WO2013070114A1 - Device for reducing vapour condensation in the crankcase of an internal combustion engine - Google Patents

Device for reducing vapour condensation in the crankcase of an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
WO2013070114A1
WO2013070114A1 PCT/RU2012/000765 RU2012000765W WO2013070114A1 WO 2013070114 A1 WO2013070114 A1 WO 2013070114A1 RU 2012000765 W RU2012000765 W RU 2012000765W WO 2013070114 A1 WO2013070114 A1 WO 2013070114A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
crankcase
gases
trap
engine
refrigerator
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000765
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2013070114A8 (en
Inventor
Сергей Михайлович КУЗЬМИН
Original Assignee
Kuzmin Sergey Mikhailovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuzmin Sergey Mikhailovich filed Critical Kuzmin Sergey Mikhailovich
Publication of WO2013070114A1 publication Critical patent/WO2013070114A1/en
Publication of WO2013070114A8 publication Critical patent/WO2013070114A8/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/02Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
    • F01M13/021Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure
    • F01M2013/026Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure with pumps sucking air or blow-by gases from the crankcase
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0411Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil using cooling means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0477Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil by separating water or moisture
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/02Conditioning lubricant for aiding engine starting, e.g. heating

Definitions

  • the invention relates to mechanical engineering and can be used in motor engineering.
  • crankcase ventilation system The ventilation system of the crankcase of an internal combustion engine is used to remove gases from the crankcase of the engine that enter it during engine operation by the gaps between the piston and cylinder (Crankcase ventilation system, Wikipedia).
  • crankcase gases The removal of crankcase gases is necessary not only to ensure normal pressure in the crankcase, but also to remove products from it that have a negative effect on metal parts and oil.
  • Crankcase gases at a crankcase operating temperature are a mixture of gaseous products of fuel combustion, water vapor, fragments of unburned fuel and small amounts of by-products of combustion and thermal decomposition of fuel and oil.
  • crankcase ventilation systems Two types are known: open and closed.
  • crankcase gases are vented to the atmosphere, in a closed system, they are sucked into the engine intake manifold and supplied with a fresh portion of fuel for afterburning.
  • closed systems are preferred
  • crankcase ventilation The channel for supplying crankcase gases from the crankcase to the intake manifold of the engine includes a pipeline equipped with a crankcase ventilation valve with an oil trap installed in front of it along the crankcase gases.
  • the crankcase ventilation valve opens under the action of a pressure differential between the gas space of the crankcase and the engine intake manifold and passes crankcase gases through a channel for supplying crankcase gases from the crankcase to the engine intake manifold. In this case, the oil particles contained in the crankcase gases are removed from them when passing through the oil catching device.
  • crankcase gas temperature 100-110 ° C When the engine is warming up (crankcase gas temperature 100-110 ° C), water and unburned fuel in crankcase gases are in the gas phase.
  • crankcase ventilation stops the engine starts to cool.
  • the temperature in the crankcase drops to the dew point temperature (water and / or fuel)
  • water vapor and / or fuel begin to condense in the crankcase on the surface of the walls and oil.
  • Condensate fuel dilutes the oil, and water when the engine is running forms an emulsion with the oil. Both that, and another worsens lubricant properties of oil and leads to the increased wear of the engine. It is believed that at least 25% of engine wear occurs when it starts and warms up. This problem is especially relevant in areas with low temperatures.
  • an operating temperature of the crankcase about 100 ° C
  • the quality of the oil rapidly deteriorates due to the hydrolysis of additives (Kolunin A.V. “The effect of low ambient temperatures on
  • the water concentration in the outside air is much lower than in the crankcase gases
  • the latter are diluted with air to form a mixture with dew point temperature (and respectively, the concentration of water in the crankcase gases) is lower than the dew point temperature (and, accordingly, the concentration) of the crankcase gases without such dilution; as a result
  • crankcase ventilation stops and when the engine cools down, the vapors condense, and when the engine starts and warms up, when the vapors are most condensed in the crankcase, and the most intensive ventilation is required to remove them, it is minimal or absent due to dependence
  • crankcase purge intensity from engine speed when idling, it
  • the main feature of the ventilation system of the crankcase ventilation system which determines the low efficiency of reducing vapor condensation during engine start-up and warm-up, is its functional connection with the fuel-air system of the engine, the conditions of normal operation of which
  • crankcase Ventilation Systems Application and Installation Guide, 2009 Caterpillar®
  • htty / blanchardmachinery.com/public/files/do
  • the aim of this proposal is to create a device to reduce condensation in the crankcase of an internal combustion engine of water and fuel vapors when the engine is stopped and cooled, and when it is started and heated.
  • the technical result achieved using the proposed device is to reduce condensation in the crankcase of the internal combustion engine of water vapor and fuel, and when the engine is stopped and cooled, and when it is started and heated,
  • the proposed device (hereinafter referred to as the Device) is installed on the crankcase of the internal combustion engine, which includes a refrigerator-trap for cooling crankcase gases passing through it, condensing the mentioned vapors from them and collecting their condensate, which is cooled by ambient air flowing for crankcase
  • Figure 1 presents the basic circuit diagram of the Device.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a Device further comprising an oil trapping device, a duct fan and a condensate evaporator, with a thermally insulated and heated channel for supplying crankcase gases to the refrigerator trap.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a device with a channel for feeding 155 crankcase gases to a refrigerator-trap located inside the unit
  • cylinders and optionally including a condensate accumulator.
  • Figure 4 presents graphs of cooling at an ambient temperature of -20 ° C of the crankcase of the YaMZ-238 engine and a refrigerator-trap located in 160 engine compartment.
  • Figure 5 presents a diagram of the flow of crankcase gases through the device when the engine cools down after it stops.
  • FIG. 6 shows the dependences of the volumetric velocity of the crankcase gas traction through
  • Figure 9 shows the changes in real concentrations of water vapor in the crankcase gases during cooling at an ambient temperature of -20 ° C after stopping the YaMZ-238 engine without the Device, and equipped with the Device, with 180 location of the refrigerator-trap in the engine compartment.
  • Figure 10 presents a diagram of the flow of crankcase gases during heating after startup
  • Figure 11 presents the change in the actual concentration of saturated water vapor in the crankcase gases of the YaMZ-238 engine without the Device and concentrations
  • Fig illustrates the procedure for graphically determining the amount of condensate deposited in the crankcase and in the refrigerator-trap for different crankcase gas circulation rates through the device during warming up of the 195 YaMZ-238 engine from -25 ° C to the dew point temperature of crankcase gases,
  • Fig. 18 shows a randomly drawn dependence of the dew point temperature on the concentration of virtual matter in the crankcase gases.
  • Fig.19 shows changes in concentrations (virtual and real) in the crankcase gases of the virtual substance at different degrees of circulation of crankcase gases through the Device in the process of warming up the YaMZ-238 engine from -25 ° C 215
  • Fig. 20 shows as an example a diagram of a specific air cooler - traps.
  • crankcase gases without the Device and the concentration of water in the crankcase gases with the Device including a specific refrigerator-trap (see Fig. 20) with 230 times the crankcase gas circulation 32, during engine warm-up
  • FIGs. 1-3 and 20 are schematic diagrams of the Device, i.e. scale, proportions and spatial relative positioning of elements are not respected.
  • crankcase 1 whose wall 1 A is schematically depicted separately, cylinder block 2, intake manifold 240 of engine 3, channel 4 for supplying crankcase gases KG to intake manifold 3.
  • Channel 4 is connected to the crankcase through the crankcase ventilation valve 5 and the oil trap 6.
  • the refrigerator trap 7 is connected to the upper wall of the crankcase 1 A via an inlet channel 8 for supplying heated crankcase gases KG to the refrigerator trap 7, and
  • crankcase gases KG from the crankcase 1 through channel 4
  • oil catching device 6 and crankcase ventilation valve 5 into the intake manifold 3 and from the crankcase 1 through the device:
  • the device operates as follows.
  • crankcase gases through the device can be ensured by a self-traction arising in the thermal circulation circuit:
  • crankcase 1 inlet channel 8 - cooler-trap 7 - outlet channel 9 - crankcase 1 due to the difference in densities of heated crankcase gases KG and drained and
  • crankcase To achieve the maximum technical result - to prevent condensation of vapors in the crankcase - it is advisable to make the following additions to the design of the device.
  • a known oil-catching device 10 for example, a centrifuge, cyclone, or coalescent filter.
  • the self-traction gas volumetric velocity depends on the temperature difference in the hot 285 and cold elbows of the indicated thermal circulation circuit (line 260) and on the height he (figure 1) of this circuit (see formula 3 in example 1, line 502).
  • the placement of the channel 8 for supplying heated crankcase gases KG to the refrigerator-trap 7 in the cylinder block 2 has the limitation that its implementation is possible only when developing a new engine, since it requires special
  • the self-traction volumetric gas velocity is greater, the greater the height
  • thermocirculation loop he for more intensive movement of crankcase gases through the device, it is advisable to place the channel 8 entrance into the refrigerator-trap 7 on top of the latter at the maximum possible height according to the engine layout conditions from the top of the crankcase 1 he, and the channel 9 outlet for returning cooled and dried gases to the crankcase - from the bottom of the refrigerator - 310 traps 7 (see Figs. 1,2,3).
  • the refrigerator-trap 7 is designed to cool crankcase gases KG to a temperature below their dew point temperature, which causes condensate 13 to drop out of them in the refrigerator-trap 7, and not in the crankcase 1. Perhaps forced
  • the refrigerator-trap 7 be an efficient heat exchanger between the crankcase gases KG and the surrounding air. To do this, it is advisable to perform it in the form of a vessel with a developed heat transfer surface from a well heat-conducting material, with
  • refrigerator-trap 7 can be made of a copper alloy (tompak or half-pack) in the form of a thin-walled bellows as in Figures 2,3,20, either of round or rectangular cross-section. Rectangular section may be
  • the refrigerator-trap should have in its lower part sufficient volume to contain condensate vapor 13 (the trap itself). This sufficient volume is ensured, as shown in 335 of Fig. 2,3, in that the beginning of the outlet from the refrigerator-trap of the channel 9 is located inside the bellows at a certain distance hi from the bottom of the bellows, providing, together with the cross-sectional area of the bellows, a volume sufficient to contain condensate vapor 13. 340 Since, in order to ensure more efficient heat transfer, the walls of the bellows are thin, it is advisable to reinforce the bellows with wire rings 14 as shown in FIG. 2 to prevent the bellows from bursting due to excessive pressure in the event of a frequently encountered malfunction of the ventilation valve 5 of the crankcase 1.
  • gas distribution device 15 directing the flow of gases along the walls of the bellows. 350 For example, or in the form of an umbrella, as shown in FIG. 2, or paddle distributor, or Archimedes screw, additionally swirling the flow of gases around the axis of the bellows.
  • a channel fan 16 for forced circulation of crankcase gases KG through the refrigerator-trap 7 installed in channel 9, preferably (lower gas temperature), between the refrigerator trap 7 and the wall of the crankcase 1A, and supplying a gas stream from
  • the duct fan 16 is powered by an onboard
  • the condensate may freeze when stationary and thaw slowly during engine operation in the future, which may lead to disruption of the device.
  • the device in a particular case, the device
  • a condensate evaporator 17 (see figure 2) for evaporation of the condensate 13 due to the heat of the removed crankcase gases KG and the supply of vapor to
  • the condensate evaporator 17 is made in the form of a tank connected to the bottom of the refrigerator-trap 7 by a pipe 18, through which the condensate 13 from the refrigerator-trap 7 flows into the condensate evaporator 17.
  • the condensate evaporator 17 is integrated in the channel 4 for supplying crankcase gases KG to the intake manifold 3 between oil catching
  • the entrance of the channel 4 to the condensate evaporator 17 is made in the form of a pipe 19 of heat-conducting material, the end of which is located inside the condensate evaporator 17 at a distance from its bottom h2 (see Fig. 2), sufficient in conjunction with the cross-sectional area of the condensate evaporator 17 to form on bottom of the last volume for holding condensate 13.
  • a reflector 20 in the form of, for example, an umbrella to direct the flow of hot crankcase gases KG to the surface of the condensate 13.
  • a reflector 20 in the form of, for example, an umbrella to direct the flow of hot crankcase gases KG to the surface of the condensate 13.
  • crankcase ventilation valve 5 since the freezing of the latter is a common cause of engine malfunction at low temperatures.
  • a condensate storage 21 which is a container located on the upper wall 1A of the crankcase 1 and connected to the inside of the crankcase through a valve 22 that opens from the temperature sensor (not shown in the diagram) in the crankcase when it reaches its operating value, after which condensate 13 flows into the heated crankcase 1, evaporates there, and the vapor enters with the crankcase gases KG through channel 4 in
  • Valve 22 is actuated by known methods. It could be a solenoid valve, triggered by a signal from the oil temperature sensor (possibly via the on-board computer), or from a thermal switch mounted on the wall of the crankcase 1A. Valve 22 can also be thermomechanical, for example, triggered by
  • the refrigerator-trap 7 due to its described design in the form of a bellows with a ribbed inner surface and the presence of a gas flow distributor 15, directing the gas flow along this ribbed surface, can serve as an oil trapping device. Then, oil carried away by circulating crankcase gases settles on the ribbed surface of the refrigerator-trap, drains into
  • crankcase 1 the lower part of the latter, from where the pipe 18 passes through the condensate accumulator 21 and valve 22 flows back to the crankcase 1.
  • crankcase 1 the device without an oil trap 10, which not only simplifies the device, but also reduces the aerodynamic drag of the circulation circuit: crankcase 1 -channel 8 -cooling-trap 7 -channel fan 16 -channel 9-crankcase 1.
  • the device and 0,1,2 (respectively) in a particular case when the engine warms up from + 20 ° C (see Fig. 16).
  • Cdp concentration of water vapor in gases in the general case at g / m dew point temperature Tdp (see Fig. 7).
  • Cdpvir concentration of virtual matter in gases at g / m * its dew point Tdpvir (see FIG. 18).
  • crankcase gases KGD after the refrigerator-trap in the particular case of its location in the engine compartment
  • crankcase gases and 32 in the particular case of example 8 for
  • Tdp The temperature of the dew point in water in the General case at ° C vapor concentration Cdp (see Fig.7).
  • Tdp8, Tdpl6, device with multiples of crankcase gas circulation through
  • Tdpvir Virtual substance dew point temperature at ° C
  • the device at an ambient temperature of -25 ° C (see
  • V The volumetric flow rate of crankcase gases equal to the volumetric velocity m L / min of the flow of crankcase gases KGB into the crankcase.
  • crankcase gas consumption v or the same: volume ratio
  • Thsg ambient temperature, crankcase temperature
  • thermal heat transfer K by the surface F of the refrigerator is the load of the trap, under which under specific conditions (temperature W ⁇ c (K'F) cr of ambient air, crankcase temperature and multiplicity of circulation) crankcase gases can heat the engine
  • a graph 440 represented by the Tkgl9 curve in FIG. four.
  • crankcase gases during cooling of a stopped engine is presented 445 in figure 5.
  • 1 is a crankcase (more precisely, the crankcase gas space)
  • 8 is a channel for supplying heated crankcase gases KG to the refrigerator-trap
  • 9 is an outlet channel of the refrigerator-trap for returning the dried crankcase gases KGD back to sump 1.
  • Vx is the volume of crankcase gases (not indicated in the diagram) that passed through the device for 450 time / s from the moment the engine was stopped, lL
  • Co is the initial concentration of water vapor in the crankcase gases KG at the time of shutdown, g / m 3
  • Vo is the gas volume of the crankcase space, m 3 ;
  • Vo'dC -dV * C + dV * Cx (l).
  • httD //m.wikipedia.org/vviki/ 0 / oDO% A2% Dl 0 / o8F% DO% B3% D0 0 / oBO% 28% D1% 82% D1% 80% D1% 83% D0% B1% D1% 8B% 29):
  • q is the volumetric speed of the traction, m 3 / s;
  • a is the cross-sectional area of the stream, m 2 ;
  • the temperature of the ambient air outside ° K (cold).
  • the device reduces the concentration of water in crankcase gases from 65 g / m 3 (tab. 1) to 0.9 g / m 3 for about 3 minutes — a value corresponding to a dew point temperature of -20 ° C, equal to the temperature Tag of the ambient air. Therefore, cooling the crankcase to this external temperature in 535 will not further lead to condensation of vapors in the crankcase, which corresponds to the claimed technical result.
  • Example 1a An engine equipped with a device with a refrigerator-trap 7 located in the engine compartment is stopped at a temperature
  • Gag -20 ° C.
  • the refrigerator-trap 7 can also be located in the engine compartment, the temperature of which will not decrease so quickly due to the heat flux from the cooling massive engine.
  • the curve Tx19 is a graph of the temperature change of the refrigerator-trap 7 (and
  • the refrigerator-trap 7 is in a thermal field
  • Fig. 9 shows graphs of changes in water concentration in crankcase gases KG corresponding to these temperatures: curve Ctrl9 — current value
  • curve Tx19 (figure 4). Curves Ctrl9 and Cx19 are plotted according to the dependence of the dew point temperature Tdp on the water concentration in the gases Cdp (Fig. 7) for the values of the current temperature of the crankcase Tkgl9 and the refrigerator-trap 7 ⁇ 19 in Fig. 4. 580 arterial gases passing through the cooler-trap and losing KGD water in it, entering the crankcase, dilute the KG gases contained in it, lowering their dew point temperature and thereby reducing the condensation of the vapors in the crankcase. The intake of dried KGD gases into the crankcase is ensured by self-drawing gases through the Device.
  • the concentration of water in the crankcase gases KG drops from 65 g / m 3 to 20 g / m, corresponding to a dew point temperature of +20 C - the engine compartment temperature. This happens almost instantly (therefore, this drop is not shown in Fig. 9) compared to the cooling time of the engine (see curve Tkgl9 in Fig. 4). Further, the dew point temperature (equal to the temperature of the refrigerator-trap ⁇ 19) in
  • crankcase gases changes slowly according to the cooling schedule Tx19 of the refrigerator-trap 7 in Fig. 4.
  • This temperature curve corresponds to
  • 650 is obtained from the values of the ql curve (converted to m 3 / h) in FIG. 6 using the line function (tl9, q) of the same program.
  • crankcase water concentration KG KG
  • crankcase gas dew point temperature KG Tdp is maintained
  • crankcase gases during engine warm-up is shown in FIG. 10.
  • 1 is the gas space of the crankcase
  • 8 is a channel for supplying heated crankcase 675 KG gases to the refrigerator-trap 7, 9 - channel for supplying dried KGD crankcase gases back to the crankcase 1.
  • crankcase gases temperature is above 680 at their dew point temperature
  • Ci 65 g / m 3 is the actual concentration of water in the KGB gases breaking from the cylinders into the crankcase, which is also equal to the real concentration of vapors in the crankcase gases KG
  • Vx, m 3 is the volume of crankcase gases passing through the device from the moment the engine was started to the current moment during time t (Mun).
  • a normalizing factor equal to the ratio of the volume of gases passed to the current moment through the device to the volume of gases that burst from the cylinders into the crankcase Vx
  • Vo'dC dV "C - dV * C - n * dV " C + n * dV * Cx
  • V 0.070M 3 / MUH (FROM Tab. 1) - crankcase gas flow
  • a curve Ctr is plotted on the graph of Fig. 7 — concentration of saturated water vapor at crankcase temperatures KG according to the curve Tkg25, i.e. a graph of changes in the actual concentration of water vapor in the crankcase gases KG as the engine warms up without
  • the CO curve is a solution to the virtual equation of material balance for water (5 a): this would have to change the concentration of water in the crankcase gases without the Device and provided there was no condensation in the crankcase 1.
  • Curve Ctr represents the change in the actual concentration of water vapor in the crankcase gases KG at
  • crankcase in the process of increasing the temperature in the crankcase until it reaches the dew point of the crankcase gases (+ 45 ° C and 65g / m 3 ), also without the Device.
  • concentration of water in the crankcase gases cannot be higher than on the Ctr curve, since this is the water concentration curve at the dew points, it is obvious that the difference in the CO and Ctr concentrations of these curves should actually precipitate in the crankcase 1, the amount
  • the curve of virtual concentration C1 intersects with the curve of real concentration (curve of crankcase gas dew points) Ctr at point rl. This happens when the actual water concentration at the dew points, reflected by the Ctr curve, is compared with the virtual gas concentration reflected by the C1 curve, i.e. with a further increase in temperature, vapor condensation is impossible, the virtual curve C1 turns into
  • the length represents the real concentration.
  • V vt.
  • crankcase 1 during warming up the engine to the temperatures of the dew points of the crankcase gases KG Tdp0-Tdp32 (in Fig. 13 they correspond to the points r0-g32) for different crankcase gas circulation rates through the Device, they will be equal to the areas of the graph enclosed between the curves of the virtual concentration of water vapor in crankcase gases KG ⁇ , ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 4, ⁇ 8, ⁇ 16, ⁇ 32 and the curve of real water concentration in crankcase
  • n values gg of the amount of condensate deposited during the engine warming up 840 to the dew point temperatures in the crankcase 1 and the amount of condensate gc deposited in the refrigerator trap 7 are shown in FIG. 14.
  • Fig.14 shows that with an increase in the frequency of circulation of crankcase gases KG through the device, the amount of condensate gg deposited in the crankcase of the engine 1 decreases sharply, which corresponds to the claimed technical result.
  • the amount of condensate gc deposited in trap 7 in the refrigerator 845 increases accordingly.
  • condensation of water vapor does not occur in the crankcase 1, but in the refrigerator-trap 7, and condensate does not enter the oil.
  • An engine equipped with a device according to the scheme of either FIG. 2 or FIG. 3, including an additional channel fan 17, is started at an ambient temperature of 0 ° C.
  • the graph of the heating of the crankcase 1 is represented by the TkgO curve in Fig. 15, the water concentration at 860 dew point temperatures corresponding to this curve is represented by the CtrO curve, constructed from the dependence of the dew point temperature on the water concentration shown in Fig. 7.
  • V 0.070M 3 / MUH (FROM Tab. 1) - crankcase gas flow
  • the engine warm-up schedule is shown in Fig. 16 of the Tkg20 curve (ordinate axis on the right).
  • the dependence of the concentration of water in the crankcase gases KG at the dew points corresponding to 895 current temperature of the crankcase 1 on the curve Tkg20 and determined from the graph in Fig.7 is presented in Fig.16 curve Ctr20.
  • FIG. 16 shows that when the engine is started at + 20 ° C, the dew point in the crankcase without the Device is reached after about 6 minutes, and to completely eliminate condensation of water in the crankcase 1, the multiplicity is enough
  • crankcase gas circulation through the device With the higher the ambient temperature, the lower the multiplicity of circulation is required to achieve maximum technical result.
  • FIG. 11,15, 16 it is possible to judge the effectiveness of the well-known supply and exhaust ventilation of the crankcase at different outdoor temperatures. From FIG.
  • Example 6 Reduction by means of a Condensation Device in the crankcase of virtual substance vapors during the engine warm-up (see table 1) at a temperature
  • Fuel is a multicomponent mixture with a wide temperature range
  • the Tkg25 curve (ordinate axis on the right) is a graph of the engine warming up from -25 ° C.
  • Curve Ctrv concentration of a substance in crankcase gases at different times after the start of warming up of an engine not equipped with a Device, constructed according to FIG. 18 995 for temperatures along the curve Tkg25 in FIG. 19.
  • Example 7 Thermal calculation of the parameters of the refrigerator-trap 7, necessary for 1015 to achieve the maximum technical result in the conditions of example 2.
  • Tkgb 2Q0 ° C - temperature of gases breaking into the crankcase
  • crankcase gases KGB enters the crankcase
  • the refrigerator-trap should provide sufficiently effective cooling.
  • crankcase gases KG for condensation of vapors in it to a sufficiently low concentration of Cx in equation (5) This concentration depends on the dependence in Fig.7 from 1060 the temperature of the crankcase gases KGD Tx at the outlet of the refrigerator-trap 7.
  • the fridge trap transfers the heat flux Q to the outside air:
  • K is the heat transfer coefficient, W / m 2 ° C;
  • is the average logarithmic temperature difference of crankcase gases when they pass 1075 through a refrigerator-trap and ambient air, ° ⁇ :
  • Tx Tar + (Tkg - Tar) - e Hks " Gs (7),
  • both the Tkg25 curve and the Tkhsg curve are phase transition lines, i.e. this is the dew point temperature.
  • 1170 traps can be crankcase gases temperature KGD 7dg (specifically Th32),
  • K - F contains all the values necessary to achieve a technical result. Above, we have just shown that in order to achieve the maximum technical result in 1180 specific conditions of Example 2, this indicator should be approximately equal to
  • Example 8 The implementation of the refrigerator-trap specific design for
  • FIG.20 A diagram of the specific design of the refrigerator-trap is shown in Fig.20.
  • heat transfer F 0.38M 2
  • heat transfer coefficient K 90W / m 2 ° C
  • heat load KF tRS.
