Świeże powietrze w podróży

Fot. MANN+HUMMEL

W samochodach osobowych filtr kabinowy to sprawa komfortu i zdrowia

Słoneczna, wiosenna pogoda zachęca do samochodowych wyjazdów za miasto. Po drodze chętnie otwieramy okna, by rozkoszować się świeżym powietrzem. Jest to jednak przyjemność bardzo ryzykowna.

Nad każdą ruchliwą ulicą unosi się niewidzialny, lecz wręcz toksyczny tunel spalin, sadzy i kurzu. Szczególna koncentracja tej szkodliwej dla zdrowia mieszanki występuje na skrzyżowaniach, gdzie część pojazdów emituje spaliny, oczekując na zielone światło, a równocześnie inna emituje je jeszcze intensywniej podczas przyspieszania. Sytuacja zdaje się zdecydowanie poprawiać po wyjeździe z obszaru zabudowanego na otwartą przestrzeń, gdzie poza czystym powietrzem delektować się można bujnie kwitnącą roślinnością. Niestety, to tylko pozory. Warstwa spalin nad szosą jest może bardziej niż w mieście rozcieńczona, ale do gazowych zanieczyszczeń atmosfery dołączają się: przydrożny kurz i pyłki z kwitnących drzew i kwiatów, będące coraz częściej przyczyną różnego rodzaju alergii, kataru siennego, a nawet podrażnienia skóry i schorzeń astmatycznych.... Gdy sobie to wszystko uświadomimy, w pierwszym odruchu szczelnie zamykamy okna, chociaż to nie ma żadnego praktycznego znaczenia. Powietrze wpływa przecież do wnętrza nadwozia przez system wentylacyjny lub klimatyzacyjny, a jego zanieczyszczenia, jak wykazują badania, gromadzą się w samochodowych kabinach, osiągając stężenia większe niż na zewnątrz.

Filtry kabinowe

Tylko one w obecnych warunkach ruchu drogowego i przy cechującej dziś ludzką populację zwiększonej podatności na rozmaite alergie mogą zapewnić pasażerom samochodów skuteczną ochronę. Potwierdza to już prawie dziesięcioletnia praktyka ich stosowania w samochodach osobowych, ciężarowych i autobusach. W USA już około 30% użytkowanych samochodów wyposażonych jest w filtry kabinowe, w Niemczech – aż 50%. Poza tym w Europie prawie każde nowe auto ma w swym wyposażeniu fabrycznie zamontowany filtr kabinowy.

Filtry te dzielą się na przeciwpyłkowe i wielofunkcyjne (tzw. kombi). Pierwsze z nich wykonywane są z włókniny, zatrzymującej niemal całkowicie kurz, sadzę i pyłki roślinne. Drugie (np. adsotop® MANN-FILTER) mają dodatkową warstwę filtrującą z węgla aktywnego, dzięki czemu absorbują ok. 95% obecnych w powietrzu szkodliwych gazów, takich jak ozon lub tlenki azotu.


^{Rys.: W samochodach osobowych filtr kabinowy to sprawa komfortu i zdrowia, w pojazdach użytkowych wiąże się dodatkowo z wydajnością pracy}

Węgiel aktywny wytwarzany jest z łupin orzechów kokosowych, które po zmieleniu na drobny pył przetwarzane są w gąbczastą masę. W jej mikroskopijnych porach osadzają się właśnie molekuły niepożądanych gazów. Skuteczność tej filtracji zależy od bogactwa struktury węglowej warstwy, czyli od wielkości jej aktywnej, kontaktującej się z powietrzem powierzchni. W jednym kabinowym filtrze samochodowym znajduje się od 100 do 300 gramów węgla aktywnego o powierzchni równej (np. w filtrze MANN-FILTER CUK 2862 do VW Golfa) 23 boiskom do piłki nożnej (150 000 m2).

Szczegóły konstrukcyjne i technologiczne

Jakość filtrów kabinowych zależna jest od rodzaju zastosowanych mediów filtracyjnych i sposobów ich obróbki. Bardzo istotna jest także szczelność osadzenia przegród filtrujących w obudowach oraz aerodynamika przepływów powietrza. Medium włókninowe musi się składać z kilku warstw separujących kolejno coraz drobniejsze cząstki stałych zanieczyszczeń, aż do wielkości poniżej jednego mikrometra.

Filtr węglowy musi zawierać dodatkowe warstwy nośne dla obustronnej, mechanicznej stabilizacji substancji aktywnej.

W przeciwieństwie do filtrów powietrza stanowiących osprzęt silników, filtry kabinowe muszą się odznaczać bardzo niskimi oporami przepływu, ponieważ ruch powietrza jest w nich wymuszany znacznie mniej intensywnie przez stosunkowo słaby silnik dmuchawy klimatyzacyjnej.


^{Rys.: Zwykły filtr kabinowy ma kilka warstw medium filtracyjnego, w filtrach kombi uzupełnia je warstwa substancji aktywnej}

Stopień separacji zanieczyszczeń, wielkość powierzchni przegrody filtracyjnej i różnica ciśnienia panującego po obu jej stronach muszą być w dobrym filtrze bardzo dokładnie do siebie dobrane, gdyż zmiana jednego z tych parametrów natychmiast zmienia pozostałe. Optymalne efekty osiąga się tu poprzez stałe doskonalenie struktury mediów filtracyjnych i ich przestrzennego ukształtowania (fałdowania przegród). Dodatkowa trudność polega na dostosowaniu zewnętrznych rozmiarów całego filtra do ograniczonej przestrzeni montażowej, wyznaczanej producentom filtrów przez konstruktorów samochodów.