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Unabhängiger Labor Test von K&N Luftfiltern.

Wer auch nur über grundlegende Kenntnisse von Verbrennungsmotoren verfügt weiss, dass ein Luftfilter dafür sorgen muss, dem Motor möglichst reine Luft für die Verbrennung zuzuführen, um Verschleiss durch die in der Luft enthaltenen Staubpartikel zu begrenzen. Logischerweise hat also ein Motor ohne Luftfilter eine wesentlich kürzere Lebensdauer, als mit Luftfilter. Wenn dies wahr ist, warum sehen wir soviele Motoren, zum Teil sehr teure Rennmotoren, die ganz und gar ohne Luftfilter ausgerüstet sind? Welcher Faktor kann so wichtig sein, dass er über der Versorgung des Motors mit gereinigter Luft steht? Die Antwort auf diese Fragen in einem kurzen Wort ist: Luftdurchfluss.

Höchstleistung und Drehmoment stehen in direkter Abhängigkeit von der Luftmenge, die der Ansaugseite zugeführt werden kann. Bei offenen Systemen wird ganz bewusst auf Luftfilter verzichtet und ein mehr an Leistung auf Kosten der Lebensdauer des Motors erreicht.

Bei Langstreckenrennen hebt oft der Motorverschleiss die über ein offenes System gewonnene Mehrleistung auf und für die Reparatur dieser Motoren fallen erhebliche Kosten an. Es ist nicht schwer zu verstehen warum ein Motor, der ohne Filter ausgerüstet ist, eine sehr kurze Lebensdauer hat. Die Lebensdauer eines Motors ohne Luftfilter hängt natürlich stark davon ab, unter welchen Bedingungen gefahren wird. Unter staubigen Off Road Bedingungen kann der Motor in kürzester Zeit zerstört werden. Auf der anderen Seite wird ein Strassenfahrzeug, dass nicht unter diesen Bedingungen gefahren wird, auch nicht so schnell beschädigt werden. Sogar unter idealen Bedingungen ist es unwirtschaftlich, ohne Luftfilter zu fahren.

Wenn wir davon ausgehen, dass normale Motoren, die mit Luftfilter fahren, eine Lebensdauer von mehr als 150.000 km haben, sind Motoren ohne Luftfilter meist schon nach 60.000 km defekt. Leistungstest von führenden Teams der Formel 1 haben bewiesen, dass K&N Filter keinen Leistungsverlust gegenüber einem offenen System haben. Bei einigen Fahrzeugen wurde sogar ein Leistungszuwachs gemessen, der durch eine weniger verwirbelte Luftzufuhr entstand.

Warum wurde der K&N Filter entwickelt?

Für einen im normalen Verkehr bewegten Wagen, ob getunt oder nicht, ist es daher wenig sinnvoll, die Lebensdauer des Motors um die Hälfte oder mehr zu verkürzen, bzw. kostspielige Reparaturen zu riskieren. Das Vorschalten eines Luftfilters ist deshalb bei diesen Motoren unerlässlich. K&N Filter sind ursprünglich für die Anforderungen von Fahrzeugen, die in Wüstenrennen eingesetzt werden, entwickelt worden. Während der Wüstenrennen, die oft über eine Distanz von 1000 km und mehr gehen, verschwanden die Fahrzeuge buchstäblich in ihrer eigenen Staubwolke, die jeden herkömmlichen Filter binnen kürzester Zeit unbrauchbar machte. So war der erste Filterwechsel meist schon nach 100 km angesagt.

Abhilfe brachte erst der neue K&N Filter, so dass heute ca. 90% aller Teilnehmer mit den K&N Baumwollfiltern fahren, die nicht nur die teuren Rennmotoren optimal vor Verschleiss schützen, sondern auch problemlos Wüstenrennen über 1000 km ohne Wechsel durchhalten. Es war nur logisch, die unter diesen extremen Bedingungen bewiesenen Vorteile auch konventionellen Verbrennungsmotoren zugänglich zu machen. Die nächste und wichtigste Entwicklungsphase begann also mit der Fertigung von Tauschfiltern für PKW, LKW, MOTORRAD, FLUG- und BOOTSMOTOREN und anderen Bereichen, wie Schleifmaschinen, Motorsägen usw. Denn während bei Rennmotoren nur die Leistung zählt, sind Filter bei normaler Verwendung auch ein Kostenfaktor. Wir kommen in unserer kleinen Abhandlung noch ausführlicher auf dieses Detail zurück.