  • crankcase gases have time to cool in a particular refrigerator-trap to almost 1235 outside air temperatures of -25 ° C for the entire duration of the engine warm-up, and everything written in Example 2 (there we took gas temperature at the outlet of the refrigerator-trap equal to the temperature of the outside air) for these cases does not need to be clarified.
  • crankcase gases no longer have time to cool down in this particular refrigerator-trap to the temperature of the outside air.
  • crankcase gases of saturated vapor Ctr during engine warming up without the Device see example 2
  • curve C32g of the concentration of water vapor in crankcase gases KG when the engine is equipped with a device with the above technical
  • crankcase gas circulation ratio n 32 is necessary to achieve the maximum technical result during cold start (from -25 ° C) of the engine, on the other hand it is shown (see Fig. 13.14) that the increase in the ratio circulation greater than 32 is ineffective. Therefore, it is advisable to take the maximum
  • crankcase gas circulation 32 1270 multiplicity of crankcase gas circulation 32.
  • 0.070x32 2.2 m 3 / min (134 m 3 / hour).
  • Such performance can provide an analogue of a known channel fan for flue gases, e.g., channel fan VC-200 from VentTehkom, capacity 200 m 3 / hour, power 42W
  • Option 1 Determine in a known manner (for example, A. Kolunin, “The influence of low ambient temperatures on the frequency of maintenance of power plants of road and construction vehicles,” Diss, Omsk, 2006), the water content in fresh oil, which is poured into the crankcase, or not equipped, or
  • 1310 Option 2.0 connect the tube 18 from the condensate evaporator 17 (see Fig. 2) or from the condensate accumulator 21 (see Fig. 3) and pinch it with a clamp (for example, Mora), warm the engine as in example 2 and stop it. Condensate 13 is drained, opening the clamp, into the dishes, its quantity is measured and, possibly, the composition is determined (water and fuel fragments). Obviously, this amount reduces condensation.
  • a clamp for example, Mora
  • a temperature sensor is inserted through the crankcase hole for the oil dipstick (standard sensors
  • the engine is started at a selected ambient temperature, for example, -25 ° C, and the values of the crankcase temperature and the dew point temperature of the crankcase gases are simultaneously taken during heating. Based on the data obtained, the dependences of the crankcase gas temperature and the dew point temperature on the warm-up time are built.
  • the technical result achieved by using the inventive device is to reduce, up to prevention in particular cases,
  • the main feature of the proposed Device ensuring the achievement of the maximum technical result compared with the well-known system of supply and exhaust ventilation of the crankcase, is its autonomy, the lack of communication of its action with the fuel-air system of the engine, including the existing (including the supply and exhaust) crankcase ventilation system . For example, when stopped
  • crankcase (idle) engine
  • the device is working, but there is almost no crankcase ventilation - the crankcase ventilation valve is closed.
  • an intense flow of gases through the device necessary to achieve the maximum technical result, occurs along a closed circuit, as if inside a crankcase, therefore
  • 1365 carries oil into the intake manifold of the engine and does not affect the finely tuned process of preparing the fuel-air mixture in gasoline engines.
  • the device was considered as applied to engines with a closed crankcase ventilation system.
  • engines with open crankcase ventilation For engines with open crankcase ventilation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

The invention relates to mechanical engineering and can be used in engine construction. The technical result, consisting in reducing, or even preventing vapour condensation in the crankcase of an internal combustion engine, is achieved as a result of removing vapours from crankcase gases circulating along a circuit consisting of the crankcase (1), a duct (8), a condenser trap (7), a duct (9) and the crankcase (1) by means of vapour condensation in the condenser trap (7), which is coolable by ambient air. The crankcase gases (KG) are circulated along the above-mentioned circuit owing to the flue effect in said circuit in the engine cooling-down period after stopping and to operation of a duct fan (16) during starting and warming up of the engine. Condensate (13) flows along a pipe (18) from the condenser trap (7) to a condensate tank (21), from where said condensate drops via a valve (22), which is openable at operating temperature, into the warmed up crankcase (1), where said condensate evaporates, and vapours in the composition of the crankcase gases (KG) enter an intake collector (3).

Description

Устройство для уменьшения конденсации паров в картере двигателя внутреннего сгорания.  Device for reducing vapor condensation in the crankcase of an internal combustion engine.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в моторостроении.  The invention relates to mechanical engineering and can be used in motor engineering.
Система вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания служит для удаления из картера двигателя газов, поступающих в него при работе двигателя по зазорам между поршнем и цилиндром (Crankcase ventilation system, Wikipedia). Удаление картерных газов необходимо не только для обеспечения нормального давления в картере двигателя, но и для удаления из него продуктов, оказывающих негативное воздействие на металлические части и масло. Картерные газы при рабочей температуре картера (около 100°С) представляют собой смесь газообразных продуктов сгорания топлива, паров воды, фрагментов несгоревшего топлива и небольших количеств побочных продуктов сгорания и термического разложения топлива и масла. The ventilation system of the crankcase of an internal combustion engine is used to remove gases from the crankcase of the engine that enter it during engine operation by the gaps between the piston and cylinder (Crankcase ventilation system, Wikipedia). The removal of crankcase gases is necessary not only to ensure normal pressure in the crankcase, but also to remove products from it that have a negative effect on metal parts and oil. Crankcase gases at a crankcase operating temperature (about 100 ° C) are a mixture of gaseous products of fuel combustion, water vapor, fragments of unburned fuel and small amounts of by-products of combustion and thermal decomposition of fuel and oil.
Известны два типа систем вентиляции картера: открытая и закрытая. В открытой системе картерные газы отводятся в атмосферу, в закрытой - отсасываются во впускной коллектор двигателя и поступают со свежей порцией топлива на дожигание. Поскольку при использовании открытой системы происходит загрязнение окружающей среды вредными примесями, в настоящее время предпочтительны закрытые системы Two types of crankcase ventilation systems are known: open and closed. In an open system, crankcase gases are vented to the atmosphere, in a closed system, they are sucked into the engine intake manifold and supplied with a fresh portion of fuel for afterburning. Insofar as when using an open system, the environment is polluted with harmful impurities, currently closed systems are preferred
вентиляции картера. Канал для подачи картерных газов из картера во впускной коллектор двигателя включает трубопровод, оснащенный клапаном вентиляции картера с установленным перед ним по ходу картерных газов маслоулавливающим устройством. Клапан вентиляции картера открывается под действием перепада давления между газовым пространством картера и впускным коллектором двигателя и пропускает картерные газы по каналу для подачи картерных газов из картера во впускной коллектор двигателя. При этом частицы масла, содержащиеся в картерных газах, удаляются из них при проходе через маслоулавливающее устройство. crankcase ventilation. The channel for supplying crankcase gases from the crankcase to the intake manifold of the engine includes a pipeline equipped with a crankcase ventilation valve with an oil trap installed in front of it along the crankcase gases. The crankcase ventilation valve opens under the action of a pressure differential between the gas space of the crankcase and the engine intake manifold and passes crankcase gases through a channel for supplying crankcase gases from the crankcase to the engine intake manifold. In this case, the oil particles contained in the crankcase gases are removed from them when passing through the oil catching device.
При прогретом работающем двигателе (температура картерных газов 100-110°С) вода и несгоревшее топливо в картерных газах находятся в газовой фазе. When the engine is warming up (crankcase gas temperature 100-110 ° C), water and unburned fuel in crankcase gases are in the gas phase.
При остановке двигателя вентиляция картера прекращается, двигатель начинает остывать. Когда температура в картере снижается до температуры точки росы (по воде и/или топливу), пары воды и/или топлива начинают конденсироваться в картере на поверхности стенок и масла.  When the engine stops, crankcase ventilation stops, the engine starts to cool. When the temperature in the crankcase drops to the dew point temperature (water and / or fuel), water vapor and / or fuel begin to condense in the crankcase on the surface of the walls and oil.
При запуске и прогреве холодного двигателя горячие газы прорываются через зазоры колец поршней в холодный картер, где быстро остывают, смешиваясь с холодными газами и маслом, заполняющими картер, и пары конденсируются. Процесс конденсации продолжается до тех пор, пока температура в картере не повысится до температуры точки росы картерных газов, выше которой конденсация паров невозможна.  When starting and warming up a cold engine, hot gases break through the gaps of the piston rings into the cold crankcase, where they cool quickly, mixing with the cold gases and oil filling the crankcase, and the vapors condense. The condensation process continues until the temperature in the crankcase rises to the dew point temperature of the crankcase gases, above which vapor condensation is not possible.
Конденсат топлива разжижает масло, а вода при работе двигателя образует с маслом эмульсию. И то, и другое ухудшает смазочные свойства масла и приводит к повышенному износу двигателя. Считается, что не менее 25% износа двигателя происходит при его запуске и прогревании. Особенно эта проблема актуальна в местностях с низкими температурами. Кроме того, при рабочей температуре картера (около 100°С) в присутствии воды качество масла быстро ухудшается из-за гидролиза присадок (Колунин А.В. "Влияние низких температур окружающей среды на Condensate fuel dilutes the oil, and water when the engine is running forms an emulsion with the oil. Both that, and another worsens lubricant properties of oil and leads to the increased wear of the engine. It is believed that at least 25% of engine wear occurs when it starts and warms up. This problem is especially relevant in areas with low temperatures. In addition, at an operating temperature of the crankcase (about 100 ° C) in the presence of water, the quality of the oil rapidly deteriorates due to the hydrolysis of additives (Kolunin A.V. “The effect of low ambient temperatures on
периодичность технического обслуживания силовых установок дорожных и  the frequency of maintenance of power plants on the road and
строительных машин", дисс, Омск, 2006). Проблема конденсации паров в картере двигателя внутреннего сгорания обостряется ещё больше при эксплуатации двигателя в режиме т.н. «коротких поездок», когда цикл остывания-прогрева часто повторяется, причём без полного прогрева двигателя, сопровождаясь, каждый раз конденсацией паров, что приводит к накоплению в масле воды и топлива. building machines ", Diss, Omsk, 2006). The problem of vapor condensation in the crankcase of an internal combustion engine is exacerbated even more when the engine is operated in the so-called" short trips "mode, when the cooling-warming cycle is often repeated, moreover, without a complete warming up of the engine, each time being accompanied by vapor condensation, which leads to the accumulation of water and fuel in the oil.
Известны несколько способов уменьшения конденсации паров в картере двигателя внутреннего сгорания. Это отапливаемый гараж, обогреваемый водой из системы охлаждения двигателя картер(пат.20070245983 US), предстартовый подогрев картера горячим воздухом (пат. 5196673 US), электрический подогрев картера (пат. Several methods are known for reducing vapor condensation in a crankcase of an internal combustion engine. This is a heated garage, heated with water from the crankcase engine cooling system (US Pat. No. 70,070,459,883 US), pre-start crankcase heating with hot air (US Pat. 5196673 US), electric crankcase heating (US Pat.
5017758 US), система рециркуляции масла на стоянке через подогреватель и масляную систему двигателя (пат. 4245593 US), подогрев масла вне двигателя и заливка его в картер перед запуском двигателя (Колунин А.В. "Влияние низких температур 5017758 US), a system for recirculating oil in the parking lot through the heater and the oil system of the engine (US Pat. 4245593 US), heating the oil outside the engine and filling it into the crankcase before starting the engine (Kolunin AV "Effect of low temperatures
окружающей среды на периодичность технического обслуживания силовых установок дорожных и строительных машин", дисс, Омск, 2006). Для решения этой задачи предлагается даже компьютерная система подготовки двигателя к запуску путем подогрева разных его частей отдельными нагревателями, управляемыми компьютером на основании показаний датчиков температуры и даже содержания воды в масле и вязкости последнего (2009/0283364 US). Для предотвращения конденсации паров в картере двигателя спортивных самолетов после его остановки известен способ, состоящий в продувке картера после остановки двигателя осушенным продувкой через патрон с силикагелем воздухом (http://www.aircraftspruce.com/catalog eppages/engsaver.php , http://www.barkeraircraft.com/files/Engine_Dryer_Sport_Avi.pdf, пат. 6155213 US). Все эти способы по их сути относятся к техническому обслуживанию, очевидно, что они не универсальны, трудоемки, и малоэффективны. environment for the frequency of maintenance of power plants of road and building machines ", Diss, Omsk, 2006). To solve this problem, even a computer system for preparing the engine for starting by heating various parts of it with separate heaters controlled by a computer based on the readings of temperature sensors and even the water content in the oil and the viscosity of the latter (2009/0283364 US). To prevent condensation of vapors in the crankcase of the engine of sports aircraft after it is stopped, a method is known consisting of in crankcase purge after engine shutdown by drained purge through silica gel air cartridge (http://www.aircraftspruce.com/catalog eppages / engsaver.php, http://www.barkeraircraft.com/files/Engine_Dryer_Sport_Avi.pdf, Pat. 6155213 US) .All of these methods in their essence relate to maintenance, it is obvious that they are not universal, time-consuming, and ineffective.
Наиболее близким техническим решением по принципу действия и достигаемому техническому результату к предлагаемому является известная принудительная приточно- вытяжная вентиляция картера (http://azbukadvs.ru/tehinfo/101-ventiliaciakartera.html). Это решение состоит в конструкции двигателя, позволяющей продувать картер наружным воздухом. Наружный воздух поступает в картер, например, через специальное отверстие, снабженное фильтром, в заливочной горловине для масла, под действием разрежения в картере, создаваемого за счёт отсоса через канал для подачи картерных газов во впускной коллектор двигателя. Поскольку температура точки росы наружного воздуха значительно ниже температуры точки росы картерных газов (соответственно The closest technical solution according to the principle of operation and the achieved technical result to the proposed one is the well-known forced ventilation of the crankcase (http://azbukadvs.ru/tehinfo/101-ventiliaciakartera.html). This solution consists in the design of the engine, which allows blowing the crankcase with outside air. External air enters the crankcase, for example, through a special hole equipped with a filter in the oil filler neck, under the influence of rarefaction in the crankcase created by suction through a channel for supplying crankcase gases to the engine intake manifold. Since the temperature of the dew point of the outdoor air is much lower than the temperature of the dew point of the crankcase gases (respectively
концентрация воды в наружном воздухе значительно ниже, чем в картерных газах), последние разбавляются воздухом с образованием смеси с температурой точки росы (и соответственно концентрации воды в картерных газах) ниже температуры точки росы (и соответственно концентрации) картерных газов без такого разбавления; в результатеthe water concentration in the outside air is much lower than in the crankcase gases), the latter are diluted with air to form a mixture with dew point temperature (and respectively, the concentration of water in the crankcase gases) is lower than the dew point temperature (and, accordingly, the concentration) of the crankcase gases without such dilution; as a result
105 конденсация паров в картере уменьшается. Недостаток этой системы вентиляции 105 vapor condensation in the crankcase decreases. The disadvantage of this ventilation system
заключается в том, что при остановке двигателя вентиляция картера прекращается и при остывании двигателя пары конденсируются, а при запуске и прогреве двигателя, когда происходит наибольшая конденсация паров в картере, и требуется наиболее интенсивная вентиляция для их удаления, она минимальна или отсутствует вследствие зависимости consists in the fact that when the engine is stopped, crankcase ventilation stops and when the engine cools down, the vapors condense, and when the engine starts and warms up, when the vapors are most condensed in the crankcase, and the most intensive ventilation is required to remove them, it is minimal or absent due to dependence
ПО интенсивности продувки картера от оборотов двигателя: при холостом ходе она According to the crankcase purge intensity from engine speed: when idling, it
минимальна или отсутствует. Главной особенностью системы приточно-вытяжной системы вентиляции картера, обусловливающей невысокую эффективность снижения конденсации паров во время запуска и прогрева двигателя, является её функциональная связь с топливно-воздушной системой двигателя, условия нормальной работы которой minimal or absent. The main feature of the ventilation system of the crankcase ventilation system, which determines the low efficiency of reducing vapor condensation during engine start-up and warm-up, is its functional connection with the fuel-air system of the engine, the conditions of normal operation of which
115 ограничивают допустимое отношение объемной скорости воздуха через картер к расходу картерных газов величиной около 1 (Crankcase Ventilation, Systems Application and Installation Guide, 2009 Caterpillar®, 115 limit the allowable ratio of the volumetric air velocity through the crankcase to the crankcase gas flow to about 1 (Crankcase Ventilation, Systems Application and Installation Guide, 2009 Caterpillar®,
htty:/ blanchardmachinery.com/public/files/do  htty: / blanchardmachinery.com/public/files/do
on.pdf). Это ограничение потока воздуха через картер связано и с процессом  on.pdf). This restriction of the air flow through the crankcase is also related to the process.
120 приготовления топливно-воздушной смеси (бензиновые двигатели), и с 120 preparation of the fuel-air mixture (gasoline engines), and with
недопустимостью уноса масла во впускной коллектор двигателя, которое увеличивается с увеличением скорости потока газов через картер. Ограничение потока воздуха через картер делает невозможным необходимое для эффективного уменьшения вплоть до предотвращения конденсации паров разбавление наружным воздухом картерных газов 125 при запуске и прогреве, особенно при низких температурах (см. пример 2).  the inadmissibility of the entrainment of oil into the intake manifold of the engine, which increases with increasing gas flow rate through the crankcase. The restriction of the air flow through the crankcase makes it impossible to effectively reduce the crankcase gases dilution by outside air 125 during start-up and warming up, especially at low temperatures, up to preventing vapor condensation, especially (see example 2).
Специального устройства для уменьшения конденсации паров в картере двигателя внутреннего сгорания, достаточно близкого по конструкции и достигаемому A special device to reduce the condensation of vapors in the crankcase of an internal combustion engine, sufficiently close in design and achievable
техническому результату для того, чтобы взять его за прототип данного предложения, неизвестно.  the technical result in order to take it as a prototype of this proposal is unknown.
Целью данного предложения является создание устройства для уменьшения конденсации в картере двигателя внутреннего сгорания паров воды и топлива и при остановке и остывании двигателя, и при его запуске и прогреве. The aim of this proposal is to create a device to reduce condensation in the crankcase of an internal combustion engine of water and fuel vapors when the engine is stopped and cooled, and when it is started and heated.
135 Технический результат, достигаемый при помощи предлагаемого устройства, состоит в уменьшении конденсации в картере двигателя внутреннего сгорания паров воды и топлива и при остановке и остывании двигателя, и при его запуске и прогреве, 135 The technical result achieved using the proposed device is to reduce condensation in the crankcase of the internal combustion engine of water vapor and fuel, and when the engine is stopped and cooled, and when it is started and heated,
140 Указанный технический результат достигается тем, что на картере двигателя внутреннего сгорания устанавливается предлагаемое устройство (далее Устройство), включающее в себя холодильник- ловушку для охлаждения проходящих через него картерных газов, конденсации из них упомянутых паров и сбора их конденсата, представляющий собой охлаждаемую окружающим воздухом проточную для картерных140 The specified technical result is achieved by the fact that the proposed device (hereinafter referred to as the Device) is installed on the crankcase of the internal combustion engine, which includes a refrigerator-trap for cooling crankcase gases passing through it, condensing the mentioned vapors from them and collecting their condensate, which is cooled by ambient air flowing for crankcase
145 газов емкость, подсоединенную к верху картера входным каналом для подачи в неё нагретых картерных газов и выходным каналом для возврата из неё охлажденных и осушенных газов в картер. 145 gases a tank connected to the top of the crankcase with an inlet channel for supplying heated crankcase gases to it and an outlet channel for returning cooled and dried gases from it to the crankcase.
На фиг.1 представлена базовая принципиальная схема Устройства. Figure 1 presents the basic circuit diagram of the Device.
150 На фиг.2 представлена принципиальная схема Устройства, дополнительно включающего маслоулавливающее устройство, канальный вентилятор и испаритель конденсата, с теплоизолированным и обогреваемым каналом для подачи картерных газов в холодильник-ловушку. 150 FIG. 2 is a schematic diagram of a Device further comprising an oil trapping device, a duct fan and a condensate evaporator, with a thermally insulated and heated channel for supplying crankcase gases to the refrigerator trap.
На фиг. 3 представлена принципиальная схема Устройства с каналом для подачи 155 картерных газов в холодильник-ловушку, размещенным внутри блока  In FIG. 3 is a schematic diagram of a device with a channel for feeding 155 crankcase gases to a refrigerator-trap located inside the unit
цилиндров, и дополнительно включающего накопитель конденсата.  cylinders, and optionally including a condensate accumulator.
На фиг.4 представлены графики остывания при температуре окружающего воздуха -20°С картера двигателя ЯМЗ-238 и холодильника-ловушки, расположенного в 160 подкапотном пространстве. Figure 4 presents graphs of cooling at an ambient temperature of -20 ° C of the crankcase of the YaMZ-238 engine and a refrigerator-trap located in 160 engine compartment.
На фиг.5 представлена схема потоков картерных газов через Устройство при остывании двигателя после его остановки. Figure 5 presents a diagram of the flow of crankcase gases through the device when the engine cools down after it stops.
165 На фиг.6 представлены зависимости объемной скорости самотяги картерных газов через 165 Fig. 6 shows the dependences of the volumetric velocity of the crankcase gas traction through
Устройство от времени остывания двигателя ЯМЗ-238 при температуре окружающего воздуха -20°С при расположении холодильника-ловушки в подкапотном пространстве и вне его. 170 На фиг.7 представлена зависимость температуры точки росы от концентрации паров воды в картерных газах. The device from the cooling time of the YaMZ-238 engine at an ambient temperature of -20 ° C with the location of the refrigerator-trap in the engine compartment and outside it. 170 Figure 7 shows the dew point temperature as a function of the concentration of water vapor in the crankcase gases.
На фиг.8 представлены изменения реальных концентраций паров воды в картерных газах в первые минуты после остановки двигателя ЯМЗ-238, снабженного On Fig presents changes in real concentrations of water vapor in crankcase gases in the first minutes after stopping the engine YaMZ-238, equipped with
175 Устройством, при температуре окружающего воздуха -20 °С при 175 device, at an ambient temperature of -20 ° C at
расположении холодильника-ловушки в подкапотном пространстве и вне его. the location of the refrigerator-trap in the engine compartment and outside.
На фиг.9 представлены изменения реальных концентраций паров воды в картерных газах во время остывания при температуре окружающего воздуха -20°С после остановки двигателя ЯМЗ-238 без Устройства, и снабженного Устройством, с 180 расположением холодильника— ловушки в подкапотном пространстве. Figure 9 shows the changes in real concentrations of water vapor in the crankcase gases during cooling at an ambient temperature of -20 ° C after stopping the YaMZ-238 engine without the Device, and equipped with the Device, with 180 location of the refrigerator-trap in the engine compartment.
На фиг.10 представлена схема потоков картерных газов при прогреве после запуска  Figure 10 presents a diagram of the flow of crankcase gases during heating after startup
двигателя, снабженного Устройством.  engine equipped with the Device.
На фиг.11 представлены изменение реальной концентрации насыщенных паров воды в картерных газах двигателя ЯМЗ-238 без Устройства и концентраций  Figure 11 presents the change in the actual concentration of saturated water vapor in the crankcase gases of the YaMZ-238 engine without the Device and concentrations
185 (виртуальных и реальных) паров воды в картерных газах двигателя ЯМЗ-238, снабженного Устройством, при разных кратностях циркуляции картерных газов через Устройство в процессе прогрева при температуре окружающего воздуха -25°С . 185 (virtual and real) water vapor in the crankcase gases of the YaMZ-238 engine equipped with the Device, at different multiples of crankcase gas circulation through the Device during heating at an ambient temperature of -25 ° С.
На фиг.12 представлена зависимость температуры точки росы (по воде) картерных газов 190 от кратности их циркуляции через Устройство в процессе прогрева двигателя  On Fig presents the dependence of the temperature of the dew point (water) crankcase gases 190 from the frequency of their circulation through the device in the process of warming the engine
ЯМЗ-238 после запуска при -25°С.  YaMZ-238 after starting at -25 ° C.
На фиг.13 иллюстрируется процедура графического определения количества конденсата, выпавшего в картере и в холодильнике-ловушке при разных кратностях циркуляции картерных газов через Устройство за время прогрева двигателя 195 ЯМЗ-238 от -25°С до температуры точки росы картерных газов,  On Fig illustrates the procedure for graphically determining the amount of condensate deposited in the crankcase and in the refrigerator-trap for different crankcase gas circulation rates through the device during warming up of the 195 YaMZ-238 engine from -25 ° C to the dew point temperature of crankcase gases,
соответствующей кратности циркуляции.  appropriate multiplicity of circulation.
На фиг.14 показаны зависимости количеств конденсата, выпавших в картере двигателя  On Fig shows the dependence of the amount of condensate deposited in the crankcase
ЯМЗ-238 и в холодильнике- ловушке за время прогрева двигателя от -25°С до температур точки росы картерных газов при разных кратностях их  YaMZ-238 and in the refrigerator-trap during the engine warm-up time from -25 ° С to the dew point temperatures of crankcase gases at different multiplicities of them
200 циркуляции через Устройство. 200 circulation through the device.
