Устройство для очистки картерных газов

Как известно, в двигателях внутреннего сгорания при сгорании топлива часть выделившегося тепла преобразуется в механическую работу. Известно также, что образовавшиеся при работе двигателя отработанные газы (ОГ) содержат не только углекислый газ (СО2) и воду (Н2О), что произошло бы при сгорании химически чистого топлива в кислороде, но и побочные токсичные продукты сгорания (окислы азота, содержащегося в воздухе; сернистые соединения, присутствующие в топливе и маслах нефтяного происхождения; химические элементы, например, свинец и барий, входящие в состав топлива и масла). При этом в поршневых двигателях отработанные газы часто через неплотности поршневых колец проникают из цилиндров в картер, где, смешиваясь с парами смазочного масла, образуют также токсичные картерные газы (КГ). Хотя выброс КГ к общему объему выбросов отработанных газов составляет всего 6...12%, однако по химическому составу они являются канцерогенными даже в большей степени. Нельзя сказать, что отечественные и зарубежные двигателестроители не занимаются картерными газами и не ищут способы нейтрализации их вредного воздействия. Существуют, например, устройства для удаления картерных газов. Однако они не очищают картерные газы от содержащихся в них масла и смол, а прямо в неочищенном виде направляют в карбюратор как компонент горючей смеси, что не только не способствует улучшению смесеобразования, но и повышает токсичность отработанных газов. Такое положение дел и побудило меня заняться проблемой сокращения вредных веществ в картерных газах, что позволило бы улучшить процесс смесеобразования в карбюраторе и сократить выбросы токсичных веществ из двигателей внутреннего сгорания вместе с отработанными газами. Для успешного решения проблемы пришлось изучить массу технической литературы и провести патентный поиск. Кажется, с поставленной проблемой я справился, поэтому делюсь с читателями своей разработкой.

Для очистки картерных газов я сконструировал специальное устройство, состоящее из гидроциклона, эжектора, емкости для сбора загрязнений, жидкостного насоса, ряда патрубков и других деталей (рис.).

Гидроциклонный очиститель картерных газов: 1 — гидроциклон; 2 — эжектор; 3 - фильтр тонкой очистки; 4 — насос; 5 — емкость-отстойник; 6 — пробки для слива отстоя; 7 — фильтрующая перегородка

В очистке картерного газа участвует жидкость (вода), которая не только помогает очищать газы, но и, насыщая их своими парами, улучшает качество топливовоздушной смеси. В процессе подобной очистки из картера газы с помощью эжектора направляются в гидроциклон и, поступая в его цилиндрическую камеру по касательной, образуют в камере вращающийся поток (вместе с жидкостью, которая под давлением подается в эжектор, увлекая за собой газ из картера). Под действием центробежных сил жидкость и загрязняющие газ частички, обладающие значительной удельной массой, отбрасываются к стенкам корпуса гидроциклона, теряют скорость и стекают по стенкам корпуса вниз, поступая в емкость-отстойник. Емкость разделена на две части фильтрующей перегородкой. Как видно из рис., загрязненная вода из гидроциклона попадает в левую часть отстойника, проходит через фильтрующую перегородку в правую часть, в результате чего вода очищается. Таким образом, насос, который подает жидкость в эжектор из правой части отстойника, направляет туда уже очищенную жидкость, причем последняя по пути к эжектору проходит еще через фильтр тонкой очистки. Итак, жидкость снова направляется в гидроциклон, увлекая за собой газ из картера, а очищенный картерный газ из гидроциклона идет в карбюратор. Все, цикл очистки картерного газа завершен.

Габаритные размеры гидроциклонного очистительного устройства малы, так что оно в моих «Жигулях» ВАЗ-21-013 умещается свободно. Сам гидроциклон имеет следующие размеры: высота цилиндрической части — 150 мм; высота конусной части — 40 мм; наружный диаметр — 40 мм.

В качестве емкости для жидкости я использовал бачок от системы стеклоочистителя, для перекачивания жидкости приспособил водяной насос, а для очистки жидкости — фильтр тонкой очистки топлива. Конечно, в моем устройстве есть интересные и важные технические решения, которые я в этом материале не описал.

Эксплуатация разработанного мною устройства для очистки картерного газа на основе гидроциклона отличается от известных ранее очистителей более высокой степенью извлечения вредных примесей из очищаемых картерных газов, достигающей 80...85%, и позволяет свести к минимуму вероятность засорения каналов и жиклеров карбюратора. Кроме того, увлажненная парами воды топливная смесь уменьшает детонацию при работе двигателя и сокращает канцерогенные выбросы в окружающую среду.

***

Надеюсь, что многие читатели, как автолюбители, так и профессионалы, заинтересуются подробностями конструкции очистителя. И хотя он совершенно прост в изготовлении и эксплуатации, я буду рад дать подробный ответ каждому. Мой адрес: 450068, Уфа, а/я 10921, P.M. Ишмакову.