Luftfilter Design

Um eine effektive Luftfiltereinheit zu konstrurieren, sind zwei Faktoren von grösster Bedeutung:

  • Das Filterelement
  • Der Filterkasten
  • Standard Luftfilter und Luftfilterkästen lassen meist weniger Luft durch, als Motoren verarbeiten können. Dies liegt meist an den Geräusch- und Abgasvorschriften. Oft liegt es aber auch daran, dass für einen grösseren Filterkasten kein ausreichender Platz mehr vorhanden war, also konstruktionsbedingt. Wenn Sie nun den Originalfilter durch einen K&N Tauschfilter ersetzen, wird das Potential des Luftfilterkastens optimiert. Mit einem K&N Luftfilter erreichen Sie, dass so viel Luft in das Ansaugsystem hineinströmen kann, als wenn Sie überhaupt keinen Luftfilter im Filterkasten hätten. Trotzdem halten Sie die Geräusch- und Abgasvorschriften ein. Bei Motoren mit Einspritzanlage entsteht oft ein Leistungszuwachs. Durch den besseren Luftdurchsatz wird das Gemischvolumen schneller aufgebaut und zur Verfügung gestellt. Der Motor reagiert spontaner beim Gasgeben und setzt die schnellere Füllung der Zylinder in bessere Beschleunigung um. Für Motoren mit Einspritzanlage werden meist flache Plattenfilter verwendet, die weniger Filterfläche haben, als die herkömmlichen runden Filter. Beim Vergleich von Plattenfiltern aus Papier und K&N Filtern wurde bei einigen Typen festgestellt, dass K&N Plattenfilter bis zu vier mal mehr Luft durchlassen.

    Für den Motorsport eignet sich ein 360 Grad offener K&N Filter am besten. Diese Sportfilterkästen, bzw. Universalfilter ersetzen den originalen Filterkasten und das Element. Durch den grossen Luftdurchlass und den 360° Anströmwinkel kann die Motorenleistung um ca. 5 bis 10% gesteigert werden. Bei einigen Rennfahrzeugen gab es sogar Leistungssteigerungen von bis zu ca. 20%. Natürlich ist eine solche Steigerung sehr selten.

    Hinweis: Alle K&N Sportfilterkästen und Universalfilter sind ausschliesslich für den Motorsport entwickelt worden. Eine Verwendung dieser Luftfilter im normalen Strassenbetrieb ist nicht zulässig. K&N Tauschfilter hingegen sind nicht eintragungspflichtig und daher zulässig.

    Off-Road

    Für Off-Road-Fahrzeuge ist die primäre Funktion eines Luftfilters, die Luft zu reinigen. Ohne Luftfilter würde der Motor wohl das Ende des Rennens nicht miterleben. Wenn Sie gewinnen wollen, müssen Sie erstmal das Ziel erreichen. Vielleicht fragen Sie sich jetzt: Warum nicht einen Papierfilter verwenden, die sind billig, filtern gut, obgleich in vielen Fällen der Luftdurchlass geringer ist. Leider ist das Filterprinzip von Papierfiltern nicht gerade das Geeignetste für Off-Road Verwendung. Bei diesen Filtern arbeitet ein spezielles Filterpapier mit tausenden von kleinsten Löchern, um die Staubpartikel mittels der extrem kleinen Löcher abzufangen. Durch die Partikel werden mehr und mehr Löcher blockiert und die Luft sucht sich den Weg über ein „geht noch durch / geht nicht mehr durch“ System. Die Filter sind dann meist ziemlich schnell zu und lassen so gut wie keine Luft mehr durch. Während eines 800 km langen Rennens kann das bis zu 30% weniger Leistung bedeuten und der Benzinverbrauch steigt dramatisch an. Von der Zeit mal ganz abgesehen, die verloren geht, wenn 2-4 mal der Filter während eines Rennens gewechselt werden muss. Nicht so bei K&N. Denn ein K&N-Luftfilter kann bis zu 3 mm Schmutz und Staub aufstocken, ohne viel Leistung zu verlieren.