На фиг.15 показано изменение концентраций (реальных и виртуальных) воды в  On Fig shows the change in the concentration (real and virtual) of water in
картерных газах в процессе прогрева двигателя ЯМЗ-238 от 0°С при разных кратностях их циркуляции через Устройство. На фиг.16 показано изменение концентраций (реальных и виртуальных) воды в crankcase gases during warming up of the YaMZ-238 engine from 0 ° С at different multiples of their circulation through the device. On Fig shows the change in the concentration (real and virtual) of water in
205 картерных газах в процессе прогрева двигателя ЯМЗ-238 от +20°С при разных кратностях их циркуляции через Устройство. 205 crankcase gases during the warming up of the YaMZ-238 engine from + 20 ° С at different multiples of their circulation through the Device.
На фиг.17 приведена зависимость объемной скорости самотяги картерных газов через  On Fig shows the dependence of the space velocity of the crankcase gas traction through
Устройство от внешней температуры при температуре внутри канала для подачи газов в холодильник- ловушку +200°С.  Device from external temperature at a temperature inside the channel for supplying gases to the refrigerator-trap + 200 ° С.
210 На фиг.18 показана произвольно нарисованная зависимость температуры точки росы от концентрации в картерных газах виртуального вещества. 210 Fig. 18 shows a randomly drawn dependence of the dew point temperature on the concentration of virtual matter in the crankcase gases.
На фиг.19 показаны изменения концентраций (виртуальных и реальных) в картерных газах виртуального вещества при разных кратностях циркуляции картерных газов через Устройство в процессе прогрева двигателя ЯМЗ-238 от -25°С 215 На фиг.20 показана в качестве примера схема конкретного воздушного холодильника- ловушки.  In Fig.19 shows changes in concentrations (virtual and real) in the crankcase gases of the virtual substance at different degrees of circulation of crankcase gases through the Device in the process of warming up the YaMZ-238 engine from -25 ° C 215 Fig. 20 shows as an example a diagram of a specific air cooler - traps.
На фиг.21 показаны для конкретного воздушного холодильника (см. фиг.20)  On Fig shown for a specific air cooler (see Fig.20)
изменения во времени реальной насыщенной концентрации воды  changes in time of real saturated concentration of water
в картерных газах при прогреве двигателя ЯМЗ-238 от -25°С без Устройства и 220 "критическая" для кратности циркуляции 32 концентрация воды (см. таб.2) после холодильника-ловушки в случае двигателя с Устройством.  in crankcase gases when the YaMZ-238 engine warms up from -25 ° C without the Device and 220 is “critical” for the multiplicity of circulation 32 water concentration (see table 2) after the refrigerator-trap in the case of an engine with the Device.
На фиг.22 показаны текущие значения температуры картерных газов на выходе из холодильника-ловушки конкретной конфигурации (см. фиг.20) при разных кратностях циркуляции, текущие значения температуры картера и текущие 225 значения «критической» для кратности циркуляции и=32 температуры в  On Fig shows the current temperature values of the crankcase gases at the outlet of the refrigerator-trap of a specific configuration (see Fig. 20) with different circulation rates, the current values of the crankcase temperature and the current 225 values of "critical" for the frequency of circulation and = 32 temperatures in
процессе прогрева двигателя ЯМЗ-238 при температуре воздуха -25°С.  the process of warming up the YaMZ-238 engine at an air temperature of -25 ° C.
На фиг.23 показаны изменения текущей концентрации насыщенных паров воды в  On Fig shows changes in the current concentration of saturated water vapor in
картерных газах без Устройства и концентрации воды в картерных газах с Устройством, включающем конкретный холодильник-ловушку (см. фиг.20) с 230 кратностью циркуляции картерных газов 32, во время прогрева двигателя  crankcase gases without the Device and the concentration of water in the crankcase gases with the Device including a specific refrigerator-trap (see Fig. 20) with 230 times the crankcase gas circulation 32, during engine warm-up
ЯМЗ-238 при температуре воздуха -25°С.  YaMZ-238 at an air temperature of -25 ° С.
Примечание: на фиг.1-3 и 20 представлены принципиальные схемы Устройства, т.е. масштаб, пропорции и пространственное взаимное расположение элементов не соблюдаются.  Note: in Figs. 1-3 and 20 are schematic diagrams of the Device, i.e. scale, proportions and spatial relative positioning of elements are not respected.
235  235
Базовая принципиальная схема Устройства представлена на фиг.1.  The basic circuit diagram of the device is presented in figure 1.
Штрихпунктирными линиями (здесь и на фиг. 2,3) условно изображены элементы двигателя внутреннего сгорания, к которым присоединено Устройство. Это картер 1, стенка которого 1 А схематически изображена отдельно, блок цилиндров 2, впускной 240 коллектор двигателя 3, канал 4 для подачи картерных газов KG во впускной коллектор 3. The dash-dotted lines (here and in Fig. 2,3) conventionally depict the elements internal combustion engine to which the device is connected. This is crankcase 1, whose wall 1 A is schematically depicted separately, cylinder block 2, intake manifold 240 of engine 3, channel 4 for supplying crankcase gases KG to intake manifold 3.
Канал 4 присоединен к картеру через клапан вентиляции картера 5 и маслоулавливающее устройство 6.  Channel 4 is connected to the crankcase through the crankcase ventilation valve 5 and the oil trap 6.
Холодильник- ловушка 7 присоединен к верхней стенке картера 1 А при помощи входного канала 8 для подачи нагретых картерных газов KG в холодильник- ловушку 7, и The refrigerator trap 7 is connected to the upper wall of the crankcase 1 A via an inlet channel 8 for supplying heated crankcase gases KG to the refrigerator trap 7, and
245 при помощи выходного канала 9 - для возврата охлажденных и осушенных картерных газов KGD обратно в картер 1. "Пустыми" стрелками показан поток всасываемого двигателем через впускной коллектор 3 воздуха, "залитыми" стрелками показаны потоки картерных газов KG из картера 1 через канал 4, маслоулавливающее устройство 6 и клапан вентиляции картера 5 во впускной коллектор 3 и из картера 1 через Устройство:245 using the outlet channel 9 - to return the cooled and dried crankcase gases KGD back to the crankcase 1. The "empty" arrows indicate the flow of air sucked by the engine through the intake manifold 3, the "filled" arrows indicate the flows of crankcase gases KG from the crankcase 1 through channel 4, oil catching device 6 and crankcase ventilation valve 5 into the intake manifold 3 and from the crankcase 1 through the device:
250 входной канал 8 для подачи нагретых картерных газовKG в холодильник-ловушку 7, холодильник-ловушку 7 и через выходной канал 9 для возврата охлажденных и осушенных картерных газовKGD в картер 1. 250 inlet channel 8 for supplying heated crankcase gases KG to the refrigerator-trap 7, a refrigerator-trap 7 and through the outlet channel 9 for returning the cooled and dried crankcase gases KGD to the crankcase 1.
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
255 Горячие картерные газыKG по входному каналу 8 поступают в холодильник-ловушку 7, где остывают, плотность их увеличивается, из них выпадает конденсат, собирающийся в холодильнике-ловушке 7, остывшие и осушенные картерные газыKGD возвращаются по выходному каналу 9 в картер 1, где разбавляют картерные газыKG, снижая в них концентрацию паров, тем самым их температуру точки росы и, соответственно, 255 Hot KG crankcase gases through inlet 8 enter the cooler-trap 7, where they cool down, their density increases, condensate collects in the refrigerator-trap 7, cooled and dried KGD crankcase gases are returned through outlet 9 to crankcase 1, where they are diluted crankcase gases KG, reducing the concentration of vapors in them, thereby their dew point temperature and, accordingly,
260 уменьшая их конденсацию. 260 reducing their condensation.
Движение картерных газов через Устройство может обеспечиваться самотягой, возникающей в термоциркуляционном контуре:  The movement of crankcase gases through the device can be ensured by a self-traction arising in the thermal circulation circuit:
картер 1 - входной канал 8 -холодильник-ловушка 7 -выходной канал 9 - картер 1 благодаря разности плотностей нагретых картерных газов KG и осушенных и  crankcase 1 - inlet channel 8 - cooler-trap 7 - outlet channel 9 - crankcase 1 due to the difference in densities of heated crankcase gases KG and drained and
265 остуженных газов KGD в горячем (входной канал 8) и холодном (холодильник-ловушка 7 и выходной канал 9), соответственно, коленах указанного контура. Благодаря самотяге, картерные газы KG циркулируют по этому контуру, охлаждаясь и теряя конденсат в холодильнике-ловушке 7, как самом холодном месте указанного контура, а не в картере 1, чем достигается указанный технический результат - уменьшение конденсации паров в 265 cooled KGD gases in the hot (inlet channel 8) and cold (refrigerator-trap 7 and outlet channel 9), respectively, the elbows of the specified circuit. Thanks to self-traction, KG crankcase gases circulate along this circuit, cooling and losing condensate in the refrigerator-trap 7, as the coldest place of the specified circuit, and not in the crankcase 1, which achieves the indicated technical result - reduction of vapor condensation in
270 картере. Для достижения максимального технического результата - предотвращения конденсации паров в картере - целесообразно внести в конструкцию Устройства следующие дополнения. 270 crankcase. To achieve the maximum technical result - to prevent condensation of vapors in the crankcase - it is advisable to make the following additions to the design of the device.
275 артерные газы представляют собой масляный туман, который не препятствует указанной термоциркуляции и конденсации паров в холодильнике-ловушке 7, однако, он может снижать полноту задерживания конденсированной фазы в холодильнике-ловушке за счёт частичного проскока через него в картер капелек масла с конденсатом, осевшим на их поверхности при конденсации. Поэтому, целесообразно входной канал 8,  275 arterial gases are an oil mist that does not interfere with the indicated thermal circulation and vapor condensation in the refrigerator-trap 7, however, it can reduce the completeness of the delayed condensed phase in the refrigerator-trap due to the partial leakage of oil droplets with condensate deposited onto their surfaces during condensation. Therefore, it is advisable input channel 8,
280 соединяющий холодильник ловушку 7 с картером 1 присоединить к стенке картера 1 А через известное маслоулавливающее устройство 10 (см. фиг.2,3) , например, центрифугу, циклон, или коалесцентный фильтр.  280 connect the trap 7 to the crankcase 1 connecting the refrigerator to the wall of the crankcase 1 A through a known oil-catching device 10 (see Fig. 2,3), for example, a centrifuge, cyclone, or coalescent filter.
Объемная скорость газов при самотяге зависит от разности температур в горячем 285 и холодном коленах указанного термоциркуляционного контура (строка 260) и от высоты he (фиг.1) этого контура (см. формулу За в примере 1, строка 502). Для поддержания во входном канале 8 повышенной температуры картерных газов KG, обеспечивающей более интенсивную термоциркуляцию картерных газов через Устройство, предотвращающую преждевременную конденсацию паров во входном канале 8 и стекание конденсата 290 обратно в картер 1, целесообразно входной канал 8 покрыть теплоизоляцией 11, можно также дополнительно снабдить нагревательным элементом 12 (см. фиг.2), например, нихромовой спиралью с электропитанием от бортовой системы электропитания (на фиг.2 не показана). The self-traction gas volumetric velocity depends on the temperature difference in the hot 285 and cold elbows of the indicated thermal circulation circuit (line 260) and on the height he (figure 1) of this circuit (see formula 3 in example 1, line 502). To maintain an increased temperature of crankcase gases KG in inlet channel 8, which provides more intensive thermal circulation of crankcase gases through a device that prevents premature condensation of vapors in inlet channel 8 and condensate flow 290 back into crankcase 1, it is advisable to cover inlet channel 8 with thermal insulation 11, it is also possible to provide heating element 12 (see figure 2), for example, a nichrome spiral with power from the on-board power system (not shown in figure 2).
Для поддержания во входном канале 8 повышенной температуры он также может 295 быть выполнен внутри блока цилиндров 2, как показано на фиг.З. Эта схема с  To maintain an increased temperature in the input channel 8, it can also be made 295 inside the cylinder block 2, as shown in Fig.Z. This circuit with
размещением канала 8 для подачи нагретых картерных газов KG в холодильник- ловушку 7 в блоке цилиндров 2 имеет то ограничение, что её реализация возможна только при разработке нового двигателя, поскольку требует специальных  the placement of the channel 8 for supplying heated crankcase gases KG to the refrigerator-trap 7 in the cylinder block 2 has the limitation that its implementation is possible only when developing a new engine, since it requires special
конструктивных и технологических решений. В то время как для реализации схемы с 300 размещением канала 8 снаружи блока цилиндров 2, показанной на фиг.2, требуется  constructive and technological solutions. While for the implementation of the scheme with 300 placement of the channel 8 outside the cylinder block 2 shown in figure 2, it is required
всего сделать два дополнительных отверстия в верхней стенке 1 А картера  just make two additional holes in the upper wall of the 1 A crankcase
существующего двигателя для подсоединения канала 8 и канала 9 (см. фиг.1,2).  an existing engine for connecting channel 8 and channel 9 (see Fig.1,2).
Объемная скорость газов при самотяге тем больше, чем больше высотаThe self-traction volumetric gas velocity is greater, the greater the height
305 термоциркуляционного контура he (см. формулу За в примере 1, строка 507), поэтому, для более интенсивного движения картерных газов через Устройство, целесообразно вход канала 8 в холодильник-ловушку 7 располагать сверху последнего на максимально возможной по условиям компоновки двигателя высоте от верха картера 1 he, а выход канала 9 для возврата охлажденных и осушенных газов в картер - снизу холодильника- 310 ловушки 7 (см. фиг. 1,2,3). 305 of the thermocirculation loop he (see formula 3 in example 1, line 507), therefore, for more intensive movement of crankcase gases through the device, it is advisable to place the channel 8 entrance into the refrigerator-trap 7 on top of the latter at the maximum possible height according to the engine layout conditions from the top of the crankcase 1 he, and the channel 9 outlet for returning cooled and dried gases to the crankcase - from the bottom of the refrigerator - 310 traps 7 (see Figs. 1,2,3).
Холодильник- ловушка 7 предназначен для охлаждения картерных газов KG до температуры ниже их температуры точки росы, что вызывает выпадение из них конденсата 13 в холодильнике- ловушке 7, а не в картере 1. Возможно принудительноеThe refrigerator-trap 7 is designed to cool crankcase gases KG to a temperature below their dew point temperature, which causes condensate 13 to drop out of them in the refrigerator-trap 7, and not in the crankcase 1. Perhaps forced
315 охлаждение холодильника-ловушки 7 любым известным способом, например, при 315 cooling the refrigerator-trap 7 in any known manner, for example, when
помощи элементов Пельтье с питанием от бортовой системы электропитания. Однако, предпочтительно охлаждение наружным воздухом, поскольку температура наружного воздуха ниже, чем температура картера 1(под температурой картера здесь и далее мы будем понимать температуру картерных газов и масла, принимая их равными), и он help Peltier elements powered by an onboard power supply system. However, it is preferable to cool with outside air, since the outside temperature is lower than the temperature of the crankcase 1 (hereinafter, by the temperature of the crankcase we will mean the temperature of the crankcase gases and oil, taking them equal), and he
320 может служить естественным хладоагентом. Целесообразно использовать причину 320 can serve as a natural refrigerant. It is advisable to use a reason
конденсации для уменьшения последней. Поэтому, целесообразно, чтобы холодильник- ловушка 7 был эффективным теплообменником между картерными газами KG и окружающим воздухом. Для этого целесообразно выполнить его в виде сосуда с развитой поверхностью теплообмена из хорошо теплопроводящего материала, с condensation to reduce the latter. Therefore, it is advisable that the refrigerator-trap 7 be an efficient heat exchanger between the crankcase gases KG and the surrounding air. To do this, it is advisable to perform it in the form of a vessel with a developed heat transfer surface from a well heat-conducting material, with
325 минимально возможной, по условиям давления, толщиной стенок. Например, такой холодильник- ловушка 7 может быть выполнен из медного сплава (томпак или полутомпак) в виде тонкостенного сильфона как на фиг.2,3,20 или круглого, или прямоугольного поперечного сечения. Прямоугольное сечение может быть 325 the smallest possible, under pressure conditions, wall thickness. For example, such a refrigerator-trap 7 can be made of a copper alloy (tompak or half-pack) in the form of a thin-walled bellows as in Figures 2,3,20, either of round or rectangular cross-section. Rectangular section may be
предпочтительнее, поскольку при одинаковых габаритных размерах площадь  preferable, since with the same overall dimensions, the area
330 поверхности теплообмена больше, чем при круглом сечении.  330 heat exchange surface more than with a circular cross-section.
Для выполнения функции ловушки, т.е. сбора конденсата, холодильник-ловушка должен иметь в своей нижней части достаточный объем для вмещения конденсата паров 13 (собственно ловушку). Этот достаточный объем обеспечивается, как показано на 335 фиг.2,3 тем, что начало выходного из холодильника-ловушки канала 9 располагается внутри сильфона на некотором расстоянии hi от дна сильфона, обеспечивающем в совокупности с площадью поперечного сечения сильфона объем, достаточный для вмещения конденсата паров 13. 340 Поскольку, для обеспечения более эффективной теплопередачи стенки сильфона выполняются тонкими, целесообразно сильфон армировать проволочными кольцами 14 как показано на фиг.2 для предотвращения возможности разрыва сильфона избыточным давлением в случае часто встречающейся неисправности клапана вентиляции 5 картера 1. To perform the trap function, i.e. condensate collection, the refrigerator-trap should have in its lower part sufficient volume to contain condensate vapor 13 (the trap itself). This sufficient volume is ensured, as shown in 335 of Fig. 2,3, in that the beginning of the outlet from the refrigerator-trap of the channel 9 is located inside the bellows at a certain distance hi from the bottom of the bellows, providing, together with the cross-sectional area of the bellows, a volume sufficient to contain condensate vapor 13. 340 Since, in order to ensure more efficient heat transfer, the walls of the bellows are thin, it is advisable to reinforce the bellows with wire rings 14 as shown in FIG. 2 to prevent the bellows from bursting due to excessive pressure in the event of a frequently encountered malfunction of the ventilation valve 5 of the crankcase 1.
345  345
Для улучшения теплопередачи от картерных газов KG к стенкам сильфона 7 и для выполнения функции маслоулавливающего устройство (в частном случае  To improve the heat transfer from crankcase gases KG to the walls of the bellows 7 and to perform the function of an oil trapping device (in the particular case
выполнения) целесообразно установить при входе газов KG в сильфон  execution) it is advisable to install at the entrance of gases KG into the bellows
газораспределительное устройство 15, направляющее поток газов вдоль стенок сильфона. 350 Например, или в виде зонтика, как показано на фиг. 2, или лопастного распределителя, или винта Архимеда, дополнительно закручивающих поток газов вокруг оси сильфона.  gas distribution device 15, directing the flow of gases along the walls of the bellows. 350 For example, or in the form of an umbrella, as shown in FIG. 2, or paddle distributor, or Archimedes screw, additionally swirling the flow of gases around the axis of the bellows.
Для усиления циркуляции картерных газов KG через Устройство при холодном запуске двигателя, в начале которого термоциркуляция очень незначительна вследствиеTo enhance the circulation of crankcase gases KG through the device during cold start of the engine, at the beginning of which the thermal circulation is very insignificant due to
355 близости температур газов в картере 1 и холодильнике-ловушке 7, целесообразно 355 near the temperature of the gases in the crankcase 1 and the refrigerator-trap 7, it is advisable
дополнительно снабдить Устройство канальным вентилятором 16 (см. фиг.2) для принудительной циркуляции картерных газов KG через холодильник-ловушку 7, установленным в канал 9, предпочтительно (меньшая температура газов), между холодильником ловушкой 7 и стенкой картера 1А, и подающим поток газов от  additionally provide the device with a channel fan 16 (see figure 2) for forced circulation of crankcase gases KG through the refrigerator-trap 7 installed in channel 9, preferably (lower gas temperature), between the refrigerator trap 7 and the wall of the crankcase 1A, and supplying a gas stream from
360 холодильника-ловушки 7 в картер 1. Канальный вентилятор 16 работает от бортовой  360 fridge-traps 7 to the crankcase 1. The duct fan 16 is powered by an onboard
системы электропитания (на фиг. не показана), включается при запуске двигателя и отключается после прогрева двигателя до заданной температуры выше точки росы картерных газов или бортовым компьютером, или от датчика температуры масла (на фиг. 2,3 не показаны), поскольку после превышения температуры точки росы картерных power supply system (not shown in Fig.), it turns on when the engine starts and turns off after the engine warms up to a predetermined temperature above the dew point of the crankcase gases or by the on-board computer, or from the oil temperature sensor (not shown in Fig. 2,3), because after exceeding crankcase dew point temperatures
365 газов работа устройства становится ненужной. 365 gas device operation becomes unnecessary.
При холодном запуске двигателя для усиления циркуляции картерных газов через устройство за счёт самотяги можно также предварительно прогревать канал 8 при помощи нагревательного элемента 12, однако этот вариант может быть эффективен, как 370 будет показано в примере 5 реализации Устройства, только при запуске двигателя при окружающей температуре выше 0°С. Конденсат, собирающийся в холодильнике-ловушке 7, целесообразно When the engine is cold started, to increase circulation of crankcase gases through the device due to the self-tightening, it is also possible to preheat channel 8 using the heating element 12, however, this option can be effective, as shown in Example 5 of the Device implementation, 370, only when the engine is started at ambient temperature above 0 ° C. Condensate collected in the refrigerator-trap 7, it is advisable
утилизировать надлежащим образом, освобождая от него холодильник-ловушку 7 (см. dispose of properly, freeing the refrigerator-trap 7 from it (see
375 фиг.2) после остановки двигателя, т.к. в зимнее время конденсат может замерзать при стоянке и медленно оттаивать при работе двигателя в последующем, что может привести к нарушению работы Устройства. Для этого в частном случае Устройство 375 figure 2) after the engine is stopped, because in winter, the condensate may freeze when stationary and thaw slowly during engine operation in the future, which may lead to disruption of the device. For this, in a particular case, the device
дополнительно может быть снабжено испарителем конденсата 17 (см. фиг.2) для испарения конденсата 13 за счёт тепла отводимых картерных газов KG и подачи паров в can be additionally equipped with a condensate evaporator 17 (see figure 2) for evaporation of the condensate 13 due to the heat of the removed crankcase gases KG and the supply of vapor to
380 составе последних через канал 4 во впускной коллектор 3 с целью дожигания их в 380 of the latter through the channel 4 into the intake manifold 3 with the aim of burning them into
двигателе. Испаритель конденсата 17 выполнен в виде емкости, подсоединенной к дну холодильника-ловушки 7 трубкой 18, по которой конденсат 13 из холодильника-ловушки 7 стекает в испаритель конденсата 17. Испаритель конденсата 17 встроен в канал 4 для подачи картерных газов KG во впускной коллектор 3 между маслоулавливающим engine. The condensate evaporator 17 is made in the form of a tank connected to the bottom of the refrigerator-trap 7 by a pipe 18, through which the condensate 13 from the refrigerator-trap 7 flows into the condensate evaporator 17. The condensate evaporator 17 is integrated in the channel 4 for supplying crankcase gases KG to the intake manifold 3 between oil catching
385 устройством 6 и клапаном вентиляции картера 5 (см. фиг.2). Вход канала 4 в испаритель конденсата 17 выполнен в виде патрубка 19 из теплопроводящего материала, конец которого располагается внутри испарителя конденсата 17 на расстоянии от его дна h2 (см. фиг.2), достаточном в совокупности с площадью поперечного сечения испарителя конденсата 17 для образования на дне последнего объема для вмещения конденсата 13.385 device 6 and the crankcase ventilation valve 5 (see figure 2). The entrance of the channel 4 to the condensate evaporator 17 is made in the form of a pipe 19 of heat-conducting material, the end of which is located inside the condensate evaporator 17 at a distance from its bottom h2 (see Fig. 2), sufficient in conjunction with the cross-sectional area of the condensate evaporator 17 to form on bottom of the last volume for holding condensate 13.
390 Целесообразно для улучшения испарения конденсата 13 над концом патрубка 19 390 It is advisable to improve the evaporation of condensate 13 above the end of the pipe 19
установить отражатель 20 в виде, например, зонтика для направления потока горячих картерных газов KG на поверхность конденсата 13. Для улучшения испарения конденсата 13 целесообразно, особенно для низких температур окружающего воздуха, покрыть испаритель конденсата 17 теплоизоляцией 11, причем заодно и  install a reflector 20 in the form of, for example, an umbrella to direct the flow of hot crankcase gases KG to the surface of the condensate 13. To improve the evaporation of the condensate 13, it is advisable, especially for low ambient temperatures, to cover the condensate evaporator 17 with thermal insulation 11, and at the same time
395 теплоизолировать клапан вентиляции картера 5, поскольку "примерзание" последнего является частой причиной неисправности двигателя при низких температурах.  395 to insulate the crankcase ventilation valve 5, since the freezing of the latter is a common cause of engine malfunction at low temperatures.
