RU2509220C2

RU2509220C2 - Crankcase gas vent

Info

Publication number: RU2509220C2
Application number: RU2011149073/06A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Парфенов
Original assignee: Юрий Александрович Парфенов
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2014-03-10
Also published as: RU2011149073A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed device comprises hose 2 for feed of cleaned crankcase gases to inlet of air filter and welded bellows 5. The latter consists of membranes with one opening. Said opening is arranged directly nearby membrane outer contour. Membranes are interconnected by outer and inner contours. Every next crimp of the bellows composed by two membranes is located so that its inner opening is diametrically opposite the opening of previous membrane. Gas intake union 7 and discharge vessel 8 with baffle 10 and two unions are connected to said bellows. Said baffle 10 separated bellows outlet from union connected via hose to water deflector. Second union is connected via hose 3 with fluid collection vessel 9. Water deflector 11 is fitted directly nearby inlet of air filter intake pipe and composed of fluid collection vessel 12. Tube one end is stopped by cover 13 while opposite end has hose inlet arranged nearby fluid collection vessel 12. Tube has several cleaned gas discharge openings.

EFFECT: decreased toxicity, possibility for oil cleaning.

1 dwg

Description

При работе двигателя в картер проникают частично подготовленная горючая смесь (воздух с некоторым содержанием воды и топлива), а также продукты сгорания этой смеси (пары воды, газы и т.д.), которые смешиваются с имеющимися в картере воздухом и взвешенными в нем частицами масла. Образовавшаяся таким образом газо-жидкостная смесь носит название «картерных газов».When the engine is running, a partially prepared combustible mixture (air with a certain amount of water and fuel) penetrates into the crankcase, as well as combustion products of this mixture (water vapor, gases, etc.), which are mixed with the air in the crankcase and particles suspended in it oils. The resulting gas-liquid mixture is called "crankcase gases."

Системы вентиляции картерных газов служат для удаления из картера газов. Их конструкции разнообразны. Но в основном различают «открытую» и «закрытую» системы вентиляции. В первом случае газы под воздействием собственного давления выбрасываются в атмосферу. Во втором случае газы поступают в цилиндры двигателя для их последующего сжигания.Crankcase ventilation systems are used to remove gases from the crankcase. Their designs are diverse. But basically distinguish between "open" and "closed" ventilation systems. In the first case, gases under the influence of their own pressure are released into the atmosphere. In the second case, the gases enter the engine cylinders for their subsequent combustion.

Перед тем как покинуть картер практически во всех системах газы проходят очистку от взвешенных в нем частиц масла. Для этого используют различного рода лабиринтные или вихревые устройства, называемые «масляными отражателями». Выделенное из газов масло стекает опять в картер. При этом с частицами масла из газов выделяется вода, попадающая в картер. Поэтому наблюдается повышение уровня моторного масла в автомобилях (SX4. Инструкция для владельца, 2008). Считается, что вода испаряется из картера при высоких оборотах двигателя. В принудительных системах вентиляции очищенные от масла газы подаются на вход воздушного фильтра или вход системы дросселя. На наш взгляд, устройства принудительной вентиляции, у которых картерные газы поступают на вход воздушного фильтра, наиболее близки к предлагаемому в настоящей заявке устройству и могут служить его аналогом. Подобная система вентиляции имеется, например, на автомобилях FORD (Ремонт, обслуживание, эксплуатация Ford Focus II с 2004 года выпуска). Эта система вентиляции картерных газов работает так. Сначала картерные газы попадают в отражатель масла, расположенный под крышкой блока цилиндров. Отражатель масла возвращает часть масла и воды, имеющейся во взвешенном состоянии в картерном газе, назад в картер. Вода, попадая в масло, образует эмульсию белого цвета, ухудшающую свойства моторного масла. Затем по шлангу газы попадают на вход фильтра очистки картерных газов, установленного непосредственно перед входом системы воздушного фильтра. Фильтр картерных газов представляет собой специальную пористую губку, которая быстро засоряется продуктами газа и затем плохо пропускает эти газы.Before leaving the crankcase in almost all systems, the gases are cleaned from oil particles suspended in it. To do this, use various kinds of labyrinth or vortex devices, called "oil reflectors". The oil recovered from the gas flows back into the crankcase. At the same time, water enters the crankcase with oil particles from the gases. Therefore, there is an increase in the level of engine oil in cars (SX4. Instructions for the owner, 2008). It is believed that water evaporates from the crankcase at high engine speeds. In forced ventilation systems, oil-free gases are supplied to the air filter inlet or the inlet of the throttle system. In our opinion, forced ventilation devices in which crankcase gases enter the air filter inlet are closest to the device proposed in this application and can serve as its analogue. A similar ventilation system is available, for example, on FORD vehicles (Repair, maintenance, operation of Ford Focus II since 2004). This crankcase ventilation system works like this. First, the crankcase gases enter the oil reflector located under the cylinder block cover. The oil reflector returns part of the suspended oil and water in the crankcase gas back to the crankcase. Water entering the oil forms a white emulsion that impairs the properties of motor oil. Then, the gases pass through the hose to the inlet of the crankcase gas filter installed immediately before the inlet of the air filter system. The crankcase filter is a special porous sponge that quickly becomes clogged with gas products and then passes these gases poorly.

