Въздушните филтри се използват във всички типове двигатели. Тяхната основна задача е да очистят въздуха в двигателя от малки замърсяващи частици, съдържащи се във въздуха (пепел, пясък), а така също от отровни газообразни примеси и абразивни частици. По този начин въздушните филтри създават оптимални условия за работа на двигателя. Те са устроени по следния начин: филтроелемент (мрежа, хартия или хемоабсорбент), които по принцип е сменяем и защитен кожух. В двигателите на товарните автомобили кожусите на въздушните филтри имат цилиндрична форма и са разположени извън корпуса на двигателя.
Най-често срещани типове: пръстеновидни и панелни. Пръстеновидните сe произвеждат във вид на кух цилиндър от гофриран филтърен материал. Потокът въздух попада на външната повърхност на въздушния филтър и през филтриращи стени преминава вътре (в кухината на цилиндъра) от където през открит край се отправя вътре в двигателя.
Панелните въздушни филтри са по- икономични и удобни при използване. Такива въздушни филтри представляват плоски гофрирани прегради, които удържат примесите от преминаващия през тях въздух.
Двигатели на техники, работещи в места с висока запиленост (строителни площадки, мини, кариери, пътно-строителни работи и др.), се нуждаят от допълнително чистене на въздуха. На тях се установяват допълнителни вътрешни въздушни филтри. Те се намират вътре в основните въздушни филтри и работят като запасни - защитават двигателя от попадане на пепел и пясък в случай на повреда на външните филтри.
Като филтърен елемент във въздушните филтри се използват целулоза, целулоза с полиефирна импрегнация, чиста синтетика или композиционни материали. Полиефирната целулоза се импрегнира и увеличава устойчивостта си, а синтетиката още повече увеличава устойчивостта на материала. Благодарение на голямата повърхност на работните зони във филтърния елемент, такива въздушни филтри имат много висока степен на ефективна очистка: до 99,99%.
Donaldson произвежда над 2000 модела въздушни филтри от различни типове, които подхождат фактически за всяка единица техника в света! Един от най- впечатляващите резултати на Donaldson по отношение на филтрацията на въздуха се явява степента на очистка над 99,99%, което прави концерна световен лидер по този показател.
Това много ли е или малко?
При въздушен филтър с ефективност на чистене 99% от 1 кг пепел в двигателя попад 10 г, при 99,9% - 1 г, а при 99,99% - през въздушния филтър ще проникне едва 0,1 г!
Такова нищожно постъпление на замърсени частици през въздушния филтър съществено ще намали повредите в двигателя и ще намали неговото износване, което ще намали стойността и увеличи експлоатационния период на техниката, ще икономиса гориво и масло.
Освен това, такава висока степен на ефективност стабилизира пропусквателната способност на въздушните филтри, а налягането на въздушния поток на филтърния елемент остава постоянно.
Някои въздушни филтри Donaldson притежават система за отсяване на големите частици, като повишават вместимостта и експлоатационния срок на самия филтър. Принципът на работа на такава система е предварителна филтрация на въздушния поток от запилени частици с голям размер под действие на центробежни сили. Въздушните филтри с такава конструкция имат степен на ефектива очистка около 80%, т.е. от 5 кг пепел на филтъра попада примерно 1 кг.
Въздушните филтри Donaldson понякога са комплектовани с индикатор за обслужване, който показва необходимостта от филтрация или смяна на филтърния елемент.
Благодарение на използвания индикатор при обслужване на въздушните филтри отпада необходимостта да се разчитат интервалите за проверка и смяна на филтърния елемент на основание отработени часове (такива разчети имат ниска степен на точност), или определят нивото на замърсеност на филтъра “на око”. С помощта на индикатора ресурса на филтроелемента се използва максимално, като в същото време, при своевременна смяна въздушните филтри не работят напразно.
Бързите темпове на развитие на съвременната техника изискват повишена ефективност на въздушните филтри, които могат да бъдат достигнати само благодарение на използването на иновационни технологии. Именно такива технологии Donaldson реализира в конструкциите на своите въздушни филтри: RadialSeal™, Pleatloc™, PowerCore™, Ultra-Web™ и Alexin™.
RadialSeal™ осигурява самонаместване и самоуплътнение на въздушните филтри по време на полагане. Полиуретановото уплътнение се натиска по окръжността към външната повърхност на изходната тръба на въздушния филтър и създава уплътнение около него.
Уплътнението на въздушния филтър постепенно се свива на нивото на всеки край. Тази характеристика осигурява идеално уплътнение на въздушния филтър, голяма безопасност на установките и равномерно свиване на всички уплътнения.