В частном случае (см. фиг.З) для утилизации конденсата 13 нижняя часть холодильника-ловушки 7, где собирается конденсат 13, может быть соединена трубкойIn the particular case (see Fig. H) for the disposal of condensate 13, the lower part of the refrigerator-trap 7, where the condensate 13 is collected, can be connected by a pipe
400 18 с накопителем конденсата 21 , представляющим собой емкость, расположенную на верхней стенке 1А картера 1 и соединённую с внутрикартерным пространством через клапан 22, открываемый от датчика температуры (на схеме не показан) в картере при достижении ею рабочего значения, после чего конденсат 13 поступает в прогретый картер 1 , испаряется там, и пары поступают с картерными газами KG по каналу 4 во400 18 with a condensate storage 21, which is a container located on the upper wall 1A of the crankcase 1 and connected to the inside of the crankcase through a valve 22 that opens from the temperature sensor (not shown in the diagram) in the crankcase when it reaches its operating value, after which condensate 13 flows into the heated crankcase 1, evaporates there, and the vapor enters with the crankcase gases KG through channel 4 in
405 впускной коллектор 3 и далее по нему в цилиндры двигателя для дожигания. Клапан 22 приводится в действие известными способами. Это может быть соленоидный клапан, срабатывающий от сигнала с датчика температуры масла (возможно через бортовой компьютер), или от термовыключателя, установленного на стенке картера 1А. Клапан 22 также может быть выполнен термомеханическим, например, срабатывающим от 405 intake manifold 3 and then through it into the engine cylinders for afterburning. Valve 22 is actuated by known methods. It could be a solenoid valve, triggered by a signal from the oil temperature sensor (possibly via the on-board computer), or from a thermal switch mounted on the wall of the crankcase 1A. Valve 22 can also be thermomechanical, for example, triggered by
410 биметаллической пластины. Для более быстрого оттаивания (при прогреве двигателя) конденсата 13 в накопителе конденсата 21 целесообразно последний закреплять на стенке картера 1 А теплопроводящим соединением (на фиг.З не показано), а сверху покрыть теплоизоляцией 1 1.Этот вариант выполнения Устройства с накопителем конденсата 21 (фиг.З) по сравнению с испарителем конденсата 17 (фиг.2) может иметь 410 bimetal plate. For faster thawing (when the engine warms up) of the condensate 13 in the condensate accumulator 21, it is advisable to fix the latter on the crankcase wall 1 A with a heat-conducting compound (not shown in Fig. 3), and cover it with thermal insulation 1 1 from above. This embodiment of the Device with a condensate accumulator 21 ( fig.Z) in comparison with the condensate evaporator 17 (figure 2) may have
415 предпочтение. Холодильник-ловушка 7 благодаря его описанной конструкции в виде сильфона с ребреной внутренней поверхностью и наличию распределителя потока газа 15, направляющего поток газов по этой ребреной поверхности, может служить маслоулавливающим устройством. Тогда, унесённое циркулирующими картерными газами масло оседает на ребреной поверхности холодильника-ловушки, стекает в415 preference. The refrigerator-trap 7, due to its described design in the form of a bellows with a ribbed inner surface and the presence of a gas flow distributor 15, directing the gas flow along this ribbed surface, can serve as an oil trapping device. Then, oil carried away by circulating crankcase gases settles on the ribbed surface of the refrigerator-trap, drains into
420 нижнюю часть последнего, откуда по трубке 18 через накопитель конденсата 21 и клапан 22 стекает обратно в картер 1. В этом частном случае возможно выполнение Устройства без маслоулавливающего устройства 10, что не только упрощает Устройство, но и уменьшает аэродинамическое сопротивление циркуляционного контура: картер 1 -канал 8 -холодильник-ловушка 7 -канальный вентилятор 16- канал 9-картер 1. 420 the lower part of the latter, from where the pipe 18 passes through the condensate accumulator 21 and valve 22 flows back to the crankcase 1. In this particular case, it is possible to implement the device without an oil trap 10, which not only simplifies the device, but also reduces the aerodynamic drag of the circulation circuit: crankcase 1 -channel 8 -cooling-trap 7 -channel fan 16 -channel 9-crankcase 1.
425  425
Примеры реализации Устройства приводятся для двигателя ЯМЗ-238 со следующими характеристиками, приведенными в таб.1  Examples of implementation of the device are given for the YaMZ-238 engine with the following characteristics, are given in table 1
Таб.1 Характеристики двигателя ЯМЗ-238 (далее Двигателя), не снабженного Tab. 1 Characteristics of the YaMZ-238 engine (hereinafter referred to as the Engine), not equipped
Figure imgf000015_0001
Объем/масса масла в картере*, л/кг 33/30
Figure imgf000015_0001
Volume / mass of oil in the crankcase *, l / kg 33/30
Объем газа в картерном пространстве*, MJ , (Vo) 0.070Gas volume in crankcase *, M J , (Vo) 0.070
Расход картерных газов* или (у) м'/мин, или (G) кг/мин 0.070Crankcase gas consumption * or (y) m '/ min, or (G) kg / min 0.070
Температура прорывающихся в картер газов (KGB)* 200°СTemperature of gases breaking into the crankcase (KGB) * 200 ° С
Температура картерных газов (KG) и масла в картере прогретого 100"С двигателя* Temperature of crankcase gases (KG) and oil in the crankcase heated up to 100 "C engine *
Температура точки росы (по воде) картерных газов KG в картере +45"С прогретого двигателя, или в прорывающихся газах KGB  Dew point temperature (water) of crankcase gases KG in the crankcase +45 "C from a warm engine, or in bursting gases KGB
Концентрация паров воды в картерных газах KG прогретого двигателя, 64 или в прорывающихся газах KGB, г/м3 Concentration of water vapor in crankcase gases KG of a warm engine, 64 or in bursting gases KGB, g / m 3
*примерно.  *about.
Таб.2 Сводная таблица терминов и обозначений, употребляемых в описании нижеследующих примеров реализации Устройства. Приводится для удобства Table 2 Summary table of terms and symbols used in the description of the following examples of implementation of the Device. For convenience
Figure imgf000016_0001
прогреве Двигателя при температуре окружающего воздуха 0иС
Figure imgf000016_0001
engine warming up at an ambient temperature of 0 and C
(см. фиг.15). (see Fig. 15).
0-C120- Текущие виртуальные и реальные значения концентрации паров г/м C220 воды в картерных газах KG при кратиостях их циркуляции через 0-C120- Current virtual and real values of the concentration of vapors g / m C220 of water in the crankcase gases KG at the rate of circulation through
Устройство и=0,1,2 (соответственно) в частном случае при прогреве Двигателя от +20°С (см. фиг.16). The device and = 0,1,2 (respectively) in a particular case when the engine warms up from + 20 ° C (see Fig. 16).
i Концентрация паров в прорывных картерных газах KGB, или, 65 г/м* что то же, в картерных газах KG Двигателя без Устройства при их температуре равной и выше температуры их точки росы  i Vapor concentration in breakthrough crankcase gases KGB, or, 65 g / m * which is the same, in crankcase gases KG of the Engine without Device at their temperature equal to and higher than the temperature of their dew point
(+45°с  (+ 45 ° with
Ccst Текущие реальные значения концентрации воды в картерных 2/MJ Ccst Current real values of water concentration in crankcase 2 / M J
газах KG в частном случае, в первые минуты после остановки Двигателя (температура принимается постоянной в этом периоде), снабженного Устройством, размещенным вне подкапотного пространства при температуре окружающего  KG gases in a particular case, in the first minutes after stopping the Engine (the temperature is assumed to be constant in this period), equipped with a Device located outside the engine compartment at ambient temperature
воздуха -20°С (см. фиг.8)  air -20 ° C (see Fig. 8)
Ccstl Текущие реальные значения концентрации воды в картерных г/м* газах KG в частном случае, в первые минуты после остановки Двигателя (температура принимается постоянной в этом периоде), снабженного Устройством, размещенным в подкапотном пространстве при температуре окружающего воздуха -20°С, а температура подкапотного пространства +20°С  Ccstl Current real values of water concentration in crankcase g / m * gases KG in the particular case, in the first minutes after engine shutdown (temperature is assumed constant in this period), equipped with a Device located in the engine compartment at an ambient temperature of -20 ° С, and engine compartment temperature + 20 ° С
(см. фиг.8).  (See para. 8).
Cdp Концентрация паров воды в газах в общем случае при г/м температуре точки росы Tdp (см. фиг.7).  Cdp The concentration of water vapor in gases in the general case at g / m dew point temperature Tdp (see Fig. 7).
Cdpvir Концентрация виртуального вещества в газах при температуре г/м* его точки росы Tdpvir (см. фиг.18).  Cdpvir The concentration of virtual matter in gases at g / m * its dew point Tdpvir (see FIG. 18).
Ctr Текущие реальные значения концентрации воды в картерных г/м* газах в частном случае при прогреве Двигателя без Устройства при температуре окружающего воздуха -25°С (см. фиг.11,13). Ctr Current real values of water concentration in crankcase g / m * gases in a particular case when the Engine is warming up without the Device at an ambient temperature of -25 ° C (see Figs. 11,13).
CtrO Текущие реальные значения концентрации воды в картерных г/м* газах в частном случае при прогреве Двигателя без Устройства CtrO Current real values of water concentration in crankcase g / m * gases in a particular case when the engine is warming up without a device
от 0°С (см. фиг.15). Ctrl9 Текущие реальные значения концентрации воды в картерных г/м' газах при остывании Двигателя (по Tkgl9) без Устройства в from 0 ° C (see Fig. 15). Ctrl9 Current real values of water concentration in crankcase g / m 'gases when the Engine cools (according to Tkgl9) without a Device in
частном случае при наружной температуре -20°С (см. фиг.9)  a particular case at an external temperature of -20 ° C (see Fig.9)
Ctr20 Текущие реальные значения концентрации воды в картерных г/м' газах в частном случае при прогреве Двигателя без Устройства  Ctr20 Current real values of water concentration in crankcase g / m 'gases in a particular case when the engine is warming up without a device
от +20°С (см. фиг.16).  from + 20 ° C (see Fig. 16).
Ctrv Текущие «реальные» значения концентрации виртуального г/м' вещества в картерных газах при прогреве Двигателя без  Ctrv Current "real" values of virtual g / m 'concentration in crankcase gases during engine warm-up without
Устройства от -25°С (см. фиг.19).  Devices from -25 ° C (see Fig.19).
Cv0-Cv32 Текущие виртуальные и "реальные" значения концентрации г/м" виртуального вещества в картерных газах при кратности  Cv0-Cv32 Current virtual and "real" values of the concentration of g / m "virtual substance in crankcase gases at multiplicity
циркуляции «=0,1,2,4,8,16,32 (соответственно) при прогреве  circulation "= 0,1,2,4,8,16,32 (respectively) during heating
Двигателя без Устройства (п=0) и с Устройством, при  An engine without a Device (n = 0) and with a Device, with
температуре окружающего воздуха -25°С (см. фиг.19)  ambient temperature -25 ° C (see Fig. 19)
Cx Текущие реальные значения концентрации воды в картерных г/м' газах (KGD) после холодильника-ловушки в общем случае  Cx Current real values of water concentration in crankcase g / m 'gases (KGD) after the refrigerator-trap in the general case
(исходных формулах) (см. фиг.5 0).  (original formulas) (see Fig.5 0).
Cxi 9 Реальные текущие значения концентрации воды в картерных г/м1 газах KGD после холодильника-ловушки в частном случае его расположения в подкапотном пространстве и остывании Cxi 9 Actual current values of water concentration in crankcase g / m 1 KGD gases after the refrigerator-trap in the particular case of its location in the engine compartment and cooling
Двигателя при температуре внешнего окружающего воздуха -20°С. (см. фиг.9)  Engine at an external ambient temperature of -20 ° C. (See para. 9)
Cxl9(tl9) Аппроксимированные текущие значения концентрации воды в  Cxl9 (tl9) Approximate current values of water concentration in
картерных газах KGD после холодильника-ловушки в частном случае его расположения в подкапотном пространстве и  crankcase gases KGD after the refrigerator-trap in the particular case of its location in the engine compartment and
остывании Двигателя при температуре внешнего окружающего воздуха -20°С. (см. фиг.9)  engine cooling at an external ambient temperature of -20 ° С. (See para. 9)
Cx32r Текущие реальные значения концентрации воды в картерных г/м' газах после холодильника-ловушки при кратности циркуляции  Cx32r Current real values of the concentration of water in crankcase g / m 'gases after the refrigerator-trap with a multiplicity of circulation
картерных газов и=32 в частном случае примера 8 для  crankcase gases and = 32 in the particular case of example 8 for
конкретного холодильника-ловушки (см. строки 1257-1259).  specific refrigerator traps (see lines 1257-1259).
C32r Текущие реальные значения концентрации воды в картерных  C32r Current real values of the concentration of water in the crankcase
газах KG в конкретном случае примера 8 (см. фиг.23). gases KG in the specific case of example 8 (see Fig.23).
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
K-F Тепловая нагрузка холодильника- ловушки Bm/JC (K-F)cr См. критическая тепловая нагрузка Вт 'KF Thermal load of the refrigerator-trap Bm / J C (KF) cr See critical heat load W '
KG Картерные газы в картере двигателя -KG Crankcase gases in the crankcase -
KGB Прорывные, т.е. газы, поступающие в картерное пространство из KGB Breakthrough, ie gases entering the crankcase from
цилиндров двигателя через поршневые зазоры  engine cylinders through piston clearances
KGD Осушенные картерные газы после холодильника- ловушки на  KGD Drained crankcase gases after the refrigerator - traps on
входе в картер  entrance into the crankcase
n Кратность циркуляции картерных газов через Устройство,  n The rate of circulation of crankcase gases through the device,
отношение объемной скорости картерных газов через холодильник ловушку п V к расходу картерных газов v, или то же самое: отношение объема газов, прошедшего через Устройство к объему газов, поступивших в картер: n=Vx/V  the ratio of the volumetric velocity of the crankcase gases through the refrigerator trap n V to the flow rate of crankcase gases v, or the same: the ratio of the volume of gases passed through the device to the volume of gases entering the crankcase: n = Vx / V
Q Тепловой поток через поверхность холодильника-ловушки в Вт общем случае Q Heat flow through the surface of a refrigerator-trap in W general case
ч Объемная скорость самотяги картерных газов через Устройство м3/ сек, или в общем случае (исходных формулах), или в частном случае остановки и остывания Двигателя при температуре окружающего воздуха -20°С и размещении Устройства вне h The volumetric speed of the crankcase gas traction through the Device m 3 / s, or in the general case (initial formulas), or in the particular case of the engine stopping and cooling at an ambient temperature of -20 ° С and placing the Device outside
подкапотного пространства (см. фиг.6)  engine compartment (see Fig.6)
qi Объемная скорость самотяги картерных газов через Устройство Mj/ сек в частном случае остановки и остывания Двигателя при температуре окружающего воздуха -20°С и размещении Устройства в подкапотном пространстве (см. фиг.6). qi The volumetric speed of the crankcase gas traction through the Device M j / s in the particular case of engine stopping and cooling at an ambient temperature of -20 ° C and the placement of the Device in the engine compartment (see Fig. 6).
^(tl9) Аппроксимированная зависимость объемной скорости самотяги м*/час картерных газов через Устройство от времени остывания Двигателя снабженного Устройством, расположенным в подкапотном пространстве, и при температуре окружающего  ^ (tl9) The approximated dependence of the volumetric speed of the traction meter * * per hour of crankcase gases through the Device on the cooling time of the Engine equipped with the Device located in the engine compartment and at ambient temperature
воздуха -20°С (см. формулу на строке 646) q200 Зависимость объемной скорости самотяги картерных газов в  air -20 ° С (see the formula on line 646) q200 Dependence of the volumetric speed of crankcase gases
конкретном Устройстве от температуры окружающего воздуха Specific Device by ambient temperature
(от -25°С до +25°С) при температуре в канале для подачи нагретых картерных газов в холодильник-ловушку +200°С (см. (from -25 ° С to + 25 ° С) at a temperature in the channel for supplying heated crankcase gases to the refrigerator-trap + 200 ° С (see
фиг.17) r0,rl,r2,r4,r8, Обозначения на графиках точек реализации (превращения Fig. 17) r0, rl, r2, r4, r8, symbols on the graphs of points of realization (transformations
rl6,r32 виртуального значения концентрации в реальное) виртуальных  rl6, r32 virtual concentration value in real) virtual
значений концентрации воды в картерных газах при кратности их циркуляции через Устройство и =0,1,2,4,8,16,32  the values of the concentration of water in crankcase gases with a multiplicity of their circulation through the device and = 0,1,2,4,8,16,32
соответственно, в частном случае прогрева двигателя при  accordingly, in the particular case of engine warming up at
температуре окружающего воздуха -25°С (см. фиг.11,13)  ambient temperature -25 ° C (see Fig. 11,13)
t Текущее значение времени с начала процесса остывания или Или сек, прогрева Двигателя. или мин или часы, дается в тексте tl9 Текущее время с начала продолжительного остьгеания Двигателя час в частном случае при -2 °С (см. фиг.4,9)  t Current value of time since the beginning of the cooling process or Or seconds, warming up the Engine. or min or hours, is given in the text tl9 The current time from the beginning of a long engine start hour in a particular case at -2 ° C (see Fig. 4,9)
Tar Температура окружающего воздуха. иСTar Ambient temperature. and C
Tdp Температура точки росы по воде в общем случае при °с концентрации паров Cdp (см. фиг.7). Tdp The temperature of the dew point in water in the General case at ° C vapor concentration Cdp (see Fig.7).
TdpO, Tdpl, Температуры точки росы картерных газов KG в частном случае °с Tdp2, Tdp4, запуска при температуре -25°С Двигателя, снабженного  TdpO, Tdpl, Crankcase gas dew point temperatures KG in the particular case ° C Tdp2, Tdp4, starting at -25 ° C Engine equipped with
Tdp8, Tdpl6, Устройством, при кратностях циркуляции картерных газов через  Tdp8, Tdpl6, device, with multiples of crankcase gas circulation through
Tdp32 Устройство «=0,1,2,4,8,16,32 соответственно (см. фиг.11).  Tdp32 Device "= 0,1,2,4,8,16,32 respectively (see Fig.11).
Tdpn Зависимость температуры точки росы картерных газов от ис кратности циркуляции картерных газов п в частном случае Tdpn Dependence of the temperature of the dew point of crankcase gases on and with the multiplicity of circulation of crankcase gases p in a particular case
прогрева Двигателя от -25°С (см. фиг.12).  engine warming up from -25 ° С (see Fig. 12).
Tdpvir Температура точки росы виртуального вещества при °с  Tdpvir Virtual substance dew point temperature at ° C
концентрации его паров Cdpvir (см. фиг.18).  the concentration of its vapor Cdpvir (see Fig. 18).
Tkg Текущее значение температуры картерных газов в картере KG в "с общем случае (см. фиг.5,20), в частных случаях  Tkg Current value of crankcase gas temperature in the crankcase KG in "with the general case (see Fig. 5,20), in particular cases
переобозначается в контексте  pereoboznachaetsya in context
TkgO Текущее значение температуры картерных газов KG в частном ис случае при прогреве Двигателя при температуре окружающего воздуха 0°С (см. фиг.15) . TkgO The current value of the crankcase gas temperature KG in particular and in case of engine warming up at an ambient temperature of 0 ° C (see Fig. 15).
Tkgl9 Текущее значение температуры картерных газов KG в частном ис Tkgl9 Current crankcase temperature KG in private and
случае при остывании Двигателя при температуре окружающего воздуха -20υ С (см. фиг.4). case when the engine cools at ambient temperature air -20 υ С (see figure 4).
Tkg20 Текущее значение температуры картерных газов KG в частном  Tkg20 Current crankcase gas temperature KG in private
случае при прогреве Двигателя при температуре окружающего  case when the engine warms up at ambient temperature
воздуха +20°С (см. фиг.16).  air + 20 ° C (see Fig. 16).
Tkg25 Текущее значение температуры картерных газов KG в частном °С случае при прогреве Двигателя при температуре окружающего  Tkg25 Current crankcase gas temperature KG in particular ° С case when the engine warms up at ambient temperature
воздуха -25°С (см. фиг.11).  air -25 ° C (see Fig.11).
Tkgb Температура прорывающихся через поршневые зазоры из 200"С цилиндров в картер газов KGB  Tkgb Temperature breaking through piston gaps from 200 "Cylinders to the crankcase KGB
Tx Текущее значение температуры картерных газов KGD на выходе "С из холодильника-ловушки в общем случае (см. фиг.5,20), в  Tx The current value of the crankcase gas temperature KGD at the exit "C from the refrigerator-trap in the General case (see Fig.5,20), in
частных случаях переобозначается  special cases pereoboznachaetsya
Txl,Tx2,Tx4 , Текущие значения температуры картерных газов KGD на выходе °С Tx8 ,T l6, из холодильника- ловушки при кратностях циркуляции  Txl, Tx2, Tx4, Current crankcase gas temperatures KGD at the exit ° C Tx8, T l6, from the trap cooler with circulation rates
Tx32. картерных газов через Устройство «=1,2,4,8,16,32 Tx32. crankcase gases through the device "= 1,2,4,8,16,32
соответственно в частном случае выполнения и работы  respectively, in the particular case of implementation and operation
Устройства в примере 8 (см. фиг 22).  The devices in example 8 (see Fig 22).
Txl9 Текущее значение температуры картерных газов KGD на выходе иС из холодильника-ловушки в частном случае расположения Txl9 Current temperature value of crankcase gases KGD at the exit and C from the refrigerator-trap in the particular case of location
последнего в подкапотном пространстве при остывании  the latter in the engine compartment while cooling
Двигателя при температуре окружающего воздуха -20°С (см.  Engine at an ambient temperature of -20 ° C (see
фиг.4).  4).
Txcr Критическая температура (максимальная температура иС картерных газов KGD на выходе из холодильника ловушки ниже Txcr Critical temperature (maximum temperature and C crankcase gases KGD at the outlet of the refrigerator trap below
которой возможно достижение максимального технического  which it is possible to achieve the maximum technical
результата) картерных газов KGD на выходе из холодильника  result) crankcase gases KGD at the outlet of the refrigerator
ловушки в частном случае прогрева Двигателя, снабженного  traps in the particular case of warming up the engine equipped with
Устройством, при температуре окружающего воздуха -25°С (см.  The device, at an ambient temperature of -25 ° C (see
фиг.22).  22).
V Объемный расход картерных газов, равный объемной скорости мЛ /мин поступления картерных газов KGB в картерное пространство. V The volumetric flow rate of crankcase gases equal to the volumetric velocity m L / min of the flow of crankcase gases KGB into the crankcase.
V Объем картерных газов KGB, поступивших в картерное  V Volume of crankcase gases KGB entering the crankcase
пространство через него за время / с запуска двигателя, Vo Объём газа в картерном пространстве. 0.070мspace through it during / from engine start, Vo The volume of gas in the crankcase. 0.070m
Vx Объем картерных газов, прошедший через Устройство или с Vx Volume of crankcase gases passing through the device or with
момента остановки, или с момента запуска (в контексте)  moment of stop, or from the moment of start (in context)
Двигателя за время / до текущего момента.  Engine time / up to the current moment.
Виртуальная Концентрация в картерных газах паров, рассчитанная из г/м концентрация воображаемого условия, что конденсации паров в картере не  Virtual Concentration in the crankcase gases of vapors calculated from g / m concentration of an imaginary condition that the condensation of vapors in the crankcase is not
происходит. Понятие вводится для упрощения решения  going on. The concept is introduced to simplify the decision.
дифференциального уравнения материального баланса картера в  the differential equation of the material balance of the crankcase in
частном случае описания процесса прогрева двигателя;  a particular case of a description of the engine warming up process;
при повышении температуры картерных газов до температуры точки росы, соответствующей этому виртуальному значению  when the crankcase temperature rises to the dew point temperature corresponding to this virtual value
концентрации, последнее становится и остается при дальнейшем  concentration, the latter becomes and remains with further
повышении температуры реальным (см. пример 2 фиг.11).  a real temperature increase (see example 2 of FIG. 11).
Виртуальное Воображаемое вещество с произвольно заданной зависимостью  Virtual Imaginary substance with an arbitrarily defined dependence
вещество температуры точки росы Tdpvir от его концентрации Cdpvir (см.  substance dew point temperature Tdpvir of its concentration Cdpvir (see
фиг.18) в картерных газах; вводится для демонстрации общности  Fig. 18) in crankcase gases; introduced to demonstrate generality
достигаемого технического результата в отношении любого  technical result achieved in relation to any
вещества, имеющего температуру точки росы в  a substance having a dew point temperature in
рассматриваемом диапазоне температур картера, например, в  the considered temperature range of the crankcase, for example, in
отношении паров несгоревшего топлива.  regarding vapors of unburned fuel.