Предлагаемая система вентиляции картера относится к принудительной вентиляции. Основное ее отличие состоит в том, что продукты очистки картерных газов не возвращаются в картер и двигатель, а собираются в отдельную емкость для последующей утилизации. Структурная схема данной системы показана на фигуре. Данная фигура в настоящей заявке одна. Основным узлом данной системы является сильфон 5, являющийся теплообменником, состоящий из мембран, имеющих одно отверстие, расположенное непосредственно у наружного контура мембраны. Мембраны соединяются друг с другом по внутренним и наружным контурам. При этом каждый последующий гофр сильфона, образованный из двух мембран, располагается так, что его внутреннее отверстие диаметрально противоположно отверстию предыдущего гофра. Этот сильфон известен по патенту №2418253 «Сильфонный теплообменник». Из двигателя автомобиля 1 без предварительной очистки по шлангу 2 через входной штуцер 7, присоединенный к сильфону, картерные газы поступают в сильфон. Ввиду того, что расстояние между мембранами небольшое (не более 3 мм), а путь прохождения газом теплообменника является лабиринтным, взвешенные в газе частицы жидкости осаждаются на стенках мембран. Так как стенки мембран тонкие (около 0.2 мм), а сама мембрана имеет значительную площадь (около 50 см²), то теплообменник охлаждает проходящие внутри его газы, в результате чего содержащиеся в нем пары частично конденсируются на стенках теплообменника. Выделенная, таким образом, жидкость из сильфона стекает в выходную емкость 8, присоединенную к сильфону, имеющую перегородку 10 и два штуцера. Перегородка отделяет выходное отверстие сильфона от штуцера, который соединяется шлангом с отражателем воды. Второй штуцер соединяется шлангом с емкостью 9, предназначенной для сбора жидкости. Из выходной емкости через штуцер по шлангу 3 жидкость стекает в емкость 9 для сбора жидкости. Перегородка уменьшает количество жидкости, проходящей под воздействием газов в отражатель воды. Удалению из сильфона жидкости в значительной мере способствуют непрерывно проходящие через него газы. Содержащийся в картерных газах бензин растворяет твердые отложения. Очищенные газы и небольшое количество жидкости из выходной емкости через штуцер поступают по шлангу 4 в отражатель воды 11, установленный непосредственно у входа системы воздушного фильтра автомобиля. Отражатель воды представляет собой цилиндрическую трубку, к которой приварена небольшая емкость 12 для сбора жидкости. При этом один конец трубки закрывается крышкой 13, а в другом выполнен вход для установки шланга 4. Шланг устанавливается непосредственно над емкостью для сбора жидкости 12. В части трубки, обращенной к входу системы воздушного фильтра, отражатель воды имеет ряд отверстий 14. Газы через отверстия попадают на вход приемника воздушного фильтра 6 и далее под воздействием разрежения, создаваемого двигателем, через воздушный фильтр попадают в дроссельное пространство двигателя автомобиля. Попадающая в отражатель воды жидкость стекает в емкость для сбора жидкости 12.The proposed crankcase ventilation system relates to forced