Het luchtfilter


TECHNIEK VAN TOEN
 

Het luchtfilter

 

In eerdere nummers zijn we al eens bezig geweest met de gasfabriek,
maar het onderdeel waar alles mee begint hebben we nog niet eerder onder de loep genomen.
Het begrip “luchtfilter”duikt zo rond 1929 op bij de tweewielers;
er werd een geheimzinnig blikken doosje op de carburateurinlaat geplaatst.
Men kende dit doosje allerlei beschermende krachten toe.
In ieder geval was er wel al het besef dat ongereinigde lucht de levensduur van de motor aanzienlijk kon bekorten.
In de loop der jaren zijn er allerlei systemen ontwikkeld om de stofdeeltjes effectief te scheiden
van de lucht zonder dat de lucht teveel wordt tegengehouden en het filter te snel vol raakt.  

Motorschade 

Schone lucht is van groot belang voor de levensduur van de motor.
In de aangezogen lucht zitten stofdeeltjes en andere verontreinigingen
die ernstige schade aan de motor kunnen toebrengen.
Vooral de combinatie van vuil met olie is funest omdat daardoor een soort schuurmiddel ontstaat
waardoor de slijtage versneld wordt.
Zo verwijdert dit schuurmiddel de hoongroeven in de cilinder en neemt de zuigerveerslijtage toe.
Hierdoor verslechtert het motorrendement en stijgt het olieverbruik (bij viertakten).
Deze slijtage vormt een veel groter deel van de totale zuiger- en cilinderslijtage
dan de “natuurlijke” slijtage door het aantal draaiuren van de motor.

 

 Al vrij snel werd door proefnemingen met verschillende soorten stof vastgesteld
dat heel fijne stofdeeltjes geen schade aanrichten .
Vanaf ongeveer 5 micron (5/1000 mm) kan er schade ontstaan.
Deeltjes die kleiner zijn en die wij bijvoorbeeld alleen in de zonnestralen zien
dwarrelen richten dus geen schade aan! .
Deze diameter zit normaal gesproken nog onder de zichtbaarheid- grens
(zie bovenstaand figuur).

 

In de figuur een doorsnede van de cilinderwand.
De bovenste situatie toont de slijtage na gereden te hebben zonder filter,
daaronder het resultaat van twee verschillende filtertypen
 

Adhesie

 Een van de belangrijkste effecten die we bij onze tweewieler luchtfilters gebruiken is de adhesie,
de aantrekkingkracht tussen het stof en het filter.
Deze adhesie wordt nog verstrekt indien het materiaal elektrisch isolerend is
zodat de langsstrijkende lucht en het stof statische elektriciteit opwekken.
Stof en lucht scheiden is niet zo gemakkelijk omdat de luchtsnelheid in het systeem
sterk varieert al naar gelang de motorbelasting en het filter natuurlijk niet teveel weerstand mag hebben.
In onze stalen rossen is de ruimte voor een filter nogal beperkt
en we moeten ook nog rekening houden met
geluiddemping, trillingen, standveranderingen van het luchtfilter
(denk hierbij aan een oliebadluchtfilter) en opvangcapaciteit.
Er is dus niet één goed systeem; het wordt voor gewone gebruiksmotoren altijd een compromis.
Bij sterk opgevoerde (race) motoren wordt natuurlijk vooral gekeken naar de luchtweerstand
en speelt de levensduur(dus de slijtagefactor) en de geluiddemping een beperkte rol.        

Centrifugaalfilter

In Frankrijk was van oudsher de metalen zeef of het vilten element populair,
terwijl in Duitsland het centrifugaal filter opgang deed.
Bij deze laatste  wordt de lucht in een draaikolkbeweging gebracht waardoor vooral de zwaardere
(dus grotere) stofdeeltjes  “uit de bocht vliegen” en in het filter achterblijven.
Dit filter kan alleen de grotere stofdeeltjes vanaf 20 micron tegenhouden
en werkt ook bij lage luchtsnelheden slechter.
 

Gaasfilter

Daardoor moest er nog op een ander manier aanvullend gefilterd worden met een gaasfilter.
In de begintijd was het met olie doordrenkte metaalwolfilter populair.
Het principe werd al in 1915 uitgevonden door Dr. Wittemeyer.
Het probleem van het “losse” staalwol was echter dat het zich na verloop van tijd ging ophopen.
Als snel werd toen overgegaan op een vaste labyrint structuur, een soort kippengaasconstructie.
Deze constructie gaf ook minder luchtweerstand.
Meestal moet het materiaal nog met olie bevochtigd worden om de hechting van het vuil te bevorderen.
De laatste decennia wordt het kunststofgaasfilter toegepast.
Het is wel cruciaal het filter tijdig te reinigen omdat anders ongezuiverde lucht richting de motor gaat.
Dit komt doordat het olielaagje op de filterlamellen na verloop van tijd volledig bedekt raakt
met stof waardoor het stof wat later binnenvliegt niet maar blijft plakken.
Hiernaast twee detail opnamen van het metalen gaasfilter;
de (derde) onderste foto in de figuur geeft een zwaar vervuild filter weer. 
Vilt was in principe een prima luchtfiltermateriaal  
maar is vanwege het grote benodigde oppervlak nauwelijks geschikt voor tweewielers.
Hieronder links een voorbeeld van  een combinatie filter.     
 
 
Rechts van boven naar beneden: een (groot) filter met vilt,
een filter met ronde opening (houdt een hoeveelheid olie zwevend in de lucht)
en een normaal gaasfilter.
          

           

Om het “sportieve”geluid van de naar binnen huilende lucht te dempen
wordt veel gebruik gemaakt van aanzuiging via het frame; de lucht komt hierin eerst tot rust.
Ook wordt er op deze manier minder vuile lucht aangezogen.
Rechts de normale bevestiging van een gaasfilter.
Het verdient aanbeveling het filter “3” elke 3000 km te reinigen in benzine
en weer opnieuw te bevochtigen met olie.

 

Geert Smid