Кратность Нормировочный коэффициент «п» - отношение объемной  Multiplicity Normalization coefficient “p” - volumetric ratio
циркуляции скорости картерных газов через холодильник ловушку п v к  circulation speed crankcase gases through the refrigerator trap n v to
п расходу картерных газов v, или то же самое: отношение объема  n crankcase gas consumption v, or the same: volume ratio
газов, прошедшего через Устройство к объему газов,  gases passing through the device to the volume of gases,
поступивших в картер: n-Vx/V  entered the crankcase: n-Vx / V
Критическая Концентрация паров в охлажденных и осушенных газах KGD г/м* концентрация после холодильника-ловушки, соответствующая температуре Critical Vapor concentration in chilled and dried gases KGD g / m * concentration after refrigerator-trap, corresponding to temperature
Схсг точки росы, равной критической температуре (см. фиг.21).  Ccsg dew point equal to the critical temperature (see Fig.21).
Критическая Текущее максимальное значение температуры картерных газов "С температура на выходе из холодильника-ловушки Тх , в конкретных условиях  Critical Current maximum temperature value of crankcase gases "C temperature at the outlet of the refrigerator-trap Тх, in specific conditions
Тхсг (температура окружающего воздуха, температура картерных  Thsg (ambient temperature, crankcase temperature
газов и кратность циркуляции) при котором и ниже которого в текущий момент времени конденсация паров в картере не gases and the multiplicity of circulation) at which and below which current time, vapor condensation in the crankcase is not
происходит. См. примеры 7 и 8  going on. See examples 7 and 8.
Критическая Минимальное значение произведения коэффициента  Critical minimum value of the coefficient product
тепловая теплопередачи К на величину поверхности F холодильника- нагрузка ловушки, при котором в конкретных условиях (температура ВтРс (K'F)cr окружающего воздуха, температура картерных газов и кратность циркуляции) прогрева двигателя картерные газы могут  thermal heat transfer K by the surface F of the refrigerator is the load of the trap, under which under specific conditions (temperature WРc (K'F) cr of ambient air, crankcase temperature and multiplicity of circulation) crankcase gases can heat the engine
охладиться до критической температуры.  cool to a critical temperature.
Максимальны Предотвращение конденсации паров в картере двигателя  Maximum Prevention of Vapor Condensation in the Crankcase
й внутреннего сгорания  th internal combustion
технический  technical
результат  result
Самотяга Явление движения газа (циркуляции) в замкнутом контуре,  Samotyaga The phenomenon of gas movement (circulation) in a closed loop,
включающем вертикально расположенные горячее и холодное  including vertically located hot and cold
колена, возникающее благодаря разности удельных весов  knee arising due to the difference in specific gravities
нагретого и охлажденного в каждом колене газа.  heated and chilled gas in each knee.
435  435
Пример 1. Двигатель, оборудованный Устройством с холодильником-ловушкой 7, размещенным вне подкапотного пространства, остановлен при температуре воздуха Таг =-20°С, и картер 1 остывает (измеряют температуру масла в картере) по графику, 440 представленному кривой Tkgl9 на фиг.4. Здесь и далее принимаем, что температура Example 1. An engine equipped with a device with a trap cooler 7 located outside the engine compartment is stopped at an air temperature of Tag = -20 ° C, and the crankcase 1 cools down (the temperature of the oil in the crankcase is measured) according to a graph 440 represented by the Tkgl9 curve in FIG. four. Hereinafter, we assume that the temperature
картера, температура масла в нем и температура картерных газов KG равны. Рассмотрим процесс достижения технического результата при помощи Устройства - уменьшения конденсации паров в картере на примере паров воды.  the crankcase, the oil temperature in it and the temperature of the crankcase gases KG are equal. Consider the process of achieving a technical result with the help of the Device - reducing condensation of vapors in the crankcase by the example of water vapor.
Схема потоков картерных газов при остывании остановленного двигателя представлена 445 на фиг.5. Как на фиг.1-3, здесь 1- картер (точнее - газовое пространство картера), 8 - канал для подачи нагретых картерных газов KG в холодильник-ловушку 7, 9 - выходной канал холодильника-ловушки для возврата осушенных картерных газов KGD обратно в картер 1.  The flow diagram of crankcase gases during cooling of a stopped engine is presented 445 in figure 5. As in FIGS. 1-3, here 1 is a crankcase (more precisely, the crankcase gas space), 8 is a channel for supplying heated crankcase gases KG to the refrigerator-trap 7, 9 is an outlet channel of the refrigerator-trap for returning the dried crankcase gases KGD back to sump 1.
Vx- объем картерных газов (на схеме не обозначен), прошедший через Устройство за 450 время / с момента остановки двигателя, лЛ  Vx is the volume of crankcase gases (not indicated in the diagram) that passed through the device for 450 time / s from the moment the engine was stopped, lL
В газовом пространстве картера: Co - начальная концентрация паров воды в картерных газах KG в момент остановки, г/м3 In the gas space of the crankcase: Co is the initial concentration of water vapor in the crankcase gases KG at the time of shutdown, g / m 3
455 С- текущее во время остывания двигателя значение концентрации воды в картерных газах KG, г/м3; 455 С - current value of the concentration of water in crankcase gases KG, g / m 3 , during engine cooling;
Сх— текущее значение концентрации воды в картерных газах KGD после холодильника- ловушки 7, г/м3; Cx - the current value of the concentration of water in the crankcase gases KGD after the refrigerator-trap 7, g / m 3 ;
Vo - газовый объем картерного пространства, м3; Vo is the gas volume of the crankcase space, m 3 ;
460 Tkg - текущее значение температуры картерных газов KG в картере 1 и на входе в 460 Tkg - current value of crankcase gas temperature KG in crankcase 1 and at the inlet to
холодильник-ловушку 7;  refrigerator trap 7;
Тх - текущее значение температуры картерных газов KGD после холодильника-ловушки 7.  Тх - the current value of the crankcase gas temperature KGD after the refrigerator-trap 7.
Дифференциальное уравнение материального баланса картера по воде для этих условий: The differential equation of the material balance of the crankcase for water for these conditions:
465 465
Vo'dC = -dV*C + dV*Cx (l).  Vo'dC = -dV * C + dV * Cx (l).
Его решение по текущему значению концентрации воды С в картерных газах KG: His decision on the current value of the concentration of water C in the crankcase gases KG:
Ух Wow
470 С = Сх + (Со - Сх)*е Vo (2), 470 C = Cx + (Co - Cx) * e Vo (2),
или q-t  or q-t
С = Сх + (Со - Сх)*е Vo (2а), C = Cx + (Co - Cx) * e Vo (2a),
где  Where
475 q - объемная скорость самотяги картерных газов через Устройство, м /сек,  475 q - the volumetric speed of the crankcase gas traction through the device, m / s,
/- время, прошедшее с момента остановки двигателя, сек.  / - time elapsed since the engine was stopped, sec.
Для упрощения задачи, в первом приближении, примем, что температура Тх картерных газов KGD на выходе из холодильника-ловушки 7 постоянна и равна температуре 480 окружающего воздуха Таг (-20°С), и, следовательно, концентрация воды в них Сх— To simplify the problem, as a first approximation, we assume that the temperature Tx of the crankcase gases KGD at the outlet of the refrigerator-trap 7 is constant and equal to the temperature of the surrounding air Tag (-20 ° С), and, therefore, the concentration of water Cx— in them
постоянна. Тогда из уравнения (2а) видно, что текущая концентрация воды в картерных газах KG (находящихся в картере) С является экспоненциальной функцией от объемной скорости самотяги q картерных газов KG через Устройство. Эту объемную скорость можно определить, воспользовавшись известной формулой для определения тяги в трубе (Дымовая труба-Википедия, constant. Then it can be seen from equation (2a) that the current concentration of water in the crankcase gases KG (located in the crankcase) C is an exponential function of the space velocity of the crankcase gases q crankcase gases KG through the device. This space velocity can be determined using the well-known formula for determining the draft in a pipe (Smokestack-Wikipedia,
httD://m.wikipedia.org/vviki/0/oDO%A2%Dl0/o8F%DO%B3%D00/oBO %28%D1%82%D1%80% D1%83%D0%B1%D1%8B%29): httD: //m.wikipedia.org/vviki/ 0 / oDO% A2% Dl 0 / o8F% DO% B3% D0 0 / oBO% 28% D1% 82% D1% 80% D1% 83% D0% B1% D1% 8B% 29):
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0001
где Where
q- объемная скорость самотяги, м3/с; q is the volumetric speed of the traction, m 3 / s;
А=0.65-г-0.7 коэффициент;  A = 0.65-g-0.7 coefficient;
а- площадь сечения потока, м2; a is the cross-sectional area of the stream, m 2 ;
g=9.8 м/сек2 ускорение силы тяжести; g = 9.8 m / s 2 acceleration of gravity;
he- высота трубы, м; he- pipe height, m;
77- средняя температура в трубе, °К; (горячая)  77 - average temperature in the pipe, ° K; (hot)
Те- температура окружающего воздуха снаружи, °К (холодная).  The temperature of the ambient air outside, ° K (cold).
Поскольку схема Устройства несколько отличается от схемы дымовой трубы, формулу (3) следует адаптировать для Устройства следующим образом.  Since the scheme of the Device is somewhat different from the scheme of the chimney, formula (3) should be adapted for the Device as follows.
Примем что We accept that
I?- температура картерных газов KG в канале 8, Ti=Tkg+273;  I? - crankcase gas temperature KG in channel 8, Ti = Tkg + 273;
Те- средняя температура газов между их температурой (°К) на входе Tkg+273 в холодильник-ловушку 7 и температурой картерных газов KGD после него - Таг+273, т.е.  The average temperature of the gases between their temperature (° K) at the entrance of Tkg + 273 to the refrigerator trap 7 and the temperature of the crankcase gases KGD after it is Tag + 273, i.e.
Tkg + 273 + Tar + 273  Tkg + 273 + Tar + 273
Те .  Those.
2  2
Тогда формула (3) примет вид: Then the formula (3) will take the form:
Figure imgf000026_0002
Figure imgf000026_0002
Примем  Will accept
Л=0.65; L = 0.65;
а=0.002 м2 (диаметры канала 8, холодильника-ловушки 7 и канала 9 принимаем за 0.05 м); а = 0.002 m 2 (the diameters of channel 8, the refrigerator-trap 7 and channel 9 are taken as 0.05 m);
Ис=\м. Подставляя в формулу (За) в качестве Tkg экспериментальные значения температуры картерных газов в канале 8 Tkgl9 для частного случая остывания двигателя при -20°С 515 из графика остывания двигателя, представленного на фиг.4 кривой Tkgl9, получаем значения объемной скорости самотяги q (на фиг.б) в Устройстве в разное время с начала остывания двигателя. Is = \ m. Substituting the experimental values of the crankcase gas temperature in channel 8 Tkgl9 in the formula (3a) as Tkg for the particular case of engine cooling at -20 ° C 515 from the engine cooling graph shown in Fig. 4 of the Tkgl9 curve, we obtain the values of the self-traction speed q ( figb) in the device at different times from the beginning of the cooling of the engine.
Подставляя в формулу (2а) значения:  Substituting in the formula (2a) the values:
Сх=0.9 г/м3 - концентрация воды в картерных газах KGD после холодильника - ловушки 520 7 при Тх= -20°С, найденная из известной зависимости температуры точки росы Tdp от концентрации воды Cdp в газах, представленной на фиг.7, Cx = 0.9 g / m 3 - water concentration in crankcase gases KGD after the refrigerator - trap 520 7 at Тх = -20 ° С, found from the known dependence of the dew point temperature Tdp on the concentration of water Cdp in gases, shown in Fig.7,
Со=б5 г/м3 начальная концентрация воды в картерных газах KG в момент остановки двигателя (из таб.1);Co = b5 g / m 3 the initial concentration of water in the crankcase gases KG at the time of engine shutdown (from table 1);
o=0.070- объем газа в картерном пространстве, м3 из таб.1, o = 0.070 - the volume of gas in the crankcase, m 3 from table 1,
525 q=0.002- м3/сек (принимаем постоянной от времени, ввиду краткости (см. фиг.8) 525 q = 0.002-m 3 / s (taken constant from time to time, due to brevity (see Fig. 8)
процесса) - значение объемной скорости самотяги картерных газов через Устройство в частном случае размещения последнего вне подкапотного пространства при температуре окружающего воздуха -20°С, из графика на фиг.б получаем текущие значения:  process) - the value of the volumetric speed of the crankcase gas traction through the device in the particular case of placing the latter outside the engine compartment at an ambient temperature of -20 ° C, from the graph in Fig. b we obtain the current values:
С-г/м3 - концентрации воды в картерных газах после остановки двигателя, C-g / m 3 - water concentration in crankcase gases after engine shutdown,
530 представленные на фиг.8 кривой Ccst=C. 530 shown in FIG. 8 by the curve Ccst = C.
Как видно из графика на фиг.8 после остановки двигателя Устройство снижает в течение примерно 3-х минут концентрацию воды в картерных газах с 65г/м3 (таб.1) до 0.9г/м3 - значения, соответствующего температуре точки росы -20°С, равной температуре Таг окружающего воздуха. Поэтому, охлаждение картера до этой внешней температуры в 535 дальнейшем не приведет к конденсации паров в картере, что соответствует заявляемому техническому результату. As can be seen from the graph in Fig. 8, after the engine is stopped, the device reduces the concentration of water in crankcase gases from 65 g / m 3 (tab. 1) to 0.9 g / m 3 for about 3 minutes — a value corresponding to a dew point temperature of -20 ° C, equal to the temperature Tag of the ambient air. Therefore, cooling the crankcase to this external temperature in 535 will not further lead to condensation of vapors in the crankcase, which corresponds to the claimed technical result.
Кратковременность процесса (см. фиг.8)снижения концентрации воды в картерных газах после остановки двигателя делает оправданным, то, что выше мы приняли для данного частного случая объемную скорость самотяги q постоянной.  The short duration of the process (see Fig. 8) of decreasing the concentration of water in crankcase gases after engine shutdown makes it justifiable that, for this particular case, we took the space velocity of the traction q constant.
540  540
Циркуляция картерных газов через Устройство при дальнейшем остывании двигателя будет продолжаться, но будет бесполезной до того момента, когда внешняя температура не начнет снижаться от уровня в момент остановки двигателя, вследствие суточных изменений или изменения метеоусловий. Поскольку холодильник- ловушка 545 практически не обладает тепловой инерционностью из-за малой массы и приобретает температуру окружающего воздуха практически мгновенно по сравнению с массивным двигателем, при понижении внешней температуры он будет оставаться холоднее двигателя, и циркуляция картерных газов будет происходить, обеспечивая соответствие (равенство) текущей температуры точки росы картерных газов внешней температуре 550 Tdp=Tar, что сделает невозможным конденсацию паров в картере при изменении The circulation of crankcase gases through the Device with continued cooling of the engine will continue, but will be useless until the moment when the external temperature begins to decrease from the level at the time the engine was stopped, due to daily changes or changes in weather conditions. Since the refrigerator-trap 545 practically does not have thermal inertia due to its low mass and acquires an ambient temperature almost instantly compared to massive by the engine, when the external temperature decreases, it will remain colder than the engine, and the crankcase gases will circulate, ensuring that the current temperature of the crankcase dew points corresponds to an external temperature of 550 Tdp = Tar, which will make it impossible for the vapor in the crankcase to change
температуры воздуха, что также соответствует заявляемому техническому результату.  air temperature, which also corresponds to the claimed technical result.
Пример 1а. Двигатель, оборудованный Устройством с холодильником-ловушкой 7, размещенным в подкапотном пространстве, остановлен при температуре Example 1a An engine equipped with a device with a refrigerator-trap 7 located in the engine compartment is stopped at a temperature
555 окружающего воздуха 555 ambient air
Гаг =-20°С.  Gag = -20 ° C.
Выше рассмотрен частный случай, когда температура холодильника ловушки Тх  The above is a particular case when the temperature of the refrigerator traps Tx
достаточно быстро по сравнению с температурой картерных газов Tkg принимает температуру окружающего воздуха Таг, например, если холодильник ловушка  rather quickly compared to the crankcase temperature Tkg takes the ambient temperature Tag, for example, if the refrigerator is a trap
560 расположен на некотором удалении от нагретого двигателя, например, снаружи капота рядом с водяным или масляным радиатором. В реальности холодильник-ловушка 7 может находиться и в подкапотном пространстве, температура которого будет снижаться не так быстро из-за потока тепла от остывающего массивного двигателя.  560 is located at some distance from the heated engine, for example, outside the hood next to a water or oil cooler. In reality, the refrigerator-trap 7 can also be located in the engine compartment, the temperature of which will not decrease so quickly due to the heat flux from the cooling massive engine.
На фиг.4 кривая Тх19 - график изменения температуры холодильника-ловушки 7 (и In Fig. 4, the curve Tx19 is a graph of the temperature change of the refrigerator-trap 7 (and
565 соответственно KGD после него) размещенного в подкапотном пространстве вблизи блока цилиндров. Здесь холодильник-ловушка 7 находится в тепловом поле 565 respectively KGD after it) located in the engine compartment near the cylinder block. Here, the refrigerator-trap 7 is in a thermal field
остывающего двигателя и его температура снижается значительно медленнее, чем, если бы он был снаружи. Графики остывания картера 1 - кривая Tkgl9 и холодильника- ловушки кривая Тх19 на фиг.4 показаны по экспериментальным точкам.  the cooling engine and its temperature decreases much more slowly than if it were outside. The cooling graphs of the crankcase 1 - curve Tkgl9 and the refrigerator-trap curve Тх19 in figure 4 are shown at the experimental points.
570  570
На фиг.9 представлены соответствующие этим температурам графики изменения концентрации воды в картерных газах KG: кривая Ctrl9— текущее значение  Fig. 9 shows graphs of changes in water concentration in crankcase gases KG corresponding to these temperatures: curve Ctrl9 — current value
концентрации воды в картерных газах KG Двигателя без Устройства, остывающего по кривой Tkgl9 на фиг.4, а кривая Сх19 текущее значение концентрации воды в  the concentration of water in the crankcase gases of the KG Engine without a Device cooling down according to the curve Tkgl9 in figure 4, and curve Cx19 the current value of the concentration of water in
575 картерных газах KGD, прошедших через холодильник-ловушку 7, остывающий по  575 KGD crankcase gases passing through refrigerator trap 7, cooling down
кривой Тх19 (фиг.4). Кривые Ctrl9 и Сх19 построены по зависимости температуры точки росы Tdp от концентрации воды в газах Cdp (фиг.7) для значений текущей температуры картера Tkgl9 и холодильника-ловушки 7 Тх19 на фиг.4. 580 артерные газы, прошедшие через холодильник-ловушку и потерявшие в нем воду KGD , поступая в картер, разбавляют находящиеся в нем газы KG, снижая их температуру точки росы и тем, уменьшая конденсацию паров в картере. Поступление осушенных газов KGD в картер обеспечивается самотягой газов через Устройство. curve Tx19 (figure 4). Curves Ctrl9 and Cx19 are plotted according to the dependence of the dew point temperature Tdp on the water concentration in the gases Cdp (Fig. 7) for the values of the current temperature of the crankcase Tkgl9 and the refrigerator-trap 7 Тх19 in Fig. 4. 580 arterial gases passing through the cooler-trap and losing KGD water in it, entering the crankcase, dilute the KG gases contained in it, lowering their dew point temperature and thereby reducing the condensation of the vapors in the crankcase. The intake of dried KGD gases into the crankcase is ensured by self-drawing gases through the Device.
Объемная скорость Самотяги, рассчитанная по формуле (За) при тех же параметрах, что The volumetric speed of the Self-drawn, calculated by the formula (For) with the same parameters as
585 и ранее и при Tkg=Tkgl9 (температура картера) и Таг=Тх19 (наружная, в этом случае подкапотная температура) из фиг.4, представлена на фиг.6 кривой ql. 585 both earlier and at Tkg = Tkgl9 (crankcase temperature) and Tag = Tx19 (outside, in this case engine compartment temperature) from Fig. 4, the ql curve is shown in Fig. 6.
Подставляя в формулу (2а) для момента остановки двигателя Substituting in the formula (2a) for the moment of engine stop
Сх=17.3 г/м3 - концентрацию воды (соответствующую температуре подкапотного 590 пространства) в картерных газах после прохождения холодильника-ловушки 7 из кривой Сх19 на фиг.9; Cx = 17.3 g / m 3 — water concentration (corresponding to the engine compartment hood temperature 590 of the space) in crankcase gases after passing through the refrigerator-trap 7 from the Cx19 curve in Fig. 9;
Co=Ckg=65 г/м3 концентрацию воды в картерных газах при прогретом двигателе (сразу после остановки) из кривой Ctrl9 на фиг.9; Co = Ckg = 65 g / m 3 the concentration of water in the crankcase gases when the engine is warm (immediately after stopping) from the curve Ctrl9 in Fig.9;
q=0.0018 м3/с объемную скорость самотяги после остановки двигателя из кривой ql на 595 фиг.6, q = 0.0018 m 3 / s the volumetric speed of the traction after stopping the engine from the ql curve at 595 Fig.6,
получаем уравнение  we get the equation
0.0018·<  0.0018 · <
С = 17.3 + (65 - 17.3 е 0070 C = 17.3 + (65 - 17.3 e 0070
изменения концентрации воды в картерных газах KG после остановки двигателя, представленное кривой Ccstl на фиг.8. Из кривой видно, что в первые примерно 3 changes in the concentration of water in crankcase gases KG after engine shutdown, represented by the curve Ccstl in Fig.8. The curve shows that in the first about 3
600 минуты благодаря Устройству концентрация воды в картерных газах KG падает с 65 г/м3 до 20 г/м , соответствующих температуре точки росы +20 С - температуре подкапотного пространства. Это происходит практически мгновенно (поэтому это падение не показано на фиг.9) по сравнению со временем остывания двигателя (см. кривая Tkgl9 на фиг.4). Далее температура точки росы (равная температуре холодильника-ловушки Тх19) в600 minutes thanks to the Device, the concentration of water in the crankcase gases KG drops from 65 g / m 3 to 20 g / m, corresponding to a dew point temperature of +20 C - the engine compartment temperature. This happens almost instantly (therefore, this drop is not shown in Fig. 9) compared to the cooling time of the engine (see curve Tkgl9 in Fig. 4). Further, the dew point temperature (equal to the temperature of the refrigerator-trap Тх19) in
605 картерных газах изменяется медленно по графику остывания Тх19 холодильника- ловушки 7 на фиг.4. 605 crankcase gases changes slowly according to the cooling schedule Tx19 of the refrigerator-trap 7 in Fig. 4.
Как уже упоминалось выше, кривая Tkgl9 остывания картера двигателя на фиг.4 после достижения точки росы прорывных КСЯ)картерных газов dp (Tdp=+45°C, Cdp=65 г/м3) отражает изменение температуры точки росы картерных газов KG при 610 остывании Двигателя без Устройства. Этой температурной кривой соответствует As mentioned above, the crankcase cooling curve Tkgl9 in FIG. 4 after reaching the dew point of the breakthrough QW) of the crankcase gases dp (Tdp = + 45 ° C, Cdp = 65 g / m 3 ) reflects the change in the temperature of the crankcase dew point KG at 610 engine cooling without a device. This temperature curve corresponds to
концентрационная кривая Ctrl9 на фиг.9. При остывании же Двигателя с Устройством, расположенным в подкапотном пространстве, температура точки росы картерных газов описывается кривой Тх19 на фиг.4, а соответствующие концентрации воды в картерных газах кривой Сх19 на фиг.9. concentration curve Ctrl9 in Fig.9. When the engine cools down with the device located in the engine compartment, the dew point temperature of the crankcase gases is described by the curve Tx19 in figure 4, and the corresponding concentration of water in the crankcase gases of the curve Cx19 in figure 9.
615 Благодаря действию Устройства температуры точки росы картерных газов KG ниже температуры картера двигателя (фиг.4) , поэтому конденсация паров в картере не происходит, что соответствует заявляемому техническому результату. Однако, такое состояние возможно в том случае, если самотяга обеспечивает достаточно быстрый обмен картерных газов между газовым пространством картера и холодильником- 615 Due to the action of the Crankcase gas dew point temperature device KG below the crankcase temperature of the engine (FIG. 4), therefore, vapor condensation in the crankcase does not occur, which corresponds to the claimed technical result. However, such a condition is possible if the self-pull-rod provides a sufficiently rapid exchange of crankcase gases between the gas space of the crankcase and the refrigerator -
620 ловушкой 7 на протяжении процесса остывания Двигателя. Поэтому, рассмотрим 620 by trap 7 during the engine cooling process. Therefore, consider
соблюдение этого условия достижения технического результата.  compliance with this condition to achieve a technical result.
