Początki i przyszłość filtracji kabinowej

Od braku filtra po wymianę 2 razy do roku, od przecierania szyby gąbką  po zaawansowane systemy filtracji i klimatyzacji – czy zastanawiasz się czasem skąd się wzięła filtracja kabinowa?

Starsze pokolenie na pewno pamięta nieodzowny element wyposażenia „malucha” – gąbkę do wycierania zaparowanych szyb. To z pewnością dobrze utrwalone wspomnienie, gdyż jeszcze 30 lat temu problem ten dotykał większości użytkowników samochodów niższej klasy. Dlaczego więc parowanie szyb w starszych samochodach uznawano za zjawisko niemalże naturalne? W skrócie można by zacytować klasyka „sorry, taki mamy klimat”, ale zacznijmy od powolnych początków filtracji kabinowej.

Dlaczego Twój dziadek za młodu nie miał w aucie filtra kabinowego?

Do początku lat 70. minionego stulecia projektanci nadwozia skupiali się głównie na tzw. bezpieczeństwie biernym (dziś mówimy pasywnym), czyli na lekkości, wytrzymałości i możliwie niskiej cenie nadwozi samonośnych budowanych zgodnie z obowiązującymi już powszechnie zasadami stosowania tzw. stref kontrolowanego zgniotu. Na drugim miejscu były układy bezpieczeństwa czynnego (aktywnego), ale też ze wskazaniem na lepszą efektywność trakcji, hamowania i kierowania pojazdem. Dopiero badania prowadzone w latach 80., zwłaszcza wśród kierowców samochodów ciężarowych, jednoznacznie wykazały zależność pomiędzy jakością powietrza w kabinie, a zmęczeniem i tym samym prawidłowością reakcji kierowcy.

Wspomnienia z PEWEX-u

W latach 80. ponad 80% produkowanych w Japonii samochodów standardowo wyposażano w układy klimatyzacji z przystosowanymi do nich kanałami przesyłu powietrza. Niestety, pojazdy które trafiały nad Wisłę – ze względu na cenę – klimatyzacji zwykle nie posiadały. Ponieważ powietrze dostarczane z układu klimatyzacji ma wyższą temperaturę i jest bardziej osuszone od tego, które tłoczone jest bezpośrednio z otoczenia przez wentylator dmuchawy, parowanie szyb w tych zubożonych autach występowało niezmiernie często.

Widoki z kabiny „malucha”

W przypadku rodzimych „maluchów” można tylko wspomnieć, że (konstrukcyjnie) głównymi kanałami dostarczania powietrza do kabiny pasażerskiej były szczeliny wokół reflektorów. Kto ze względów estetycznych (lub z obawy o częste kradzieże) wyposażał swojego wymarzonego Polskiego Fiata 126p w szczelnie okalające lampy i „trudno zdejmowalne” ramki, musiał liczyć się z zaparowanymi szybami i słabszą widocznością. Jeśli dodamy wspomnienie o jakości używanych wówczas materiałów tapicerskich czy… naszych ubrań i znacznie mniejszą, niż we współczesnych autach objętość wnętrza, to temat parowania szyb mamy praktycznie wyjaśniony.

Podsumowując, prawie do przedostatniej dekady minionego stulecia „powietrze w samochodzie” traktowane było jak… „powietrze”! O systemach klimatyzacji, a tym bardziej filtracji kabinowej, wspominano głównie w kontekście luksusu.

Skąd wziął się pierwszy filtr kabinowy?

Trudno jednoznacznie określić, kiedy pojawił się pierwszy filtr kabinowy, ale na podstawie dostępnych źródeł historycznych należy sądzić, że nastąpiło to wcześniej niż myślimy. W 1938 r. amerykański producent samochodów Nash Motors Company z Kenosha w stanie Wisconsin wprowadził na rynek urządzenie o nazwie „Wheater-Eye”, uznawane za pierwsze urządzenie ogrzewające i jednocześnie filtrujące powietrze dostarczane do wnętrza samochodu. Składało się ono z dużego zbiornika powietrza z umieszczoną w jego wnętrzu nagrzewnicą zasilaną gorącym płynem chłodniczym z układu chłodzenia silnika. Ponadto Nash po raz pierwszy zastosował wtedy jednorazowy, wymienny filtr oczyszczający powietrze pobierane z zewnątrz. W dzisiejszym rozumieniu był to prosty, przeciwpyłowy filtr powietrza, przypominający bardziej filtr silnikowy.