ventilation. Its main difference is that the cleaning products of the crankcase gases do not return to the crankcase and engine, but are collected in a separate container for subsequent disposal. The structural diagram of this system is shown in the figure. This figure in this application is one. The main unit of this system is the bellows 5, which is a heat exchanger, consisting of membranes having one hole located directly at the outer contour of the membrane. Membranes are connected to each other along internal and external contours. Moreover, each subsequent bellows corrugation formed of two membranes is positioned so that its inner hole is diametrically opposite to the hole of the previous corrugation. This bellows is known in patent No. 2418253 "Bellows heat exchanger." From the engine of the car 1 without preliminary cleaning through the hose 2 through the inlet fitting 7 connected to the bellows, crankcase gases enter the bellows. Due to the fact that the distance between the membranes is small (no more than 3 mm), and the gas path of the heat exchanger is labyrinth, the particles of liquid suspended in the gas are deposited on the walls of the membranes. Since the walls of the membranes are thin (about 0.2 mm), and the membrane itself has a significant area (about 50 cm ² ), the heat exchanger cools the gases passing inside it, as a result of which the vapors contained in it partially condense on the walls of the heat exchanger. The liquid thus isolated from the bellows flows into the outlet tank 8 connected to the bellows having a baffle 10 and two fittings. A partition separates the outlet of the bellows from the fitting, which is connected by a hose to the water reflector. The second fitting is connected by a hose to a container 9 designed to collect liquid. From the output tank through the fitting through the hose 3, the liquid flows into the tank 9 to collect the liquid. The baffle reduces the amount of fluid passing under the influence of gases into the water reflector. The removal of fluid from the bellows is greatly facilitated by the gases continuously passing through it. Petrol contained in crankcase gases dissolves solid deposits. The purified gases and a small amount of liquid from the output tank through the nozzle enter through a hose 4 into the water reflector 11, installed directly at the entrance of the car's air filter system. The water reflector is a cylindrical tube to which a small container 12 for collecting liquid is welded. In this case, one end of the tube is closed by a cover 13, and the other has an inlet for installing the hose 4. The hose is installed directly above the container for collecting liquid 12. In the part of the tube facing the inlet of the air filter, the water reflector has a number of holes 14. Gases through the holes get to the input of the receiver of the air filter 6 and then under the influence of the vacuum created by the engine, through the air filter fall into the throttle space of the car engine. The liquid entering the water reflector flows into the liquid collecting tank 12.