Концентрация воды С в картерных газах KG описывается уравнением (2а). Выше для момента остановки двигателя мы полагали концентрацию воды после холодильника- ловушки Сх и объемную скорость самотяги q постоянными ввиду краткости процессовThe concentration of water C in the crankcase gases KG is described by equation (2a). Above, for the moment the engine stopped, we assumed that the water concentration after the cooler-trap C x and the volumetric speed of the self-traction q are constant due to the brevity
625 установления концентрации С (см. кривую Ccstl на фиг.8). Для рассмотрения 625 establishing concentration C (see Ccstl curve in FIG. 8). For consideration
длительного процесса остывания, очевидно, что и С, и Сх, и q в уравнении (2а) следует рассматривать как функции времени /: g(t)'t long cooling process, it is obvious that both C, C x , and q in equation (2a) should be considered as functions of time /: g (t) 't
C(t) = Cx(t) + (Co - Cx(t) e Vo (2б) C (t) = Cx (t) + (Co - Cx (t) e Vo (2b)
630 Признаком достаточности для достижения технического результата объемной скорости самотяги является условие  630 A sign of sufficiency to achieve the technical result of the volumetric speed of the traction is the condition
Cif) = С if) , принятое нами выше,  Cif) = С if), accepted by us above,
которое выполняется при малости экспоненциального члена в уравнении (26)  which is satisfied when the exponential term is small in equation (26)
635 (Со - Сх( е Vo = 0. (2в) 635 (Co - Cx (e Vo = 0. (2c)
Для рассмотрения этого условия конкретные для рассматриваемого примера значения Cx(t) и q(t), представленные кривыми Сх19 на фиг.9 и ql на фиг.6 соответственно, следует представить в аналитическом виде как функции времени остывания /. Это 640 делают путем аппроксимирования указанных экспериментальных зависимостей To consider this condition, the values of Cx (t) and q (t) specific for the considered example, represented by the curves Cx19 in Fig. 9 and ql in Fig. 6, respectively, should be presented in an analytical form as functions of the cooling time /. This is done 640 by approximating the indicated experimental dependencies
известными способами.  by known methods.
Для конкретной для данного примера зависимости текущей концентрации воды в картерных газах KGD после холодильника-ловушки 7 от времени остывания И9(час) Cx\ t\9) = -2.4·1η(/19) + 6.8, For a specific example, the dependence of the current concentration of water in the crankcase gases KGD after the refrigerator-trap 7 on the cooling time I9 (hour) Cx \ t \ 9) = -2.4 · 1η (/ 19) + 6.8,
645 где tl9>0,  645 where tl9> 0,
получена (штрихпунктирная кривая) по значениям (прямые кресты) кривой Сх19 на фиг.9 при помощи функции lnfit(tl9, Cxi 9) известной программы MathCad 13.  obtained (dash-dot curve) by the values (straight crosses) of the curve Cx19 in Fig. 9 using the lnfit function (tl9, Cxi 9) of the well-known MathCad 13 program.
Выражение для текущего значения самотяги  Expression for the current value of self-traction
q\(t\9) = 6.381 - 0.38·ί19  q \ (t \ 9) = 6.381 - 0.38
650 получено по значениям кривой ql (переведенным в м3/час) на фиг.6 при помощи функции line(tl9,q) той же программы. 650 is obtained from the values of the ql curve (converted to m 3 / h) in FIG. 6 using the line function (tl9, q) of the same program.
После подстановки значений Cx(t) = Cxl9(tl9) и q(t) = ql(tl9) в выражение (2в) последнее приобретает вид:  After substituting the values Cx (t) = Cxl9 (tl9) and q (t) = ql (tl9) into expression (2c), the latter takes the form:
6.381-0.38-М9 6.381-0.38-M9
655 (17.3 + 2.4·1η(Υ19) - 6.8).£? Vo ' . 655 (17.3 + 2.4 · 1η (Υ19) - 6.8). £? Vo ' .
Подстановка значений /7 от 0.01 до 24 часов приводит к бесконечно малым значениям этого выражения. Следовательно, самотяга газов через Устройство обеспечивает выполнение условия  Substituting the values of / 7 from 0.01 to 24 hours leads to infinitesimal values of this expression. Therefore, the self-traction of gases through the device ensures the fulfillment of the conditions
C(t) = Cx(t) C (t) = C x (t)
660 на протяжении остывания двигателя, т.е. концентрация воды в картерных газах KG  660 during engine cooling, i.e. crankcase water concentration KG
Двигателя, снабженного Устройством, никогда не превышает концентрацию воды в картерных газах KGD после холодильника-ловушки 7 и, поэтому, конденсации паров воды в картере не происходит, что соответствует заявляемому техническому результату. Иными словами: температура точки росы картерных газов KG Tdp поддерживается The engine equipped with the Device never exceeds the concentration of water in the crankcase gases KGD after the refrigerator-trap 7 and, therefore, condensation of water vapor in the crankcase does not occur, which corresponds to the claimed technical result. In other words: crankcase gas dew point temperature KG Tdp is maintained
665 Устройством при неработающем двигателе всегда ниже температуры картерных газов Tkg , что предотвращает выпадение в картере конденсата, что соответствует 665 With the device idle, it is always lower than the crankcase temperature Tkg, which prevents condensate from falling out in the crankcase, which corresponds to
максимальному заявляемому техническому результату в частном случае остывания Двигателя с холодильником-ловушкой 7, размещенным в подкапотном пространстве.  the maximum claimed technical result in the particular case of cooling of the Engine with a refrigerator-trap 7, located in the engine compartment.
670 Пример 2 670 Example 2
Двигатель, снабженный Устройством по схеме на фиг.2,3, дополнительно включающим канальный вентилятор 17, запущен при температуре окружающего воздуха Таг =-25°С. Схема потоков картерных газов при прогреве двигателя представлена на фиг.10. Как на фиг.1-3, здесь 1- газовое пространство картера, 8 - канал для подачи нагретых картерных 675 газов KG в холодильник-ловушку 7, 9 - канал для подачи осушенных картерных газов KGD обратно в картер 1. Рассмотрим работу Устройства в отношении паров воды. The engine equipped with the device according to the scheme in Fig. 2,3, further including a channel fan 17, is started at an ambient temperature of Tag = -25 ° C. The flow diagram of crankcase gases during engine warm-up is shown in FIG. 10. As in figure 1-3, here 1 is the gas space of the crankcase, 8 is a channel for supplying heated crankcase 675 KG gases to the refrigerator-trap 7, 9 - channel for supplying dried KGD crankcase gases back to the crankcase 1. Consider the operation of the Device in relation to water vapor.
С, г/м3 - текущая виртуальная концентрация воды в картерных газах KG, которая была бы при воображаемом или реальном условии (температура картерных газов выше 680 температуры их точки росы), что конденсации паров в картере не происходит. Это C, g / m 3 - current virtual concentration of water in crankcase gases KG, which would be under an imaginary or real condition (crankcase gases temperature is above 680 at their dew point temperature) that vapor condensation does not occur in the crankcase. it
искусственный прием, как будет видно ниже, для упрощения математического решения задачи.  artificial reception, as will be seen below, to simplify the mathematical solution of the problem.
Со - реальная концентрация паров воды в картерных газах в момент запуска двигателя, 685 находится по известной зависимости, показанной на графике фиг.7; в данном примере для температуры -25°С - Со=0.6 г м3. Co - the actual concentration of water vapor in the crankcase gases at the time of engine start, 685 is found according to the well-known dependence shown in the graph of Fig.7; in this example, for a temperature of -25 ° C - Co = 0.6 g m 3 .
Ci=65 г/м3 - реальная концентрация воды в прорывающихся из цилиндров в картер газов KGB , равная также реальной концентрации паров в картерных газах KG при их Ci = 65 g / m 3 is the actual concentration of water in the KGB gases breaking from the cylinders into the crankcase, which is also equal to the real concentration of vapors in the crankcase gases KG
690 температуре выше температуры точки росы -(+45°С), принимаем за постоянную по таб.1. 690 temperature above the dew point temperature - (+ 45 ° С), taken as constant according to table 1.
Сх, г/м3 - реальная концентрация воды в картерных газах KGD на выходе из Cx, g / m 3 - real water concentration in crankcase gases KGD at the exit from
холодильника-ловушки 7 в картер 1 ; в данном примере для упрощения задачи принимаем 695 Сх=Со, полагая, что картерные газы остывают в холодильнике- ловушке до температуры окружающего воздуха Таг=-25°С.  refrigerator traps 7 in the crankcase 1; in this example, to simplify the problem, we take 695 Cx = Co, assuming that the crankcase gases cool in the refrigerator-trap to an ambient temperature of Tag = -25 ° C.
V, м3 - объем картерных газов KGB, прорвавшийся в картер 1 и прошедший через него во впускной трубопровод 3 с момента запуска двигателя до текущего момента за время 700 ((мин).V, m 3 - the volume of crankcase gases KGB, burst into the crankcase 1 and passed through it into the intake pipe 3 from the moment the engine is started to the current moment in a time of 700 ((min).
o=0.070 м3— объем газа в картерном пространстве, из таб.1. o = 0.070 m 3 - the volume of gas in the crankcase, from table 1.
. Vx, м3 - объем картерных газов, прошедший через Устройство с момента запуска двигателя до текущего момента за время t(Mun). . Vx, m 3 is the volume of crankcase gases passing through the device from the moment the engine was started to the current moment during time t (Mun).
705 и-кратность циркуляции картерных газов через Устройство (далее - кратность  705 i-multiplicity of crankcase gas circulation through the Device (hereinafter - multiplicity
циркуляции), нормирующий множитель, равный отношению объема газов, прошедшего к текущему моменту через Устройство к объему газов, прорвавшемуся из цилиндров в картер Vx circulation), a normalizing factor equal to the ratio of the volume of gases passed to the current moment through the device to the volume of gases that burst from the cylinders into the crankcase Vx
(—^- = П); вводится для сокращения числа переменных, путем выражения первого объема через второй.  (- ^ - =)); introduced to reduce the number of variables, by expressing the first volume through the second.
Дифференциальное уравнение материального баланса по воде для этих условий (в том числе для воображаемого условия, что конденсация паров в картере не происходит): The differential equation of the material balance for water for these conditions (including the imaginary condition that vapor condensation does not occur in the crankcase):
Vo'dC = dV»C - dV*C - n*dV»C + n*dV*Cx Vo'dC = dV "C - dV * C - n * dV " C + n * dV * Cx
Решение уравнения (4):The solution of equation (4):
+ П'Сх C. - Co - С =— · ·β  + P'Cx C. - Co - C = - · β
n + l η + \  n + l η + \
720 Принимая в первом приближении, что картерные газы остывают в холодильнике- ловушке до наружной температуры и, поэтому, Сх=Со:
Figure imgf000033_0001
720 Taking in a first approximation that crankcase gases cool in the refrigerator-trap to an outside temperature and, therefore, Cx = Co:
Figure imgf000033_0001
где  Where
725 V = Vt , где  725 V = Vt, where
V=0.070M3/MUH (ИЗ таб.1) - расход картерных газов; V = 0.070M 3 / MUH (FROM Tab. 1) - crankcase gas flow;
/ - время с момента запуска двигателя, мин.  / - time from the moment of engine start, min.
На фиг.11 график изменения температуры картерных газов KG при прогреве двигателя от -25°С представлен кривой Tkg25 (ось ординат справа). По значениям температур на In Fig. 11, the graph of the temperature of the crankcase gases KG during engine warm-up from -25 ° C is represented by the curve Tkg25 (ordinate axis on the right). According to the temperature
730 этой кривой из зависимости температуры точки росы Tdp от концентрации воды в газах Cdp на графике фиг.7 построена кривая Ctr - концентрация насыщенных паров воды при температурах картерных газов KG по кривой Tkg25, т.е. график изменения реальной концентрации паров воды в картерных газах KG по мере прогрева двигателя без 730 of this curve, from the dependence of the dew point temperature Tdp on the concentration of water in Cdp gases, a curve Ctr is plotted on the graph of Fig. 7 — concentration of saturated water vapor at crankcase temperatures KG according to the curve Tkg25, i.e. a graph of changes in the actual concentration of water vapor in the crankcase gases KG as the engine warms up without
Устройства до точки росы прорывных картерных газов KGB (+45°С, 65 г/м3). Devices to the dew point of breakthrough crankcase gases KGB (+ 45 ° С, 65 g / m 3 ).
735 Подставляя в уравнение (5а) значения  735 Substituting in equation (5a) the values
С; =65 г лИиз таб.1,  FROM; = 65 g LI from tab. 1,
Со =0.6 г/м3 из фиг.7 для температуры -25°С Co = 0.6 g / m 3 from FIG. 7 for a temperature of −25 ° C.
и Vo = 0.070 м3 из таб.1, and Vo = 0.070 m 3 from table 1,
получаем численные решения этого уравнения относительно виртуальной концентрации паров воды для разных значений кратности циркуляции картерных газов п через  we obtain numerical solutions of this equation with respect to the virtual concentration of water vapor for different values of the crankcase gas circulation frequency n through
Устройство:
Figure imgf000034_0001
Device:
Figure imgf000034_0001
745 представленные на фиг.11 кривыми  745 represented in FIG. 11 by curves
СО - для п=0 (без Устройства),  СО - for n = 0 (without the Device),
С1 - для п=1;  C1 - for n = 1;
С2- для п=2;  C2 - for n = 2;
С4- для п=4;  C4- for n = 4;
750 С8- дл п=8; 750 C8-dl n = 8;
С16- для п=16;  C16- for n = 16;
С32- для п=32.  C32- for n = 32.
Как видно из фиг.11 экспоненциальный член уравнения (5а) очень быстро, быстрее, чем за 5 минут, обращается в 0, поэтому, начальный участок этих кривых на графике фиг.11 As can be seen from Fig. 11, the exponential term of equation (5a) very quickly, faster than 5 minutes, turns to 0, therefore, the initial section of these curves in the graph of Fig. 11
755 аппроксимируется наклонной прямой. 755 is approximated by an oblique straight line.
Кривая СО представляет собой решение виртуального уравнения материального баланса по воде (5 а): так должна была бы изменяться концентрация воды в картерных газах без Устройства и при условии отсутствия её конденсации в картере 1. Кривая Ctr представляет изменение реальной концентрации паров воды в картерных газах KG в The CO curve is a solution to the virtual equation of material balance for water (5 a): this would have to change the concentration of water in the crankcase gases without the Device and provided there was no condensation in the crankcase 1. Curve Ctr represents the change in the actual concentration of water vapor in the crankcase gases KG at
760 картере в процессе повышения температуры в картере вплоть до достижения точки росы картерных газов (+45°С и 65г/м3), тоже без Устройства. В реальности концентрация воды в картерных газах не может быть больше, чем на кривой Ctr, поскольку это кривая концентрации воды при точках росы, очевидно, что разница концентраций СО и Ctr этих кривых должна на самом деле выпадать в картере 1 в виде конденсата, количество760 crankcase in the process of increasing the temperature in the crankcase until it reaches the dew point of the crankcase gases (+ 45 ° C and 65g / m 3 ), also without the Device. In reality, the concentration of water in the crankcase gases cannot be higher than on the Ctr curve, since this is the water concentration curve at the dew points, it is obvious that the difference in the CO and Ctr concentrations of these curves should actually precipitate in the crankcase 1, the amount
765 которого пропорционально разности площадей графика, лежащих под кривыми СО и Ctr . Эти кривые пересекаются в точке росы картерных газов KGB, обозначенной на графике как TdpO и сливаются в одну прямую, продолжающую кривую СО, уравнение (5а) после точки пересечения TdpO становится реальным, отражает реальную концентрацию воды в картерных газах KG после прогрева двигателя до температуры выше температуры точки765 which is proportional to the difference in the areas of the graph under the curves of CO and Ctr. These curves intersect at the crankcase gas dew point KGB, designated as TdpO on the graph and merge into one straight line continuing the CO curve, equation (5a) after the TdpO intersection point becomes real, reflects the actual concentration of water in the crankcase gases KG after the engine is heated to a temperature above point temperature
770 росы Кривая CI представляет виртуальные значения концентрации воды в картерных газах KG при кратности их циркуляции через Устройство п=1. Она лежит ниже кривой СО за счет того, что часть воды изымается из картерных газов за счет конденсации в холодильнике-ловушке 7. По мере повышения температуры картерных газов Tkg2S 770 dew The CI curve represents the virtual values of the concentration of water in the crankcase gases KG with a frequency of their circulation through the device n = 1. It lies below the CO curve due to the fact that part of the water is removed from the crankcase gases due to condensation in the refrigerator-trap 7. As the temperature of the crankcase gases Tkg2S increases
775 кривая виртуальной концентрации С1 пересекается с кривой реальной концентрации (кривой точек росы картерных газов) Ctr в точке rl. Это происходит когда реальная концентрация воды в точках росы , отражаемая кривой Ctr , сравнивается с виртуальной концентрацией в газах, отражаемой кривой С1, т.е. при дальнейшем повышении температуры конденсация паров невозможна, виртуальная кривая С1 превращается в 775, the curve of virtual concentration C1 intersects with the curve of real concentration (curve of crankcase gas dew points) Ctr at point rl. This happens when the actual water concentration at the dew points, reflected by the Ctr curve, is compared with the virtual gas concentration reflected by the C1 curve, i.e. with a further increase in temperature, vapor condensation is impossible, the virtual curve C1 turns into
780 реальную и отражает реальную концентрацию паров воды в картерных газах, ход кривой Ctr прерывается и фактическая концентрация воды в картерных газах следует кривой С1 после точки пересечения (назовем её точкой реализации виртуальной концентрации) rl. Ход реальной концентрации паров воды в картерных газах KG при прогреве двигателя в рассматриваемых условиях (п=1) показан на фиг.11 стрелками на кривых Ctr и С1: 780 is real and reflects the actual concentration of water vapor in crankcase gases, the course of the Ctr curve is interrupted and the actual concentration of water in crankcase gases follows curve C1 after the intersection point (let's call it the point of realization of the virtual concentration) rl. The course of the actual concentration of water vapor in the crankcase gases KG during engine warming up under the considered conditions (n = 1) is shown in Fig. 11 by arrows on the curves Ctr and C1:
785 сначала концентрация паров воды следует кривой Ctr до её пересечения с кривой  785 first, the concentration of water vapor follows the Ctr curve until it intersects with the curve
виртуальной концентрации С1 в точке реализации rl, она соответствует концентрациям точек росы картерных газов KG при повышении температуры картерных газов по кривой Tkg25. После точки реализации rl реальная концентрация следует кривой С1, т.е.  virtual concentration C1 at the point of realization rl, it corresponds to the concentrations of the dew points of the crankcase gases KG with increasing temperature of the crankcase gases according to the curve Tkg25. After the realization point rl, the real concentration follows the curve C1, i.e.
остается постоянной, а конденсация паров в картере становится невозможной, поскольку remains constant, and vapor condensation in the crankcase becomes impossible, since
790 температура картера уходит вверх от температуры точки росы картерных газов KG (при #t=l) Tdpl, значение которой можно найти на температурной кривой Tkg25 прогрева двигателя, как показано на фиг.11, проведя (точечные линии) от точки rl вертикальную линию до пересечения с линией температуры картерных газов Tkg25. 790 the crankcase temperature goes up from the dew point temperature of the crankcase gases KG (at # t = l) Tdpl, the value of which can be found on the temperature curve Tkg25 of engine warming, as shown in Fig. 11, drawing (dotted lines) from the point rl a vertical line to intersections with the crankcase temperature line Tkg25.
795 . Аналогично по точкам пересечения (реализации) (г2-г32) кривых С2,С4,С8, С 16, С32 с кривой Ctr можно найти температуры точки росы (Tdp2-Tdp32) картерных газов при соответствующих кратностях циркуляции п через Устройство. Точки реализации г0 и г32 на фиг.11 не показаны из-за недостатка места на графике. Определенные таким образом температуры точек росы картерных газов (Tdp0-Tdp32) в зависимости от кратности795. Similarly, from the intersection points (sales) (g2-g32) of the curves C2, C4, C8, C 16, C32 with the Ctr curve, one can find the dew point temperatures (Tdp2-Tdp32) of crankcase gases for the corresponding circulation rates n through the Device. The implementation points of r0 and r32 in FIG. 11 are not shown due to lack of space on the graph. Crankcase gas dew point temperatures (Tdp0-Tdp32) thus determined, depending on the multiplicity
800 циркуляции п в период прогрева двигателя от -25°С представлены кривой Tdp(ri) на фиг.12 , из которой видно, что действие Устройства приводит к снижению температуры точки росы картерных газов KG в зависимости от кратности их циркуляции через Устройство. 805 Как видно из фиг.11 , в конкретных условиях запуска двигателя, снабженного800 circulation n during the engine warm-up period from -25 ° C is represented by the Tdp (ri) curve in Fig. 12, from which it can be seen that the action of the Device leads to a decrease in the dew point temperature of crankcase gases KG depending on the frequency of their circulation through the Device. 805 As can be seen from FIG. 11, under specific conditions of starting an engine equipped with
Устройством, при -25°С и кратности циркуляции через последнее п=32 конденсации воды в картере 1 в течение всего времени прогрева не происходит, т.к. благодаря отбору (конденсации) воды от картерных газов KG в холодильнике - ловушке 7, концентрация паров воды в картерных газах KG поддерживается ниже концентрации точки росы приThe device, at -25 ° C and the frequency of circulation through the last n = 32, water condensation in the crankcase 1 does not occur during the entire heating time, because due to the selection (condensation) of water from the crankcase gases KG in the refrigerator - trap 7, the concentration of water vapor in the crankcase gases KG is maintained below the dew point concentration at
810 температурах картера (кривая Ctr), следовательно, кривая С32 на всем своем 810 crankcase temperatures (Ctr curve), therefore, the C32 curve throughout
протяжении представляет реальную концентрацию.  the length represents the real concentration.
Для определения количества воды, конденсирующейся в картере 1 в период прогрева двигателя до температуры точки росы картерных газов при разных кратностях циркуляции п, следует переформатировать график на фиг.11, умножив время на расход To determine the amount of water condensing in the crankcase 1 during the engine warming up to the temperature of the dew point of the crankcase gases at different circulation rates n, reformat the graph in Fig. 11, multiplying the time by the flow rate
815 картерных газов v, тем самым, переведя зависимости графика фиг.11 от времени 815 crankcase gases v, thereby translating the dependence of the graph of FIG. 11 on time
прогрева двигателя / в соответствующие зависимости от объема картерных газов KGB, поступивших в картерное пространство  engine warm-up / depending on the volume of crankcase gases KGB entering the crankcase
V = vt .  V = vt.
Эти зависимости показаны на фиг.13. Тогда количества конденсата, выпадающие в These dependencies are shown in FIG. 13. Then the amount of condensate falling in
820 картере 1 за время прогрева двигателя до температур точек росы картерных газов KG Tdp0-Tdp32 (на фиг.13 им соответствуют точки г0-г32) при разных кратностях циркуляции картерных газов через Устройство, будут равны площадям графика, заключенным между кривыми виртуальной концентрации паров воды в картерных газах KG СО, С1, С2, С4, С8, С16, С32 и кривой реальной концентрации воды в картерных820 crankcase 1 during warming up the engine to the temperatures of the dew points of the crankcase gases KG Tdp0-Tdp32 (in Fig. 13 they correspond to the points r0-g32) for different crankcase gas circulation rates through the Device, they will be equal to the areas of the graph enclosed between the curves of the virtual concentration of water vapor in crankcase gases KG СО, С1, С2, С4, С8, С16, С32 and the curve of real water concentration in crankcase
825 газах KG - Ctr от начала координат до точек пересечения этих кривых 825 KG - Ctr gases from the origin to the intersection points of these curves
rO, rl, г2, г4, г8, г!6, г32 (последние две точки не обозначены на графике из-за недостатка места). Эти площади определяют одним из известных графических способов, например, или "по клеточкам", или "весовым", или на компьютере в каком-нибудь графическом редакторе, например, как в приведенном примере, AutoC dl3 при помощи функции rO, rl, g2, g4, g8, g! 6, g32 (the last two points are not indicated on the graph due to lack of space). These areas are determined using one of the well-known graphic methods, for example, either "by cells" or "weighted", or on a computer in some kind of graphic editor, for example, as in the above example, AutoC dl3 using the function
830 "area". Например, на фиг.13 площадь, ограниченная кривыми Ctr и СО (заштрихованная в одну и две линейки) равна количеству конденсата 77.07 г, выпавшему в картере за время прогрева двигателя от -25 0 С до +45 0 С без Устройства (и=0). Площадь, заключенная между кривыми Ctr и С 1 (заштрихованная в две линейки) равна количеству конденсата 21.83 г, выпавшему в картере за время прогрева двигателя до температуры830 "area". For example, in Fig. 13, the area bounded by the Ctr and CO curves (shaded in one and two lines) is equal to the amount of condensate 77.07 g deposited in the crankcase during engine warm-up from -25 0 С to +45 0 С without the Device (and = 0 ) The area enclosed between the Ctr and C 1 curves (shaded in two bars) is equal to the amount of condensate 21.83 g that has precipitated in the crankcase during the engine warming up to temperature
835 точки росы (Tdpl=33°C) картерных газов при кратности циркуляции картерных газов через Устройство я=1. Очевидно, что при циркуляции картерных газов через Устройство в холодильнике- ловушке выпала разница в количествах 77.07-21.83=55.24г. 835 dew points (Tdpl = 33 ° C) of crankcase gases with a multiplicity of circulation of crankcase gases through Unit i = 1. It is obvious that when the crankcase gases circulated through the device in the refrigerator-trap, the difference in quantities was 77.07-21.83 = 55.24g.