    Straßen-Motorsport

    Für den normalen Motorsport ist die Leistung des Motors von grösster Bedeutung. Ein K&N Hochleistungsluftfilter kann hier von grosser Bedeutung sein. Wenn die Restriktion des Luftflusses gering und der Filterkasten optimal proportioniert ist, kann durch ein solches System mehr Leistung gewonnen werden, als gegenüber einem offenen System. Bei Strassenrennen wird oft gedacht, dass die Menge an Dreck und Staub, die durch den Ansaugweg in den Motor kommt, sehr gering ist. Dies ist aber nicht so. Sie können dies auch selber prüfen, indem Sie beim nächsten Rennen einen Luftfilter installieren. Wenn ein Fahrzeug einem anderen auf längere Dauer hinterherfährt, fängt sich im Filter eine Menge Schmutz, Gummi und aufgewirbelter Sand. Ohne Filter würde dies alles direkt in den Motor hineingezogen. Wenn man bedenkt, dass Luftfilter etwas billiger als Rennmotoren sind, ist dies wohl ein Argument für die Verwendung von Luftfiltern.

    K&N im Motorsport

    In den späten 70ern und frühen 80ern fuhren die meisten Wettbewerbsfahrzeuge, wenn sie überhaupt einen Filter verwendeten, mit Schaumstofffiltern. Hinsichtlich der Filterung waren diese schlechter, als die Originalfilter. Erst mit der Einführung von K&N Filtern gab es eine dramatische Wende. Von 1986 an gewannen die ersten Formel 1 Fahrzeuge mit K&N Filtern die Weltmeisterschaft. In den folgenden Jahren konnten die Erfolge immer weiter ausgebaut werden, so dass 1997 allein 10 von 13 Formel 1 Teams mit K&N Filtern fuhren. Es konnten natürlich auch diverse Siege in den verschiedensten Klassen gewonnen werden. Ob im Rallye, Auto Cross oder bei den Tourenwagenmeisterschaften, die Klassensieger fuhren meist mit K&N Filtern.

    Warum wechselten Sie?

    Robuste Konstruktion, hoher Luftdurchlass und optimaler Motorenschutz unter allen Bedingungen. Dies hat K&N zu einem der führenden Wettbewerbsfiltern gemacht. K&N Filter lassen beinahe 40% mehr Luft durch, als herkömmliche Filter. Dies erlaubt eine Fertigung von kleineren Filtern. Ideal um den Anforderungen der Formel 1 Fahrzeugen zu entsprechen. Und zusätzlich wird mehr Dreck und Staub gefiltert, als Schaumstofffilter dies tun können. Es ist kein Wunder, dass K&N mehr Wettbewerbsfilter, als alle anderen Hersteller verkauft.

    K&N für normale Straßenfahrzeuge

    Moderne Motoren, wie Sie heute gebaut werden, haben ähnliche Anforderungen, wie die der Rennmotoren. Es müssen aber zusätzlich noch einige Faktoren bedacht werden. Für normale Motoren benötigen wir Luftfilter die groß genug sind, um die geforderte Luftmenge zu liefern, aber auch wiederum klein genug sind, damit der Filter im Motorraum verbaut werden kann. Der Filter soll eine lange Lebensdauer haben, kostengünstig und umweltfreundlich sein. K&N Filter entsprechen diesen Anforderungen vollkommen. Denn der K&N Filter macht sich von selber bezahlt. Sie kaufen ihn nur einmal und er hält so lange wie Ihr Fahrzeug. Herkömmliche Papierfilter müssen ca. alle 20.000 km neu gekauft werden. Auf Dauer gesehen sparen Sie mit K&N noch einen beträchtlichen Betrag. Meist rentiert sich ein K&N Filter schon nach 50.000 bis 60.000 km. Zusätzlich erhalten Sie mehr Leistung und in einigen Fällen können Sie den Benzinverbrauch senken, denn der steigt bei verschmutzten Papierfiltern sehr schnell an. Testversuche ergaben bei verschiedenen Fahrzeugen einen Leistungszuwachs bis zu 5%!

