهکار، شامل فیلترهای هوایی است که برای مناسب نگه داشتن شرایط تنفسی کابین مسافر استفاده می‌شود تا در هنگام مسافرت، افراد حاضر در کابین هوای غیر آلوده‌ی فیلتر شده را تنفس کنند ضمناً اطمینان حاصل گردد که گازها و ذرات خطرناک تولید شده توسط موتور نیز به درون کابین راه پیدا نمی‌کنند. این امر به نوبه‌ی خود، باعث حفظ سلامت آن‌ها می‌شود.
فیلترهای کابین مسافر معمولا در مجرای هوایی قرار می‌گیرند که تهویه کابین را به بیرون متصل می‌کند. این فیلترها در حالت رایج به صورت مستطیلی شکل هستند.
فیلتر هوای موتور احتراق داخلی یا فیلتر هوای ورودی
همان‌طور که قبلا گفته شد، احتراق سوخت در موتور احتراق داخلی نیاز به ترکیب مناسب و از پیش تعیین شده‌ی هوا و سوخت دارد. هوای مورد استفاده از فضای بیرونی گرفته می‌شود که با بسیاری از مواد خارجی مانند گرد و غبار، ذرات جامد و غیره آلوده شده است. این موضوع خود می‌تواند از طریق سایش، پارگی و آلوده شدن به موتور آسیب برساند و باعث کاهش عمر آن گردد. بنابراین در سیستم ورودی خودرو یک فیلتر هوا (فیلتر هوای ورودی) قرار داده می‌شود.
این فیلتر همچنین یک مخلوط هوا و سوخت با کیفیت بالا فراهم می‌کند که برای احتراق مناسب و کامل سوخت ضروری است. ضمناً فیلتر هوای ورودی باعث کاهش انتشار آلودگی از اگزوز موتور می‌شود.
انواع مختلف فیلتر هوای استفاده شده در خودرو عبارت‌اند از:
- کاغذی: برخلاف کاغذ معمولی که برای نوشتن استفاده می‌شود، این فیلتر به یک صافی با تخلخل ریز مجهز است. فیلتر کردن هوا با محدود کردن جریان آلاینده‌های جامد و ذرات گرد و غبار انجام می‌شود.
- فومی: فیلتر معمولی اسفنج مانند در خودرو استفاده می‌شود که آلاینده‌های داخل هوا را از طریق آن جذب می‌کند.
- پنبه‌ای: تور پنبه‌ای روغنی به عنوان یک فیلتر در خودرو استفاده می‌شود. این نوع فیلتر، نسخه اصلاح شده فیلترهای کاغذی و فومی است. به‌طوری‌که «جذب سطحی» (adsorption) و «جذب» (absorption) ذرات جامد و سایر آلاینده‌های خطرناک به راحتی در این سیستم انجام می‌گیرد.
توجه داشته باشید که درنهایت در تمام خودروهای اصلاح‌شده، «فیلترهای ذوزنقه‌ای شکل» (trapezoidal shaped filters) استفاده می‌شود. زیرا این نوع از فیلتر، فیلتراسیون بهتر هوا را به همراه جریان موردنظر فراهم می‌کند.
از این دست مطالب را می‌توانید در لینک‌های زیر دنبال کنید.
- دروس مهندسی مکانیک
- تهویه مطبوع چیست؟ — به زبان ساده
- آموزش کاربرد نرم افزار آدامز در صنایع خودرو
- آنچه باید در مورد خودروهای هیبریدی و برقی بدانید
- بهترین خودروهای هیبرید ۲۰۱۸ را بشناسید
^^