Предлагаемое изобретение имеет следующий существенный признак: использование в конструкции устройства вентиляции картерных газов «сильфонного теплообменника».The present invention has the following essential feature: the use of a "bellows heat exchanger" in the design of the crankcase ventilation device.

Изобретение направлено на получение следующих технических результатов:The invention is aimed at obtaining the following technical results:

1. Снижение токсичности выбросов автомобиля. Этот результат достигается за счет того, что жидкие фракции и их пары, содержащиеся в картерных газах, не выбрасываются в атмосферу, а собираются для утилизации.1. Reducing the toxicity of car emissions. This result is achieved due to the fact that the liquid fractions and their vapors contained in the crankcase gases are not emitted into the atmosphere, but are collected for disposal.

2. Очистка моторного масла автомобиля. Этот результат достигается за счет того, что жидкие фракции, имеющиеся в картерных газах, не попадают в масло, а под действием разряжения на входе воздушного фильтра непрерывно выводятся из картера.2. Cleaning the engine oil of the car. This result is achieved due to the fact that the liquid fractions present in the crankcase gases do not enter the oil, and under the influence of vacuum at the inlet of the air filter are continuously removed from the crankcase.

3. Снижение уровня загрязнения системы впуска воздуха автомобиля. Этот результат достигается за счет того, что картерные газы перед поступлением в систему впуска воздуха очищаются от жидких примесей и их паров.3. Reducing the pollution level of the car's air intake system. This result is achieved due to the fact that the crankcase gases are cleaned of liquid impurities and their vapors before entering the air intake system.

Имеются следующие принципиальные отличия предлагаемого теплообменника от аналога.There are the following fundamental differences of the proposed heat exchanger from the analogue.

1. В отличие от аналога в предлагаемом устройстве отсутствует маслоотражатель, поэтому в картер двигателя не попадает вода, выделяемая отражателем из газов вместе с маслом.1. Unlike the analogue, the proposed device does not have an oil deflector, therefore, the water emitted by the reflector from the gases together with the oil does not get into the crankcase.

2. В отличие от аналога в предлагаемом устройстве имеется теплообменник, который выделяет не только жидкие фракции, содержащиеся в газе, но и конденсирует пары жидкостей, улучшая тем самым очистку картерных газов.2. Unlike the analogue, the proposed device has a heat exchanger that emits not only the liquid fractions contained in the gas, but also condenses the vapor of liquids, thereby improving the purification of crankcase gases.

Испытание проводилось на автомобиле ВАЗ 2104 с пробегом двигателя около 200000 километров и на новом автомобиле SUZUKI SX4.The test was conducted on a VAZ 2104 car with an engine mileage of about 200,000 kilometers and on a new SUZUKI SX4 car.

Результаты испытаний для обоих автомобилей получились однотипными, поэтому опишем их только для автомобиля марки SX4.The test results for both cars turned out to be the same, so we will describe them only for a car brand SX4.

Шланг, соединяющий крышку распределительного вала через клапан, был заглушен, а второй шланг, соединяющий крышку распределительного вала с впускной системой, соединен с теплообменником. Уже после 100 километров пробега в сосудах для сбора жидкости появляется жидкость. В холодное время года количество выделяемой жидкости больше, чем в теплое время года.The hose connecting the camshaft cover through the valve was plugged, and the second hose connecting the camshaft cover to the intake system is connected to the heat exchanger. After 100 kilometers, liquid appears in the collection vessels. In the cold season, the amount of liquid released is greater than in the warm season.

В сосуде для сбора жидкости «отражателя воды» жидкости очень мало.In the vessel for collecting liquid "water reflector" very little liquid.

Пробег автомобиля к настоящему времени с установленной на нем описанной выше системой очистки картерных газов составил около 9000 километров. При этом на воздушном фильтре не обнаружены пятна масла.The mileage of the car so far with the crankcase gas cleaning system described above installed on it was about 9,000 kilometers. No oil stains were found on the air filter.

Уровень моторного масла во время указанного выше пробега не увеличивался, а имеет небольшую тенденцию к снижению. С момента смены моторного масла (9000 километров) его цвет практически не изменился. Масло светлое.The engine oil level did not increase during the above mileage, but has a slight tendency to decrease. Since the change of engine oil (9,000 kilometers), its color has not changed much. Light oil.

Claims

A crankcase ventilation device, consisting of a hose, the cleaned crankcase gases entering the air filter inlet, characterized in that the device uses a welded bellows, consisting of membranes having one hole located directly at the outer contour of the membrane, while the membranes are connected to each other each other along the external and internal contours, with each subsequent bellows corrugation formed of two membranes being positioned so that its inner hole is diametrically opposite to the hole of the previous corrugation, the inlet fitting for receiving gases and the outlet container with a baffle and two fittings are connected to the bellows, the baffle separates the outlet of the bellows from the fitting, which is connected by a hose to a water reflector, and the second fitting is connected by a hose to a container designed to collect liquid, a water reflector installed directly at the inlet of the intake pipe of the air filter and is a tube having a container for collecting liquid, while one end of the tube is closed by a lid, and in the other is made For the hose mounted directly above the fluid collection tank, the tube has a number of openings for the outlet of the purified gases.