    Wohlgemerkt: Das sind keine neuen PS, sondern PS, die bisher durch das ungünstige Ansaugsystem brachlagen.

    Wie arbeitet der K&N Filter?

    Auf den ersten Blick fällt beim K&N Filter das weitmaschige Filtermaterial auf, dass für den hohen Luftdurchsatz verantwortlich zeichnet. Das Filtermaterial besteht aus vier Schichten eingeölten Baumwollgewebes (wie es für chirurgischen Verbandstoff verwendet wird) und ist eingebettet zwischen zwei Lagen kunststoffbeschichteten Aluminiumgeflechts. Das im Gewebe gehaltene Öl beeinträchtigt dabei weder die Gewebemaschen noch den Luftdurchfluss. Aber warum fragt man sich, marschieren die Staubpartikel nicht einfach ungehindert durch die relativ grossen Löcher im Gewebe? Das Geheimnis dieses einmaligen Filtersystems kann so erklärt werden: Staub- und Sandpartikel werden mit dem Luftstrom zum Filtergewebe getragen. Bevor diese Teile (negativ aufgeladen) durch den Filter gelangen können, werden sie wie von einem Magneten aus der Luft herausgezogen und schlagen sich am geölten Baumwollgewebe (positiv geladen) nieder. Die saubere Luft hingegen fliesst ungestört durch den Filter.

    Der Reinigungsprozess geht laufend weiter und immer mehr Fremdpartikel setzen sich auf dem Gewebe fest, wobei die Löcher im Gewebe offen bleiben. Die sich auf dem Gewebe aufbauende Schmutzschicht wird nun zu einem Sekundärfilter, der ebenfalls Fremdpartikel bindet. Nach wie vor fliesst jedoch gesäuberte Luft durch die offenen Passagen. Diese äusserst wirksame Sekundärfilterung ist das Geheimnis und der Grund für die lange Lebensdauer dieser Filter. Sie beträgt in vielen Fällen bis zum 10fachen der von konventionellen Filtern erreichten Werte. Laufleistungen von über 250.000 km ohne Wartung sind keine Seltenheit. Denn erst wenn sich eine Schutzschicht von 2-3 mm Stärke gebildet hat, steht der Filter zur Reinigung und Neuölung an. (Nicht eingeöltes Gewebe ist nicht aufgeladen)

    Die gebräuchlichen Filtersysteme

    Papier-Schaumstoff-Ölbadfilter

    PAPIERFILTER Hier arbeitet ein spezielles Filterpapier mit tausenden von kleinsten Löchern, um die Staubpartikel mittels der extrem kleinen Löcher abzufangen. Durch die Partikel werden mehr und mehr Löcherblockiert und die Luft sucht sich den Weg über ein „geht noch durch / geht nicht mehr durch“ System.

    Vorteile: Der Papierfilter ist zuverlässig und von guter Filterwirkung. Sein Vorteil liegt auch in den geringen Kosten pro Stück.

    Nachteile: Feuchte Witterunsbedingungen lassen das Papier aufquellen und verringern die Zahl der Durchflusslöcher meist dauerhaft. Papierfilter müssen in regelmässigen Intervallen erneuert werden. Werden sie länger gebraucht, nimmt der Luftdurchfluss rapide ab und führt zu:

  • 1) Leistungsverlust, erhöhtem Kraftstoffver-brauch und starker Umweltbelastung durch erhöhte Emissionswerte.
  • 2) Es kommt bei verstopftem Filter vor, dass durch den zwangsläufig erhöhten Unterdruck in den Ansaugrohren, Staubpartikel aus dem Luftfilter in den Motor gerissen werden und dort Dauerschäden verursachen.
  • SCHAUMSTOFF-FILTER Arbeiten wie Papierfilter nach dem „geht durch / geht nicht durch“ System. Sie sind in einigen Fällen eingeölt, um eine klebrige Oberfläche nach dem Fliegenfängerprinzip zu schaffen. Eingeölte Filter verlieren stark an Luftdurchfluss.