Полиуретановият материал е втори по важност компонент на картриджей (касетъчните) въздушни филтри. Той осигурява уплътняване между филтриращата среда и изходната тръба. Този високотехнологичен материал, се отличава от полиуретана, използван в автомобилната промишленост. Има много високи механични характеристики (компресия, огъване, износване, вибрация), които са необходими в използването при тежки натоварвания. Материалът е разработен от компанията Donaldson и се използва само във въздушните филтри фирмено производство- както за закрити, така и за открити крайни елементи RadialSeal™ на различни въздушни филтри.
Частите на въздушните филтри са изпълнени от метални галванизирани мрежи, осигуряващи най-голямо възможно сечение на въздушния поток. Благодарение на това елемента RadialSeal™ има много ниско начално съпротивление, което удължава експлатациония срок на въздушния филтър. Частите имат две функции: вътре укрепват елемента RadialSeal™, а отвън го защитават при обръщане.
Цилиндрите присъстващи на някои въздушни филтри RadialSeal™ са изпълнени от полимерно полуеластично лепило и прилягат към горните части на гофрирания материал на филтъра. Тази особеност се използва в случаи с много високи пулсации и вибрации и позволява да се предотврати триенето на частите от въздушните филтри и да се избегне тяхното преждевременно старение, което също така стабилизира средата.
Pleatloc™ - нова разработка на Donaldson за стандартни пръстеновидни въздушни филтри. Основна цел на Pleatloc™ е да осигури равномерен промеждутък между гофрираните повърхности на филтърния материал във въздушните филтри и да предотврати тяхното слепване, например в условият на повишена влажност. В резултат от изпозлването на тази технология се достига надеждност при работа на въздушните филтри, стабилна пропускателна способност и по- високо прахово натоварване.
Независимо от това, че Donaldson произвежда най- добрите в света филтърни материали за въздушни филтри от целулозата на канадски бор, постоянно растящите изисквания към системите за въздушна филтрация на техниката водят до разработка на материали с принципно нови филтриращи механизми на въздушния поток.
PowerCore™ се явява революционна технология, в основата на която лежи структурата на филтроелемента (виж. рисунката по-долу), състоящ се от паралелни надлъжни канали, разделени с мембрана от филтърен материал и закрити полиуретанови запушалки, като въздуха подаващ се от откритата страна в единия канал, закрит от страна на излизащия въздух, преминава през мембраната в паралелни канали, закрити от страна на входа. При това материала за разлика от стандартната мембрана се разполага многослойно (на руло).
В резултат въздушните филтри притежават няколко пъти по голяма повърхност за филтрация при същото входно сечение. Това увеличава пропускателната способност и чистенето на въздушния филтър, значително намалява съпротивлението на въздушния поток, и позволява филтрите да се изпълнят по- компактни при същите характеристики, т.е. отсъстват големи външни и вътрешни обеми на филтърния елемент, необходими за работа на традиционните въздушни филтри. Допълнителна полезна особенност на новия материал се явява възможността да се създадат въздушни филтри със всякаква форма (а не само кръгли), което дава на конструкторите по-големи възможности за подобряване на ергономията.
Допълнителни преимущества въздушните филтри Donaldson притежават, благодарение на разработените от концерна синтетични филтриращи наноматериали, създадени по технологията Ultra-Web™, разработени и запатентовани от Donaldson.
Тези материали се справят с основния недостатък на целулозите, а именно относително големите и неравномерно разпределени влакна с диаметър 10-50 мкм, които трудно задържат замърсяващи частици по-малки от 10мкм. В същото време разработения от Donaldson материал има размер на влакната от 1 до 5 мкм и от 2 до 5 пъти по голяма честота на 1 кв.см. при висока равномерност на разпределението. По долу на рисунката е показано изображение на материал от целулоза (в ляво) и синтетични микровлакна (в дясно) в мащтаб на частиците от 2 и 5 мкм.
Във въздушните филтри слоя синтетични микровлакна се използва в комбинация с целулозата или други по-дебели синтетични влакна, което увеличава общата устойчивост на филтроматериала, а така също неговия капацитет на замърсяване за сметка на ешелонираната работа на слоевете (големите частици се задържат на едно ниво, малките – на друго).
Въздушните филтри Donaldson използват фактически всички модели техника, като: Liebherr, Caterpillar, Komatsu, Terex, Hitachi, Case New Holland, John Deere, КамАЗ, Volvo, M.A.N., Scania, Fiat, Deutz, Perkins, Detroit Diesel, Demag, Mitsubishi, МТЗ, Renault, DAF, ERF, Freightliner, Cummins, Wirtgena, Vogele, Ham, Bomag и други.