Аналогичным образом полученные для рассматриваемых значений кратности циркуляции картерных газов п значения gg количества конденсата, выпавшего за время 840 прогрева двигателя до температур точки росы в картере 1, и количества конденсата gc , выпавшего в холодильнике ловушке 7, приведены на фиг. 14. Из фиг.14 видно, что с увеличением кратности циркуляции я картерных газов KG через Устройство, количество конденсата gg , выпавшего в картере двигателя 1 резко уменьшается, что соответствует заявляемому техническому результату. Количество же конденсата gc , выпавшего в 845 холодильнике ловушке 7, соответственно увеличивается. Таким образом, благодаря Устройству конденсация паров воды происходит не в картере 1 , а в холодильнике- ловушке 7, и конденсат не попадает в масло. Общее количество конденсата, Similarly obtained for the considered values of the multiplicity circulation of crankcase gases n values gg of the amount of condensate deposited during the engine warming up 840 to the dew point temperatures in the crankcase 1 and the amount of condensate gc deposited in the refrigerator trap 7 are shown in FIG. 14. From Fig.14 shows that with an increase in the frequency of circulation of crankcase gases KG through the device, the amount of condensate gg deposited in the crankcase of the engine 1 decreases sharply, which corresponds to the claimed technical result. The amount of condensate gc deposited in trap 7 in the refrigerator 845 increases accordingly. Thus, thanks to the Device, condensation of water vapor does not occur in the crankcase 1, but in the refrigerator-trap 7, and condensate does not enter the oil. The total amount of condensate
выпадающего в картере и холодильнике ловушке, равно 77.07 г. В то время как количество воды, поданной в картер за время прогрева, равно площади между кривой СО 850 и осями координат и составляет 130.5 г. Очевидно, что разница 130.5-77.07=53.43  the trap falling out in the crankcase and refrigerator is equal to 77.07 g. While the amount of water supplied to the crankcase during warm-up is equal to the area between the CO 850 curve and the coordinate axes and is 130.5 g. Obviously, the difference is 130.5-77.07 = 53.43
удаляется в паровой фазе во время прогрева Двигателя с картерными газами KG через канал 4 во впускной коллектор 3. Приведенные сведения полезны также для оценки объемов, необходимых для вмещения конденсата 13 или в холодильнике-ловушке 7, или в испарителе конденсата 17 (см. фиг.2), или в накопителе конденсата 21 (фиг.З).  is removed in the vapor phase during warming up of the KG crankcase gas through channel 4 into the intake manifold 3. The above information is also useful for estimating the volumes required to contain condensate 13 either in the trap cooler 7 or in the condensate evaporator 17 (see Fig. 2), or in the condensate storage 21 (Fig.Z).
855  855
Пример 3  Example 3
Двигатель, снабженный Устройством по схеме или на фиг.2, или на фиг.З, включающим дополнительно канальный вентилятор 17, запущен при окружающей температуре 0°С. График прогрева картера 1, представлен кривой TkgO на фиг.15, концентрация воды при 860 соответствующих этой кривой температурах точек росы представлена кривой CtrO, построенной по зависимости температуры точки росы от концентрации воды, представленной на фиг.7.  An engine equipped with a device according to the scheme of either FIG. 2 or FIG. 3, including an additional channel fan 17, is started at an ambient temperature of 0 ° C. The graph of the heating of the crankcase 1 is represented by the TkgO curve in Fig. 15, the water concentration at 860 dew point temperatures corresponding to this curve is represented by the CtrO curve, constructed from the dependence of the dew point temperature on the water concentration shown in Fig. 7.
Подставляя в уравнение (5а)  Substituting into equation (5a)
Сх=Со=4.% г/м3 - концентрация воды в картерных газах перед запуском двигателя и на 865 выходе из холодильника-ловушки 7 в картер 1 (найденная по графику на фиг.7 для Cx = Co = 4.% g / m 3 is the concentration of water in the crankcase gases before starting the engine and at 865 leaving the cooler-trap 7 in the crankcase 1 (found from the graph in Fig. 7 for
температуры 0°С);  temperature 0 ° С);
С/= 65 г/м3 (таб.1) концентрация воды в прорывающихся картерных газах KGB; C / = 65 g / m 3 (Tab. 1) water concentration in the breaking-through crankcase gases KGB;
Ко=0.070 м3- объем газа в картерном пространстве, м3 (таб.1); Co = 0.070 m 3 - gas volume in the crankcase space, m 3 (tab. 1);
V=0.070M3/MUH( ИЗ таб.1) - расход картерных газов; V = 0.070M 3 / MUH (FROM Tab. 1) - crankcase gas flow;
870  870
получаем выражение для виртуальной текущей концентрации воды в картерных газах KG при указанных выше условиях: c = 65 + ^4.8 _ 65 - 4.8 | c-o.Q7o^ n7n ^ we obtain the expression for the virtual current concentration of water in the crankcase gases KG under the above conditions: c = 65 + ^ 4.8 _ 65 - 4.8 | c -o.Q7o ^ n7n ^
n +\ n + 1  n + \ n + 1
875  875
Его численные решения  His numerical solutions
COO при n=0;  COO at n = 0;
С10 при п=1;  C10 at n = 1;
C20 при n=2;  C20 for n = 2;
880 СЗО при n=3 880 SZO at n = 3
представлены на фиг.15, аналогичной фиг.11 и их можно проанализировать аналогично примеру 2. При сравнении этих фигур видно, что конденсация и количество конденсата при запуске Двигателя при температуре окружающего воздуха 0°С значительно меньше, чем при -25°С. Так точка росы при прогреве Двигателя без Устройства достигается уже 885 примерно через 13 минут, а для полного предотвращения конденсации в картере  are presented in Fig. 15, similar to Fig. 11 and they can be analyzed analogously to Example 2. When comparing these figures, it is seen that the condensation and the amount of condensate when starting the Engine at an ambient temperature of 0 ° C is much less than at -25 ° C. So the dew point during engine warm-up without the Device is reached already in 885 in about 13 minutes, and to completely prevent condensation in the crankcase
двигателя при прогреве достаточно кратности циркуляции картерных газов KG через Устройство уже не 32, а всего и= 3.  when warming up the engine, the multiplicity of circulation of crankcase gases KG through the device is no longer 32, but total = 3.
Пример 4. Example 4
890 Двигатель, снабженный Устройством по схеме или на фиг.2, или на фиг.З,  890 An engine equipped with a device according to the scheme of either FIG. 2 or FIG. 3,
дополнительно включающим канальный вентилятор 16, запустили при температуре окружающего воздуха +20°С.  additionally including a channel fan 16, started at an ambient temperature of + 20 ° C.
График прогрева двигателя представлен на фиг.16 кривой Tkg20 (ось ординат справа). Зависимость концентрации воды в картерных газах KG в точках росы, соответствующих 895 текущей температуре картера 1 на кривой Tkg20 и определяемая по графику на фиг.7 представлена на фиг.16 кривой Ctr20.  The engine warm-up schedule is shown in Fig. 16 of the Tkg20 curve (ordinate axis on the right). The dependence of the concentration of water in the crankcase gases KG at the dew points corresponding to 895 current temperature of the crankcase 1 on the curve Tkg20 and determined from the graph in Fig.7 is presented in Fig.16 curve Ctr20.
Подставляя в уравнение (5 а)  Substituting into equation (5 a)
Сх=Со= 17.3 г/м3 - концентрация воды в картерных газах перед запуском двигателя и на выходе из холодильника-ловушки 7 в картер 1, определяемая по графику на фиг.7 для 900 температуры +20°С; Cx = Co = 17.3 g / m 3 is the concentration of water in the crankcase gases before starting the engine and at the outlet of the refrigerator-trap 7 in the crankcase 1, determined according to the schedule in Fig. 7 for 900 temperature + 20 ° C;
С/= 65 г/м3 (таб.1) концентрация воды в прорывающихся картерных газах KGB;C / = 65 g / m 3 (Tab. 1) water concentration in the breaking-through crankcase gases KGB;
o=0.070 м3- объем газа в картерном пространстве, м3 (таб.1);o = 0.070 m 3 - the volume of gas in the crankcase space, m 3 (table 1);
Figure imgf000038_0001
(из таб.1) - расход картерных газов,
Figure imgf000038_0001
(from table 1) - crankcase gas flow,
получаем выражение для виртуальной текущей концентрации воды в картерных газах 905 KG при указанных выше условиях: 65 + и»17 3 65 - 17 3 -0.070·// we obtain the expression for the virtual current concentration of water in crankcase gases 905 KG under the above conditions: 65 + and ”17 3 65 - 17 3 -0.070 · //
n + l n + \  n + l n + \
Его численные решения His numerical solutions
С020 при п=0; C020 at n = 0;
С120 при п=1; C120 at n = 1;
С220 при п=2; C220 at n = 2;
представлены на фиг.16, аналогичной фиг.11 и фиг.15 и их можно проанализировать аналогично примерам 2 и 3. Из фиг. 16 видно, что при запуске двигателя при +20°С точка росы в картере без Устройства достигается уже примерно через 6 минут, а для полного исключения конденсации воды в картере 1 достаточно кратности are presented in FIG. 16, similar to FIG. 11 and FIG. 15, and can be analyzed similarly to Examples 2 and 3. From FIG. Figure 16 shows that when the engine is started at + 20 ° C, the dew point in the crankcase without the Device is reached after about 6 minutes, and to completely eliminate condensation of water in the crankcase 1, the multiplicity is enough
циркуляции картерных газов через Устройство всего
Figure imgf000039_0001
Таким образом, чем выше окружающая температура, тем меньшая кратность циркуляции требуется для достижения максимального технического результата. По приведенным в примерах 2-4 данным можно оценить и эффективность известной приточно-вытяжной вентиляции картера наружным воздухом. Как указывалось ранее (строка 115-119), принятая кратность подачи воздуха (отношение объема подачи воздуха к объему подачи картерных газов) в картер около 1, это приблизительно соответствует кратности циркуляции картерных газов через Устройство и=1. По фиг. 11,15, 16 можно судить об эффективности известной приточно- вытяжной вентиляции картера при разных температурах наружного воздуха. Из фиг. 16 (кривая С 120) видно, что при температуре окружающего воздуха +20 °С известная приточно-вытяжная вентиляция картера обеспечивает максимальный технический результат. При 0 0 С конденсация паров воды в картере прекращается уже через примерно 7-8 минут прогрева (фиг.15, кривая СЮ). А вот при -25 °С конденсация в картере прекращается через 19-20 минут прогрева (фиг. 11, кривая С1). Отсюда видно, что предлагаемое Устройство имеет преимущество перед известной приточно-вытяжной вентиляцией картера воздухом только в условиях пониженных окружающих температур, примерно ниже 10 0 С, особенно при отрицательных температурах.
crankcase gas circulation through the device
Figure imgf000039_0001
Thus, the higher the ambient temperature, the lower the multiplicity of circulation is required to achieve maximum technical result. According to the data given in examples 2-4, it is possible to evaluate the effectiveness of the well-known supply and exhaust ventilation of the crankcase with outside air. As indicated earlier (line 115-119), the accepted air supply ratio (the ratio of the air supply to the crankcase gas supply) to the crankcase is about 1, this approximately corresponds to the multiplicity of crankcase gas circulation through the Device and = 1. In FIG. 11,15, 16 it is possible to judge the effectiveness of the well-known supply and exhaust ventilation of the crankcase at different outdoor temperatures. From FIG. 16 (curve C 120) it can be seen that at an ambient temperature of +20 ° C, the known supply and exhaust ventilation of the crankcase provides the maximum technical result. At 0 0 C, the condensation of water vapor in the crankcase ceases after about 7-8 minutes of heating (Fig. 15, curve CJ). But at -25 ° C, condensation in the crankcase stops after 19-20 minutes of heating (Fig. 11, curve C1). From this it can be seen that the proposed device has an advantage over the known supply and exhaust ventilation of the crankcase with air only at low ambient temperatures, approximately below 10 0 C, especially at low temperatures.
Также видно из приведенных примеров 2-4, что увеличение кратности циркуляции более 32 не эффективно в силу свойства (экспоненциальности) процесса разбавления  It can also be seen from examples 2-4 that increasing the multiplicity of circulation over 32 is not effective due to the property (exponentiality) of the dilution process
(картерных газов KG картерными газами KGD, прошедшими через Устройство) в проточном объеме, которым является картер. Пример 5. Оценка применимости Устройства с обогреваемым каналом 8 для (KG crankcase gases KGD crankcase gases passing through the Device) in the flow volume, which is the crankcase. Example 5. Evaluation of the applicability of the Device with a heated channel 8 for
940 обеспечения циркуляции (вместо канального вентилятора 16) за счет самотяги в 940 ensure circulation (instead of channel fan 16) due to self-traction in
Устройстве для подачи картерных газов KG в холодильник-ловушку 7 при запуске Двигателя при температуре окружающего воздуха -25°С.  A device for feeding crankcase gases KG to the refrigerator-trap 7 when starting the Engine at an ambient temperature of -25 ° С.
Как видно из примеров 2,3,4, чем ниже температура окружающего воздуха при запуске 945 двигателя, тем требуется большая кратность циркуляции картерных газов через As can be seen from examples 2,3,4, the lower the ambient temperature when starting 945 engine, the greater the multiplicity of circulation of crankcase gases through
Устройство для достижения максимального технического результата - предотвращения конденсации воды в картере двигателя. Поэтому, оценим возможность обеспечения циркуляции картерных газов через Устройство за счет создания тяги путем нагревания канала 8. Канал 8 можно нагреть, например, до 200°С, тогда объемная скорость самотяги 950 при разной температуре окружающего воздуха по формуле (За) и при ранее принятых значениях  A device to achieve the maximum technical result - to prevent condensation of water in the crankcase. Therefore, we evaluate the possibility of ensuring the circulation of crankcase gases through the device by creating traction by heating channel 8. Channel 8 can be heated, for example, to 200 ° C, then the volumetric speed of self-traction 950 at different ambient temperatures according to the formula (3) and with previously adopted values
к=0.65,  k = 0.65,
а=0.002 м2 (диаметры канала 8, холодильника-ловушки 7 и канала 9 принимаем за 5 см), пс=1л« a = 0.002 m 2 (the diameters of channel 8, the refrigerator-trap 7 and channel 9 are taken as 5 cm), ps = 1 l
955 показана на фиг.17 (кривая q200), откуда видно, что в диапазоне внешней температуры воздуха от -25°С до 25°С величина объемной скорости самотяги составляет 0.168-0.150 м3/мин (пересчитана с секунд на минуты для сопоставления с расходом картерных газов v), что равняется кратности циркуляции картерных газов /1=2.1-^-2.4. Из примеров 2,3,4 и фиг.15 видно, что такая схема выполнения Устройства с подогревом канала 8 может955 is shown in FIG. 17 (q200 curve), from which it can be seen that in the range of external air temperature from -25 ° C to 25 ° C, the volumetric velocity of the self-drawn rod is 0.168-0.150 m 3 / min (recounted from seconds to minutes for comparison with crankcase gas consumption v), which is equal to the frequency of crankcase gas circulation /1=2.1-^-2.4. From examples 2,3,4 and Fig. 15 it can be seen that such a design of the device with a heated channel 8 can
960 эффективно снижать конденсацию воды в картере при запуске Двигателя лишь при положительных температурах окружающего воздуха. 960 effectively reduce water condensation in the crankcase when starting the Engine only at positive ambient temperatures.
Пример 6. Уменьшение при помощи Устройства конденсации в картере паров виртуального вещества в процессе прогрева Двигателя (см. таб.1) при температуреExample 6. Reduction by means of a Condensation Device in the crankcase of virtual substance vapors during the engine warm-up (see table 1) at a temperature
965 окружающего воздуха -25°С. 965 ambient air -25 ° C.
Кроме конденсации воды в картере двигателя внутреннего сгорания нежелательна конденсация паров несгоревшего топлива. Привести примеры поведения паров топлива, аналогичные приведенным примерам поведения паров воды в Устройстве не  In addition to water condensation in the crankcase of an internal combustion engine, condensation of unburned fuel vapors is undesirable. Give examples of the behavior of fuel vapors similar to the examples of behavior of water vapor in the Device not
представляется возможным из-за отсутствия необходимых аналогичных данных.  it seems possible due to the lack of the necessary similar data.
970 Топливо является многокомпонентной смесью с широким диапазоном температур  970 Fuel is a multicomponent mixture with a wide temperature range
кипения, усугубляемым ещё тем обстоятельством, что разные фракции разных топлив выгорают по-разному и состав несгоревшего топлива может быть предметом серьёзного исследования, которое, кстати, можно провести с применением Устройства, как будет показано ниже (см. строки 1310- 1314). Покажем, что к счастью это исследование неboil, aggravated by the fact that different fractions of different fuels burn out differently and the composition of unburned fuel can be a serious research, which, incidentally, can be carried out using the Device, as will be shown below (see lines 1310–1314). We show that fortunately this study does not
975 нужно для демонстрации работоспособности Устройства в отношении не только 975 is needed to demonstrate the operability of the Device in relation to not only
топлива, но и любого вещества, находящегося в возможном диапазоне температур картера в двухфазном состоянии, другими словами, имеющего точку росы в этом диапазоне. Для этого нарисуем произвольную зависимость концентрации виртуального вещества в паровой фазе при температурах точек росы, аналогичную зависимости на fuel, but also of any substance located in a possible temperature range of the crankcase in a two-phase state, in other words, having a dew point in this range. To do this, we draw an arbitrary dependence of the concentration of the virtual substance in the vapor phase at dew point temperatures, similar to the dependence on
980 фиг. 7 для воды. Такая зависимость представлена на фиг.18, где Cdpvlr концентрация виртуального вещества в газе при температуре точки росы Tdpvir, Рассмотрим работу Устройства относительно этого абстрактного вещества, аналогично воды в примере 2 (прогрев Двигателя от -25 °С). 980 of FIG. 7 for water. Such a dependence is shown in Fig. 18, where Cdpvlr is the concentration of the virtual substance in the gas at the dew point temperature Tdpvir. Consider the operation of the Device with respect to this abstract substance, similar to water in Example 2 (engine warming up from -25 ° С).
985 На фиг.19 кривая Tkg25 (ось ординат справа)- график прогрева двигателя от -25 °С. 985 In Fig. 19, the Tkg25 curve (ordinate axis on the right) is a graph of the engine warming up from -25 ° C.
Пусть температура точки росы прорывных картерных газов KGB по виртуальному веществу будет +40°С, тогда по графику на фиг.18 концентрация вещества в прорывных картерных газах KGB Let the temperature of the dew point of the breakthrough crankcase gases KGB for the virtual substance be + 40 ° C, then according to the graph in Fig. 18 the concentration of the substance in the breakthrough crankcase gases KGB
990 Сг - 50г/м3, 990 C g - 50g / m 3 ,
а в картерных газах KGD после холодильника-ловушки 7 (Гс=-250С) and in crankcase gases KGD after the refrigerator-trap 7 (G = -25 0 C)
Сх=Со = Зг/м3. Cx = Co = Zg / m 3 .
Кривая Ctrv - концентрация вещества в картерных газах в разное время после начала прогрева двигателя, не снабженного Устройством, построена по зависимости на фиг.18 995 для температур по кривой Tkg25 на фиг.19 .  Curve Ctrv — concentration of a substance in crankcase gases at different times after the start of warming up of an engine not equipped with a Device, constructed according to FIG. 18 995 for temperatures along the curve Tkg25 in FIG. 19.
Тогда уравнение для текущего виртуального значения концентрации вещества в картерных газах KG по уравнению (5а) примет вид
Figure imgf000041_0001
Then the equation for the current virtual value of the concentration of the substance in the crankcase gases KG according to equation (5a) takes the form
Figure imgf000041_0001
1000 Его численные решения: 1000 His numerical solutions:
CvO для п=0  CVO for n = 0
Cvl для п=  Cvl for n =
Cv2 ДЛЯ п=:  Cv2 FOR n =:
Cv4 ДЛЯ П='  Cv4 FOR П = '
Cv8 для п=! Cvl6 для n=16; Cv8 for n =! Cvl6 for n = 16;
Cv32 для n=32;  Cv32 for n = 32;
представлены на фиг.19, аналогичной фиг.11 (относительно воды), и могут быть проанализированы аналогично примеру 2. Таким образом, с помощью Устройства 1010 можно достичь заявляемого технического результата в отношении паров любого  are presented in FIG. 19, similar to FIG. 11 (with respect to water), and can be analyzed analogously to Example 2. Thus, using the Device 1010, the claimed technical result can be achieved with respect to vapors of any
произвольного вещества, имеющего точку росы в рассматриваемом диапазоне температур картера.  arbitrary substance having a dew point in the considered temperature range of the crankcase.
Пример 7. Тепловой расчет параметров холодильника-ловушки 7, необходимых для 1015 достижения максимального технического результата в условиях примера 2 . Example 7. Thermal calculation of the parameters of the refrigerator-trap 7, necessary for 1015 to achieve the maximum technical result in the conditions of example 2.
В приведенных примерах мы рассмотрели требования по изменению концентраций паров при помощи Устройства для достижения технического результата. Описанные процессы конденсации паров в холодильнике-ловушке 7 должны обеспечиваться соответствующим тепловым режимом Устройства, функция которого сводится к 1020 охлаждению картерных газов KG в холодильнике ловушке 1, что приводит к выпадению конденсата в нем и за счет этого снижению температуры точки росы картерных газов KGD, которые, возвращаясь в картер, разбавляют картерные газы KG, снижая их температуру точки росы.  In the above examples, we examined the requirements for changing vapor concentrations using the Device to achieve a technical result. The described processes of vapor condensation in the refrigerator-trap 7 should be provided with the appropriate thermal regime of the Device, the function of which is to 1020 cooling the crankcase gases KG in the refrigerator-trap 1, which leads to the condensation falling out in it and thereby lowering the temperature of the dew point of the crankcase gases KGD, which Returning to the crankcase, dilute the crankcase gases KG, lowering their dew point temperature.
Сначала для ориентировки рассмотрим приблизительный тепловой баланс картера 1025 Двигателя в период прогрева. При работе двигателя в картере происходит интенсивное перемешивание коленчатым валом масла и картерных газов, поэтому, примем, что температура масла и картерных газов одинакова.  First, for orientation, we consider the approximate thermal balance of the crankcase 1025 of the Engine during the warm-up period. When the engine is running in the crankcase, intensive mixing of the oil and crankcase gases by the crankshaft occurs, therefore, we assume that the temperature of the oil and crankcase gases is the same.
Tkgb=2Q0°C - температура прорывающихся в картер газов;  Tkgb = 2Q0 ° C - temperature of gases breaking into the crankcase;
Tkg— текущее значение температуры картера (картерных газов KG и масла);  Tkg — current crankcase temperature (crankcase gases KG and oil);
т т1 1 Л кДэЮ  t t1 1 L kDeY
1030 Hkg = 1.02 — удельная теплоемкость картерных газов (практически совпадает  1030 Hkg = 1.02 - specific heat of crankcase gases (almost the same
кг - С  kg - C
на кг и нал* );  per kg and cash *);
Hol— 1.67——ГГ— удельная теплоемкость масла; Hol— 1.67 —— GG — specific heat of oil;
кг - С kg - C
Figure imgf000042_0001
- расход картерных газов;
Figure imgf000042_0001
- consumption of crankcase gases;
Ып~30кг - масса масла.  Ln ~ 30kg - weight of oil.
1035 Оценим потоки тепла в картере Двигателя во время его прогрева, например, на участке от 5 минут до 15 минут кривой прогрева Tkg25 при температуре окружающего воздуха -25 С, приведенной на графике фиг.11. Средняя температура картера за этот (участок кривой Tkg25 принимаем за прямолинейный) период времени (10 мин)1035 Let us evaluate the heat fluxes in the engine crankcase during its heating, for example, in the section from 5 minutes to 15 minutes of the heating curve Tkg25 at ambient temperature -25 C shown in the graph of FIG. 11. The average crankcase temperature for this (the portion of the Tkg25 curve is taken as a straightforward) time period (10 min)
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000043_0001
1040 ТК5, Τκι 5 - температура картера через 5 и 15 минут, соответственно , после начала работы двигателя. 1040 T K 5, Τ κ ι 5 - crankcase temperature after 5 and 15 minutes, respectively, after the engine starts.
Тогда, за рассматриваемый промежуток времени (10 мин) с прорывающимися  Then, for the considered period of time (10 min) with breaking
картерными газами KGB в картер поступает  crankcase gases KGB enters the crankcase
\0 ' G > Hkg ^kgb -lO - G - Hkg - Tkm = lO - G ' Hkg - (Tkgb - T ) = l36} DK\ 0 'G > Hkg ^ kgb -lO - G - Hkg - Tkm = lO - G' Hkg - (Tkgb - T) = l36} DK
1045 1045
В то же время в масле картера оказалось  At the same time, the oil in the crankcase turned out to be
Но1.0т - {ТкХ5к5) = \ 5 кДж. But 1.0 m - {T kX5 - T k5 ) = \ 5 kJ.