    Vorteile: Die Stückkosten entsprechen meist denen der Papierfilter. Einige Typen sind aber auch wesentlich teurer. Leichte und flexible Herstellung helfen den Herstellern dieser Filter.

    Nachteile: Luftdurchsatz geringer als beim Papierfilter. Generell geringe Filterwirkung, besonders bei nicht eingeölten Filtern. Sie sind nicht feuerunempfindlich, was gerade bei Wettbewerbsfahrzeugen ein erhöhtes Risiko bringt. Regelmässige Pflege und Einölen erforderlich. Weitere Nachteile wie bei Papierfiltern unter 1) und 2) angeführt.

    ÖLBADFILTER Kaum noch in Gebrauch und weitgehend durch Papierluftfilter oder andere Luftfiltersysteme ersetzt.

    Vorteile von K&N Filtern

    Sie haben dieselbe Lebensdauer wie die Motoren und ermöglichen daher beträchtliche Einsparungen beim Filterkauf, Lagerbestand und an Wartungszeit. Das einzigartige Filtersystem kann die Lebensdauer der Motoren verlängern und schützt optimal vor gefährlichem Staub, Sand usw. Mit wenig Wartung können diese Filter wieder und wieder benutzt werden, ohne an Filterwirkung und Luftdurchfluss zu verlieren. Der konstant hohe Luftdurchfluss führt in einigen Fällen zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs.

    Papierfilter hingegen erzeugen bei Verschmutzung einen höheren Verbrauch. K&N Filter sind natürlich auch wasserfest (geöltes Material nimmt keine Feuchtigkeit an).

    Nachteil: Keine, wenn man von den etwas höheren Kosten bei der Anschaffung absieht.

    Warum ist K&N so umweltfreundlich?

    Um die Umweltfreundlichkeit von K&N besser zu verdeutlichen, möchten wir Ihnen ein Beispiel geben. Wenn man davon ausgeht, dass die durchschnittliche Lebensdauer eines Motors ca 250.000 Kilometer beträgt und wir z.Zt. über einen Fahrzeugbestand von 40.000.000 in Deutschland verfügen, bedeutet dies, dass 40.000.000 Papierfilter jedes Jahr entsorgt werden müssen. Wenn man diese Zahl nun mit 12,5 multipliziert (so viele Filter benötigt ein Fahrzeug in seinem Leben) kommt man auf 500.000.000 Papierfilter. 500.000.000 Altfilter verunreinigen in einer Zeitspanne von 13 Jahren unsere Umwelt. Wenn nun alle Fahrzeuge mit K&N Filtern ausgerüstet wären, würden nur einmalig 40.000.000 Filter benötigt. Sie sehen, K&N hilft der Umwelt. K&N hilft Tonnen an unnötigen Sondermüll zu vermeiden.

    1. Verwirbelte Luft kommt in die Filterumgebung
    2. Mehrlagiges, eingeöltes Gewebe aus Baumwolle
    3. Der sich auf der Außenseite absetzende Schmutz beeinträchtigt den Luftfluss nicht. (bis ca. 80.000 km auf der Straße)
    4. Das Gewebeöl hindert den Schmutz durch den Filter zu gelangen. Der sich auf der Außenseite des Filters aufbauende Schmutz wird zu einem zusätzlichen Filtermedium, ohne den Luftfluss zu blockieren
    5. Gittersystem richtet den Luftfluss aus und sorgt für eine unverwirbelte Ansaugluft
    6. Unverwirbelte, gefilterte Luft gelangt in den Motor