Rok później ta sama marka opracowała pierwszy własny system termostatycznej klimatyzacji samochodowej (All-Wheater-Eye) wyposażony w tzw. system odmgławiania, czyli odmrażania, automatyczną kontrolę temperatury oraz wspomniany już filtr oczyszczający powietrze kierowane do wnętrza samochodu, który powszechnie zaczęto stosować w samochodach Nash Abassador Statesman dopiero od 1952 roku.

Początki filtrów przeciwpyłowych

Za pierwowzór dzisiejszych filtrów kabinowych, pod względem ich cech użytkowych, możemy uznać filtry typu High Efficiency Particulare Air (HEPA) opracowane tajnie i użyte przez Korpus Chemiczny Armii USA w technologii produkcji masek w latach 40. XX w. (projekt Manhattan). Fakt, że filtry HEPA zdolne są wychwytywać cząsteczki zanieczyszczeń o wielkości ok. 3 µm zainteresował w końcu inżynierów samochodowych. Na początku rola filtrów kabinowych ograniczała się do zatrzymywania zanieczyszczeń mechanicznych w postaci pyłu, kurzu czy wilgoci. Dzisiaj filtry przeciwpyłkowe mogą wychwytywać nawet 99% cząsteczek tzw. pyłów zawieszonych PM10 o średnicy mniejszej niż 10 µm, których wielkość można porównać do 1/5 średnicy ludzkiego włosa.

Nie wszystkie filtry przeciwpyłkowe chronią tak samo – kluczowe znaczenie ma tu rodzaj zastosowanego medium filtrującego oraz jakość wykonania wszystkich połączeń między materiałem filtrującym, a ramką filtra. W filtrach Hengst przegroda wykonana jest z włókien syntetycznych, które nie ulegają deformacji pod wpływem wody czy wilgotności zasysanego powietrza, co wpływa na jakość filtracji w całym okresie międzyserwisowym. Filtry Hengst powstrzymują rozwój drobnoustrojów, chronią klimatyzację, filtrują drobniejsze pyłki, kurz, pleśń, zarodniki i zanieczyszczenia na poziomie 1 mikrona (do 99% cząsteczek PM10) oraz zapobiegają parowaniu szyb.

Pierwsze filtry węglowe

Również filtry węglowe mają swoje początki znacznie wcześniej niż moglibyśmy pomyśleć. W 1854 r. szkocki chemik John Stenhouse zaprojektował dla nurków i górników maskę na twarz z filtrem węglowym używając do tego sproszkowanego węgla drzewnego. W 1872 r. dwustopniowy filtr węglowy z węglem aktywnym do oczyszczania powietrza skonstruowali bracia Allen i Alvin E. Rice. Był to przyczynek do tego, co po kolejnych etapach ewolucji technologicznej znajdujemy w filtrach kabinowych naszych samochodów.

Dziś obok standardowych filtrów przeciwpyłkowych mamy na rynku filtry z dodatkiem węgla aktywnego, które wychwytują mniejsze cząsteczki PM2,5. Zastanawiasz się czym różnią się między sobą filtry węglowe różnych producentów? Odpowiedź jest prosta – chodzi o ilość użytego węgla aktywnego. W filtrach Hengst zastosowano aż 300 g/m² węgla aktywnego, który dzięki specjalnej technologii pozyskania, posiada niezwykłą strukturę wewnętrzną (1 gram = 1000 m²), a jedna jego łyżeczka odpowiada powierzchni filtracyjnej boiska piłkarskiego. Dzięki temu filtry kabinowe z węglem aktywnym firmy Hengst skutecznie filtrują niebezpieczne gazy (ozon, benzol), spaliny i nieprzyjemne zapachy.

