Испытания угольных салонных фильтров по стандартам ISO 11155

Когда интуиция вредит технике

Как тестируют угольные салонные фильтры в лабораториях? Подробный разбор методов испытаний на частицы и газы, стандартов ISO 11155, оборудования и параметров отчета. Узнайте, как проверяют эффективность и долговечность.

Тестирование угольных салонных фильтров проводится в специализированных аэродинамических и химических лабораториях в соответствии с профильными стандартами (ISO, EN, ASTM, а также внутренними стандартами автопроизводителей). Ниже представлен детальный обзор процесса испытаний.

Подготовка и оборудование для испытаний

Для проведения испытаний требуется комплексное оснащение:

• Аэродинамический стенд с точным контролем расхода, температуры и влажности воздуха.
• Источники загрязнителей: генераторы тестовых аэрозолей (частиц) и газовых смесей.
• Измерительная аппаратура: газоанализаторы (NO₂, O₃, SO₂, NH₃, формальдегид, толуол и др.), счетчики частиц (PM10/PM2.5/PM1), манометры перепада давления.
• Климатическая камера для долговременных и циклических испытаний.
• Система предварительного кондиционирования фильтра (температура/влажность).

Рис. 1. комплекс для исследований в аэродинамической трубе AeroLab

Основные виды испытаний салонных фильтров

Аэродинамическое сопротивление
Измеряется начальный перепад давления (ΔP) при номинальном расходе воздуха (обычно 120–300 м³/ч для легковых авто). Затем фильтр нагружают стандартной пылью (Arizona dust, A2 fine dust) и фиксируют рост ΔP вплоть до предельного значения, определяя пылеемкость.

Эффективность против частиц (механическая фильтрация)
Определяется мгновенная и интегральная эффективность улавливания частиц по фракциям (0,3–10 мкм). Оценка проводится на свежем и запыленном фильтре при различных расходах воздуха для анализа стабильности работы.

Газофазная адсорбция (очистка от газов) Ключевой тест для угольных фильтров. Подаются целевые газы (NO₂, O₃, SO₂, H₂S, толуол, формальдегид).

• Измеряется коэффициент очистки и время до прорыва (breakthrough time) – момент, когда концентрация на выходе достигает 5-50% от входной.
• Строятся кривые прорыва и рассчитывается динамическая адсорбционная емкость угля.
• Испытания повторяют при разной влажности (30/50/80% RH) и температуре (0–40 °C), так как эти параметры критически влияют на адсорбцию.

Комбинированные испытания (пыль + газы)
Имитация реальных условий: одновременная подача аэрозоля и газов для оценки взаимного влияния. Запыление может снижать газоадсорбционную способность, и наоборот.

Долговечность, старение и герметичность

• Циклические испытания: термо-влажностные циклы, вибрации для проверки механической целостности.
• Тест на герметичность (байпас): выявление утечек воздуха через уплотнения с помощью трассирующего газа или аэрозоля.

Рис. 2. Подбор угля для угольного салонного фильтра

Основные виды испытаний салонных фильтров

• ISO 11155-1: Испытания на удаление частиц.
• ISO 11155-2: Испытания на удаление газов (основной стандарт для угольных фильтров).
• ISO 16890: Для классификации по эффективности против частиц (дополнительно).
• Стандарты автопроизводителей: VW, BMW, Mercedes-Benz, Toyota и др., имеющие собственные, более строгие циклы.

Практические нюансы испытаний

• Подбор угля: Активированный уголь разной пористой структуры подбирается под целевые газы.
• Влияние влажности: Высокая влажность (70–90% RH) значительно снижает адсорбцию полярных газов (NO₂, SO₂), что обязательно проверяется.
• Стабильность условий: Колебания расхода, температуры или влажности во время теста приводят к ложным данным.
• Структура фильтра: Для комбинированных фильтров важна последовательность слоев и ориентация потока, которую необходимо строго соблюдать.

Пример результатов испытаний: насколько хорошо фильтр очищает воздух?

Краткая справка: Независимая лаборатория провела испытания комбинированного салонного фильтра (угольный + противопылевой) по международному стандарту ISO 11155-2.
Цель — оценить его реальную способность удалять вредные газы.

Что и как тестировали?

• Объект: Салонный угольный фильтр [Модель/Артикул].
• Стандарт: ISO 11155-2:2009.
• Условия: Расход воздуха 300 м³/ч, температура 23°C.
• Основные загрязнители:
  • Толуол / Бутан (пары бензина, выхлопы, испарения).
  • Диоксид азота (NO₂) (компонент выхлопных газов, смог).

Ключевые результаты

Эффективность очистки (при нормальной влажности 50%)
Фильтр показал отличную начальную эффективность против наиболее распространенных углеводородных загрязнений.

Фильтр мгновенно и практически полностью задерживает пары бензина и органические газы при установке.

Влияние влажности (главный практический вывод)

Практический приоритет.

Практический смысл: В сырую погоду фильтр хуже справляется с окислами азота из выхлопных газов, но продолжает надежно задерживать пары бензина и органику.

Сопротивление воздушному потоку

• Начальное сопротивление фильтра составило [Значение] Па, что соответствует норме.
• В ходе испытаний сопротивление не возрастало, что подтверждает: задержка газов не забивает фильтрующий материал и не ухудшает работу климатической системы.

Общее заключение по результатам

Испытанный салонный фильтр [Модель/Артикул]:

1. Обеспечивает высокую степень очистки воздуха салона от органических загрязнителей (толуол, бутан) в широком диапазоне условий.
2. Эффективно удаляет диоксид азота (NO₂), но его ресурс по этому газу существенно снижается в условиях высокой влажности (дождь, снег, сырой климат).
3. Обладает стабильным аэродинамическим сопротивлением, не перегружая вентилятор отопителя/кондиционера.

Фильтр подтвердил свою эффективность для комплексной защиты воздуха в салоне автомобиля от газообразных загрязнителей.
*Испытания проведены в аккредитованной лаборатории в соответствии с ISO 11155-2:2009.*
Протокол № [XXX-YYYY] от [ДД.ММ.ГГГГ].

Выходные параметры отчета об испытаниях

• Начальный перепад давления и пылеемкость.
• Фракционная эффективность по частицам.
• Динамическая адсорбционная емкость и время до прорыва по каждому газу при разных условиях (влажность, температура).
• Влияние запыления на газоочистку.
• Данные по герметичности.
• Детальные условия испытаний (расход, T, RH, концентрации).

Современные испытания угольных салонных фильтров — это комплексный процесс, имитирующий реальные условия эксплуатации. Стандарты, такие как ISO 11155-2, обеспечивают объективную и воспроизводимую оценку ключевых параметров: аэродинамического сопротивления, эффективности против частиц и, что наиболее важно, динамической адсорбционной емкости по целевым газам. Результаты таких испытаний позволяют сравнивать фильтры и прогнозировать их реальную эффективность в защите салона автомобиля от загрязнений.