Filtry na miarę współczesnego powietrza

 Obecne w powietrzu cząsteczki PM 2,5 są szczególnie niebezpieczne, gdyż ich osiadanie w płucach otwiera im drogę do krwi, co – jak regularnie alarmują media – może prowadzić do obniżenia odporności organizmu na różnego rodzaju infekcje oraz większej podatności na występowanie chorób układu krążenia. Na szczęście dzięki kolejnym badaniom i ewolucji technologicznej na rynku pojawiają się nowe materiały filtracyjne, pozwalające dopasować filtry do współczesnych warunków życia i potrzeb oczyszczania powietrza.

Przykładem innowacyjnej konstrukcji i technologii filtracji są pięciowarstwowe filtry kabinowe Blue.care, które w porównaniu ze standardowymi filtrami węglowymi dodatkowo neutralizują też alergeny i bakterie oraz zatrzymują cząsteczki smogu. Szczególną cechą ich konstrukcji jest wspomniana piąta, bio-funkcyjna warstwa pokryta innowacyjną, niebieską powłoką z formułą z cynku, która ma unikalne właściwości neutralizujące bakterie i hamujące ich rozmnażanie w układzie wentylacyjnym. Dzięki filtrom kabinowym Blue.care kierowca oraz pasażerowie otrzymują wolne od nieprzyjemnych zapachów i alergenów wnętrze samochodu oraz czyste, wolne od smogu i innych szkodliwych substancji powietrze.

Filtry kabinowe a system Start-Stop

Rozważając ewolucję i historię, warto też zwrócić uwagę na filtrację kabinową w samochodach z systemem start-stop. Podczas wyłączania silnika układ start-stop nie wyłącza odbiorników prądu – nadal można słuchać radia, korzystać z ogrzewania czy klimatyzacji. Warto jednak pamiętać, że po automatycznym zgaszeniu silnika zmniejszeniu ulega siła nawiewu dmuchawy, a układ wentylacji przechodzi w tzw. tryb ECO. Jeśli w samochodzie zamontowany jest czysty filtr kabinowy, to ani kierowca, ani pasażerowie nie odczują zbytniej różnicy w jakości powietrze. Jeśli jednak filtr jest zanieczyszczony i zawilgocony, ze względu na zmniejszoną siłę nadmuchu szybko dojdzie do zaparowania szyb. Gąbka do wycierania szyb jakoś nie pasuje do wnętrza nowoczesnego samochodu z systemem start-stop, dlatego przy każdorazowej wizycie w serwisie zachęcamy do kontroli i, w razie konieczności, do wymiany filtra kabinowego.

Dokąd zmierza filtracja kabinowa?

To oczywiście nie koniec historii filtracji kabinowej. Przed projektantami stoją już kolejne wyzwania związane z ogólnym kierunkiem rozwoju samochodu jako środka transportu indywidualnego… a także powiązane z jakością powietrza i sytuacją na świecie. Dla przykładu w marcu 2021 roku jeden z wiodących producentów samochodów zaprezentował filtry kabinowe z impregnowaną ekstraktem z owoców warstwą neutralizującą także wirusy. Można zatem sądzić, że najbliższym czasie ewolucja filtrów kabinowych powiązana będzie z jakością i bezpieczeństwem powietrza, którym oddychamy, ale trudno też nie zastanawiać się, czy dalsza elektryfikacja, czy autonomizacja samochodów nie będzie równie znaczącym czynnikiem wpływającym na jakość i strukturę materiałów filtracyjnych.

Tymczasem, w oczekiwaniu na przyszłość, pamiętajmy o regularnej (2 razy do roku lub co 15tys km) wymianie filtra kabinowego na najlepszy dostępny dla danego modelu auta – w końcu zdrowie mamy tylko jedno.

^{Tekst sponsorowany przez firmę HENGST}