Таким образом, очевидно, что тепло в картер поступает в основном путем контактной передачи маслу от разогретых частей поршней, а не от прорывающихся газов. Если  Thus, it is obvious that the heat in the crankcase comes mainly through contact transfer of oil from the heated parts of the pistons, and not from bursting gases. If
1050 учесть, что ещё большая, неучтенная здесь часть тепла идет на подогрев металлического массива коленчатого вала и стенок картера, то станет очевидно, что поток тепла с прорывающимися картерными газами KGB несущественен для теплового режима картера. Это обстоятельство упрощает нам дальнейшее рассмотрение теплообмена  1050 to take into account that even a large part of the heat not taken into account here is used to heat the metal mass of the crankshaft and the crankcase walls, it will become obvious that the heat flux with breaking KGB crankcase gases is not essential for the thermal regime of the crankcase. This circumstance simplifies our further consideration of heat transfer.
Устройства, поскольку очевидно, что охлаждение картерных газов в холодильнике- Devices, since it is obvious that the cooling of crankcase gases in the refrigerator is
1055 ловушке 7 практически не скажется на температуре картера 1. 1055 trap 7 almost no effect on the temperature of the crankcase 1.
Холодильник-ловушка должен обеспечить достаточно эффективное охлаждение The refrigerator-trap should provide sufficiently effective cooling.
картерных газов KG для конденсации паров в нем до достаточно низкого значения концентрации Сх в уравнении (5). Эта концентрация зависит по зависимости на фиг.7 от 1060 значения температуры картерных газов KGD Тх на выходе из холодильника-ловушки 7.  crankcase gases KG for condensation of vapors in it to a sufficiently low concentration of Cx in equation (5). This concentration depends on the dependence in Fig.7 from 1060 the temperature of the crankcase gases KGD Tx at the outlet of the refrigerator-trap 7.
Для нахождения этой температуры рассмотрим тепловой баланс холодильника- ловушки, схема которого показана на фиг. 20. Сверху холодильника-ловушки 7 по каналу 8 входит поток с секундным расходом GS=0.001KZ/C картерных газов KG, имеющих температуру Tkg и удельную теплоемкость  To find this temperature, we consider the heat balance of the trap cooler, a diagram of which is shown in FIG. 20. A channel with a second flow rate GS = 0.001KZ / C of crankcase gases KG having a temperature Tkg and specific heat capacity enters from above the cooler-trap 7 through channel 8
Дж  J
1065 Hkg = 1020  1065 Hkg = 1020
кг - °С Снизу холодильника-ловушки 7 выходит поток остуженных и осушенных картерных газов KGD с тем же секундным расходом и той же удельной теплоемкостью, но с температурой Тх. kg - ° С Bottom of the refrigerator-trap 7 comes a stream of cooled and dried crankcase gases KGD with the same second flow rate and the same specific heat, but with a temperature Tx.
Холодильник-ловушка передает поток тепла Q наружному воздуху:  The fridge trap transfers the heat flux Q to the outside air:
1070 Q - -K - F - Т , где 1070 Q - -K - F - T, where
Q- тепловой поток, Вт;  Q- heat flux, W;
К- коэффициент теплопередачи, Вт/м2 °С; K is the heat transfer coefficient, W / m 2 ° C;
F- площадь теплопередачи, м2, F- heat transfer area, m 2 ,
τ- среднелогарифмическая разность температуры картерных газов при прохождении их 1075 через холодильник- ловушку и окружающего воздуха, °С:  τ is the average logarithmic temperature difference of crankcase gases when they pass 1075 through a refrigerator-trap and ambient air, ° С:
Figure imgf000044_0001
Figure imgf000044_0001
Τ m -m  Τ m -m
Τ" , Гт!п - максимальная и минимальная, соответственно, разность температур. *max = Tkg - Tar , me Τ " , Г т! П - maximum and minimum, respectively, the temperature difference. * Max = Tkg - Tar, me
1080 Tkg - текущее значение температуры картерных газов KG, °С;  1080 Tkg - current value of crankcase gas temperature KG, ° С;
Таг = -25е ' - температура окружающего воздуха, °С; Tag = -25 e '- ambient temperature, ° C;
Тепловой поток, принимаемый холодильником-ловушкой от картерных газов KG: Q = Hkg - ri ' Gs - {Tkg - Tx), me The heat flux received by the crankcase gas trap from the crankcase gas KG: Q = Hkg - ri 'Gs - {Tkg - Tx), me
1085 Hkg - теплоемкость картерных газов, Дж/кг °С;  1085 Hkg - specific heat of crankcase gases, J / kg ° C;
п - кратность циркуляции картерных газов через холодильник-ловушку;  p - the frequency of circulation of crankcase gases through the refrigerator-trap;
Gs - расход картерных газов, кг/с;  Gs - crankcase gas flow rate, kg / s;
Tkg- текущее значение температуры картерных газов KG (на входе в холодильник- ловушку), °С;  Tkg - current value of crankcase gas temperature KG (at the inlet to the refrigerator-trap), ° С;
1090 Тх - текущее значение температуры картерных газов KGD на выходе из холодильника- ловушки, °С.  1090 Тх - current value of the crankcase gas temperature KGD at the outlet of the trap refrigerator, ° С.
Допустим (полагая процесс теплопередачи стационарным), что принимаемый от картерных газов поток тепла холодильником-ловушкой и отдаваемый им окружающему воздуху равны: 1095 Hkg - n - Gs - (Tkg - Tx) = K - F · τ . Assume (assuming that the heat transfer process is stationary) that the heat flux received from the crankcase gases by the fridge-trap and given to the surrounding air are equal to: 1095 Hkg - n - Gs - (Tkg - Tx) = K - F · τ.
Подставив в это уравнение вышеприведенные выражения для Г , решим его  Substituting the above expressions for Γ into this equation, we solve it
относительно  regarding
Tx = Tar + (Tkg - Tar) - e Hks"Gs (7), Tx = Tar + (Tkg - Tar) - e Hks " Gs (7),
и относительно тепловой нагрузки холодильника-ловушки:
Figure imgf000045_0001
and relative to the thermal load of the refrigerator-trap:
Figure imgf000045_0001
В примере 2 показано, что максимальный технический результат (предотвращение конденсации паров при прогреве Двигателя от температуры -25°С) возможен при кратности циркуляции картерных газов через Устройство «=32 (кривая С32 на фиг.11).Example 2 shows that the maximum technical result (preventing condensation of vapors when the engine warms up from -25 ° C) is possible when the crankcase gases circulate through Device = 32 (curve C32 in Fig. 11).
1105 Определим, какова максимально допустимая температура (назовем её критической) картерных газов KGD на выходе из холодильника-ловушки в картер Тхсг для достижения максимального технического результата (для условий примера 2 при л=32). Для этого сначала определим "критическую" концентрацию паров Схсг после холодильника- ловушки (это максимальная концентрация воды в картерных газах KGD1105 Let us determine what is the maximum permissible temperature (let's call it critical) of crankcase gases KGD at the outlet of the refrigerator-trap in the crankcase Тхсг to achieve the maximum technical result (for the conditions of example 2 with l = 32). To do this, we first determine the “critical” concentration of VHCg vapor after the refrigerator-trap (this is the maximum concentration of water in crankcase gases KGD
1110 на выходе из холодильника-ловушки в картер, при которой ещё достижим максимальный эффект). Из фиг.11 видно, что кривая С32, значения которой получены из уравнения (5), должна лежать ниже кривой реальной концентрации паров Ctr, т.е. значения C32<Ctr. Подставляя в уравнение (5) вместо С - Ctr, а вместо Сх - Схсг, получаем уравнение v-t 1110 at the exit of the refrigerator-trap into the crankcase, at which the maximum effect is still achievable). 11 shows that the curve C32, the values of which are obtained from equation (5), must lie below the curve of the real concentration of vapor Ctr, i.e. values of C32 <Ctr. Substituting in equation (5) instead of C - Ctr, and instead of Cx - Cxg, we obtain the equation v-t
Сх + п - Схсг Сх - С0 C x + p - Csg C x - C 0
1115 Ctr = (9),  1115 Ctr = (9),
п + 1 п + 1 решение которого по Схсг:
Figure imgf000045_0002
n + 1 n + 1 whose solution according to Scheme:
Figure imgf000045_0002
Подставив сюда числовые значения Ctr из графика фиг.11 и указанных для Substituting here the numerical values of Ctr from the graph of FIG. 11 and indicated for
1120 рассматриваемого примера 2 значений Со и / для п=32 1120 of the considered example 2 values of Co and / for n = 32
65 - 0.6 _ 33 65  65 - 0.6 _ 33 65
Схсг = е 007 + Ctr (96), Cxsg = e 007 + Ctr (96),
32 32 32 получаем текущие значения критических для достижения максимального технического результата значений концентраций воды Схсг в картерных газах после холодильника-32 32 32 we obtain the current critical values to achieve the maximum technical result of the values of the concentration of water Cxg in the crankcase gases after the refrigerator -
1125 ловушки KGD, представленные на фиг.21 вместе с реальными концентрациями воды Ctr в картерных газах KG . Как видно из фиг.21 для достижения максимального 1125 KGD traps shown in FIG. 21 along with actual Ctr water concentrations in KG crankcase gases. As can be seen from Fig to achieve maximum
технического результата необходимо, чтобы текущие значения концентрации воды в газах после холодильника-ловушки была несколько меньше, текущего значения концентрации воды в картерных газах Ctr. Ввиду близости значений рассматриваемых The technical result requires that the current values of the concentration of water in the gases after the refrigerator-trap was slightly less than the current value of the concentration of water in the crankcase gases Ctr. Due to the proximity of the values considered
ИЗО текущих значений концентраций они также приведены в более выразительной численной форме в таблице 3. From the current concentration values, they are also given in a more expressive numerical form in table 3.
Таб.3 Критические для достижения максимального технического результата значения концентрации паров воды Схсг в картерных газах KGD, соответствующая им Table 3 Critical to achieve the maximum technical result, the values of the concentration of water vapor Skhg in crankcase gases KGD, corresponding to them
1135 критическая температура Тхсг картерных газов после холодильника-ловушки, 1135 critical temperature Thsg of crankcase gases after the refrigerator-trap,
критическая величина тепловой нагрузки (KF)cr холодильника- ловушки в частном случае прогрева двигателя ЯМЗ-238 при температуре окружающего воздуха -25°С и кратности циркуляции п=32. Остальные обозначения колонок и размерности см. в таб.2. critical value of the thermal load (KF) cr holodilnika- traps in the particular case YaMZ engine warm-238 at ambient temperatures -25 ° C and the circulation ratio n = 32. For the rest of the column designations and dimensions, see table 2.
Figure imgf000046_0001
Figure imgf000046_0001
1140 Примечание: и кривая Tkg25, и кривая Тхсг являются линиями фазового перехода, т.е. это температуры точки росы. 1140 Note: both the Tkg25 curve and the Tkhsg curve are phase transition lines, i.e. this is the dew point temperature.
По найденным по уравнению (96) значениям критических концентраций паров воды в картерных газах KGD после холодильника ловушки 7 Схсг, According to the values of the critical concentrations of water vapor in the crankcase gases KGD found by Eq. (96) after the trap cooler 7 Skh,
1145 по зависимости температуры точки росы Tdp от концентрации воды Cdp, приведенной на фиг.7, находим критические значения (наибольшие возможные самые высокие при которых ещё достижим максимальный технический результат) температуры картерных газов KGD после холодильника-ловушки 7- Тхсг (таб.3). 1145, according to the dependence of the temperature of the dew point Tdp on the concentration of water Cdp shown in Fig. 7, we find the critical values (the highest possible highest of which the maximum technical result is still achievable) of the crankcase gas temperature KGD after the refrigerator-trap 7- Thxg (tab. 3).
1150 Подставляя в уравнение (8) найденные значения Тх=Тхсг , 1150 Substituting into the equation (8) the found values of Tx = Txsg,
Hig =1020 Дж/кг °С - удельную теплоемкость картерных газов и Hi g = 1020 J / kg ° C - specific heat of crankcase gases and
Gs=0.001 кг/с (0.07кг/мин)- весовой расход картерных газов,  Gs = 0.001 kg / s (0.07 kg / min) - weight flow of crankcase gases,
находим критические значения тепловой нагрузки (KF)CR для разного времени с момента пуска двигателя t (таб.3). Как видно из таблицы максимальная тепловаяwe find the critical values of the thermal load (KF) CR for different times from the moment the engine is started t (tab. 3). As can be seen from the table, the maximum thermal
1155 нагрузка (а значит площадь теплообмена) холодильника-ловушки 7 для достижения 1155 load (and hence heat transfer area) of the refrigerator-trap 7 to achieve
технического результата требуется в начале прогрева и составляет для конкретных условий примера 2 примерно 25ВтРС. Очевидно, что для достижения максимального технического результата (предотвращения конденсации паров) в начале прогрева Двигателя необходимо устанавливать холодильник-ловушку с тепловой нагрузкой не a technical result is required at the beginning of heating and for the specific conditions of example 2 is approximately 25 WPC. Obviously, to achieve the maximum technical result (to prevent vapor condensation), it is necessary to install a refrigerator-trap with a thermal load at the beginning of engine warming up
1160 менее 25 Вт/0 С. Однако, из таблицы 3 также видно, что уже после 10 минут прогрева Двигателя для полного предотвращения конденсации воды в картере достаточно холодильника-ловушки с тепловой нагрузкой KF B 10 раз меньше. Т.е. заявляемый технический результат (уменьшение конденсации паров в картере) можно получить и при меньшей тепловой нагрузке холодильника- ловушки, например, в 10 раз меньшей1160 is less than 25 W / 0 C. However, it can also be seen from Table 3 that after 10 minutes of warming up the Engine, to completely prevent water condensation in the crankcase, a trap refrigerator with a heat load of KF B is 10 times less. Those. the claimed technical result (reduction of condensation of vapors in the crankcase) can be obtained with a lower thermal load of the refrigerator-trap, for example, 10 times less
1165 площади теплопередачи (F=0.04M2) , или меньшего коэффициента теплопередачи К=9 Вт/м2 °С. При этом, однако, некоторое количество воды сконденсируется в картере в начале прогрева. Таким образом, заявляемый технический результат (уменьшение конденсации паров) достижим в широком диапазоне параметров холодильника-ловушки. Легко определяемым критерием достаточности тепловой нагрузки ^холодильника-1165 heat transfer areas (F = 0.04M 2 ), or a lower heat transfer coefficient K = 9 W / m 2 ° С. In this case, however, a certain amount of water is condensed in the crankcase at the beginning of heating. Thus, the claimed technical result (reduction of vapor condensation) is achievable in a wide range of parameters of the refrigerator-trap. Easily defined criterion of the sufficiency of the heat load ^ of the refrigerator-
1170 ловушки может быть температура картерных газов KGD 7дг(конкретно Тх32), 1170 traps can be crankcase gases temperature KGD 7dg (specifically Th32),
определяемая на выходе из него известным способом: результат достигается, когда температура газов на выходе из холодильника- ловушки (Тх32) ниже, чем критическая на графике фиг.22:  determined at the exit from it in a known manner: the result is achieved when the temperature of the gases at the outlet of the refrigerator-trap (Tx32) is lower than the critical temperature in the graph of Fig.22:
Тх32<Тхсг.  Th32 <Thxg.
1175  1175
Показатель экспоненты в уравнении (7)  The exponent in equation (7)
K - F содержит все величины, необходимые для достижения технического результата. Выше мы только что показали, что для достижения максимального технического результата в 1180 конкретных условиях примера 2 этот показатель должен быть примерно равен при K - F contains all the values necessary to achieve a technical result. Above, we have just shown that in order to achieve the maximum technical result in 1180 specific conditions of Example 2, this indicator should be approximately equal to
(KF)ct=25 (см. таб.3) (KF) c t = 25 (see tab. 3)
25  25
= -0.77.  = -0.77.
1020 - 32 - 0.001  1020 - 32 - 0.001
Исходя из этого значения показателя экспоненты -0.77, обеспечивающего достижение 1185 максимального технического результата в конкретном рассмотренном примере 2, можно масштабировать условия достижения технического результата для этих условий запуска (-25°С) на другие двигатели. Известно, что теплоемкость картерных газов Htg изменяется весьма незначительно у разных двигателей, и её можно принять постоянной, как в примере - 1020Дж/кг °С, температура картерных газов примерно тоже около 100°С, 1190 тог а выражение (10) приобретает вид:
Figure imgf000048_0001
Proceeding from this value of the exponent -0.77 ensuring achievement 1185 maximum technical result in the specific example considered 2 can be scaled conditions for achieving the technical result of the start conditions (-25 ° C) to other engines. It is known that the specific heat of crankcase gases H tg varies very slightly for different engines, and it can be assumed constant, as in the example - 1020 J / kg ° C, the temperature of crankcase gases is also about 100 ° C, 1190 and expression (10) takes the form :
Figure imgf000048_0001
откуда  where from
(K - F)cr = 25 - Gs (И), ВтРс  (K - F) cr = 25 - Gs (I), WTP
1195 Т.е. по уравнению (11) можно ориентировочно определить тепловую нагрузку 1195 i.e. by equation (11) it is possible to roughly determine the thermal load
холодильника-ловушки, необходимую для достижения максимального технического результата при прогреве конкретного двигателя от -25°С, по известному или легко определяемому (Crankcase Ventilation, Systems Application and Installation Guide,2009 Caterpillar, http:/Manchardmachinery om/public ffles/docs/Po  refrigerator trap, necessary to achieve the maximum technical result when a particular engine is warmed up from -25 ° C, according to the well-known or easily determined (Crankcase Ventilation, Systems Application and Installation Guide, 2009 Caterpillar, http: / Manchardmachinery om / public ffles / docs / Po
1200 on.pdf) расходу картерных газов Gs. Выбор же соотношения между величинами Kn F- вопрос стандартной теплофизической задачи и вопросов компоновки двигателя и  1200 on.pdf) crankcase gas consumption Gs. The choice of the relationship between the values of Kn F is a question of the standard thermophysical problem and the layout of the engine
Устройства.  Devices
Пример 8. Выполнение холодильника- ловушки конкретной конструкции для Example 8. The implementation of the refrigerator-trap specific design for
1205 достижения максимального технического результата в условиях примера 2.  1205 achieve the maximum technical result in the conditions of example 2.
Схема конкретной конструкции холодильника-ловушки приведена на фиг.20. A diagram of the specific design of the refrigerator-trap is shown in Fig.20.
Холодильник-ловушка 7 представляет собой тонкостенный (толщина стенки 0.15-0.20 мм) сильфон, выполненный из сплава меди (томпак или полутомпак), внутренний 1210 диаметр d=0.05 м, наружный D=0.07M, угол гофры α=60ο, высота Itc= 1м, площадь The refrigerator-trap 7 is a thin-walled (wall thickness 0.15-0.20 mm) a bellows made of an alloy of copper (tompak or half-pack), inner 1210 diameter d = 0.05 m, outer D = 0.07M, corrugation angle α = 60 ο , height Itc = 1m, area
теплопередачи F=0.38M2, коэффициент теплопередачи К=90Вт/м2 °С, тепловая нагрузка K-F= тРС. heat transfer F = 0.38M 2 , heat transfer coefficient K = 90W / m 2 ° C, heat load KF = tRS.
Целесообразность выполнения холодильника-ловушки в виде гофротрубы (сильфона) определяется компоновочными соображениями: при заданном пространстве, доступном 1215 для размещения Устройства, можно достаточно многообразно варьировать его форму и величину площади теплопередачи (например, уложить его змейкой или изменить угол гофры).  The feasibility of making a refrigerator-trap in the form of a corrugated tube (bellows) is determined by layout considerations: for a given space available 1215 to accommodate the Device, its shape and size of the heat transfer area can be varied quite diverse (for example, lay it with a snake or change the angle of the corrugation).
Вход картерных газов KG с текущей температурой Tkg, с удельной теплоемкостью  Crankcase gas inlet KG with current temperature Tkg, with specific heat
Hkg=1020 Дж/кг °С, в количестве (расход) Gs=0.001 кг/с (G-0.07KZ/MUH) сверху. Выход 1220 осушенных картерных газов KGD, с текущей температурой Тх, с той же удельной  Hkg = 1020 J / kg ° C, in the amount (flow rate) Gs = 0.001 kg / s (G-0.07KZ / MUH) above. The output of 1220 dried crankcase gases KGD, with the current temperature Tx, with the same specific
теплоемкостью и расходом - снизу.  heat capacity and flow rate - from below.
Для условий примера 2 (температура окружающего воздуха Таг—25° С) по уравнению (7) текущие во время прогрева Двигателя значения температуры осушенных картерных газов KGD  For the conditions of example 2 (ambient temperature Tag-25 ° С) according to equation (7), the current values of the temperature of the dried crankcase gases KGD during engine warm-up
0.38-90  0.38-90
1225 Тх = -25 + {Tkg + 25) · е 1020*°-001 1225 T x = -25 + {Tkg + 25) · 1020 * ° - 001
представлены на фиг.22 при разных кратностях циркуляции картерных газов:  are presented in Fig. 22 for different crankcase gas circulation rates:
Txl при п=1 ;  Txl for n = 1;
Тх2 при п=2;  Tx2 for n = 2;
Тх4 при п=4;  Tx4 with n = 4;
1230 Тх8 при п=8; 1230 Tx8 with n = 8;
Тх16 при п=1б;  Tx16 with n = 1b;
Тх32 при п=32.  Th32 at n = 32.
Как видно из графика фиг.22 при кратностях циркуляции картерных газов вплоть до 8 картерные газы успевают остывать в конкретном холодильнике-ловушке почти до 1235 наружной температуры воздуха -25 °С на всей продолжительности прогрева Двигателя, и все написанное в примере 2 (там мы принимали температуру газов на выходе из холодильника-ловушки равной температуре наружного воздуха) для этих случаев в уточнении не нуждается.  As can be seen from the graph of Fig. 22, with crankcase gas circulation rates up to 8, crankcase gases have time to cool in a particular refrigerator-trap to almost 1235 outside air temperatures of -25 ° C for the entire duration of the engine warm-up, and everything written in Example 2 (there we took gas temperature at the outlet of the refrigerator-trap equal to the temperature of the outside air) for these cases does not need to be clarified.
1240 А вот при кратностях циркуляции больше 8 картерные газы уже не успевают остывать в этом конкретном холодильнике-ловушке до температуры наружного воздуха. Однако, температурная кривая картерных газов после холодильника-ловушки 7 Тх32 («=32— условие для достижения максимального технического результата при прогреве 1240 But with circulation ratios of more than 8, the crankcase gases no longer have time to cool down in this particular refrigerator-trap to the temperature of the outside air. However, temperature curve of crankcase gases after the refrigerator-trap 7 Тх32 ("= 32— condition for achieving the maximum technical result during heating
Двигателя от -25°С) лежит ниже кривой критической (для «=32) температуры Тхсг, т.е. 1245 удовлетворяется сформулированное выше (строка 1169-1174) условие достаточности тепловой нагрузки холодильника-ловушки для достижения максимального технического результата. В этом дополнительно можно убедиться, рассмотрев напрямую текущие значения концентрации воды в картерных газах.  The engine from -25 ° C) lies below the critical curve (for "= 32) temperature Txg, i.e. 1245 satisfies the condition stated above (line 1169-1174) for the sufficiency of the thermal load of the refrigerator-trap to achieve the maximum technical result. This can be additionally verified by directly looking at the current values of the concentration of water in the crankcase gases.
1250 Для этого по значениям температур Тх32 фиг.22, определим соответствующие 1250 For this, according to the temperature values Th32 of Fig.22, we determine the corresponding
значения концентраций паров воды Сх32г после холодильника-ловушки по зависимости на графике фиг.7 и, подставив их в уравнение (5) (Сх=Сх32г), получим кривую С32г=С (фиг.23) изменения концентрации воды в картерных газах KG во время прогрева Двигателя при данных условиях. На фиг.23 представлена кривая концентрации в the values of the concentration of water vapor Cx32g after the refrigerator-trap according to the graph in Fig. 7 and substituting them into equation (5) (Cx = Cx32g), we obtain the curve C32g = C (Fig.23) of the change in the concentration of water in crankcase gases KG during engine warming up under given conditions. On Fig presents a concentration curve in
1255 картерных газах насыщенных паров Ctr при прогреве Двигателя без Устройства (см. пример 2) и кривая С32г концентрации паров воды в картерных газах KG при прогреве Двигателя, снабженного Устройством с вышеупомянутыми техническими 1255 crankcase gases of saturated vapor Ctr during engine warming up without the Device (see example 2) and curve C32g of the concentration of water vapor in crankcase gases KG when the engine is equipped with a device with the above technical
характеристиками (см. фиг.20) с кратностью циркуляции картерных газов и=32. Из фиг.23 видно, что кривая С32г, отражающая изменение реальной концентрации паров в characteristics (see Fig. 20) with a multiplicity of circulation of crankcase gases and = 32. From Fig.23 it is seen that the curve C32g, reflecting the change in the actual concentration of vapors in
1260 картере при запуске Двигателя, снабженного Устройством, лежит ниже кривой 1260 crankcase when starting the Engine equipped with the Device lies below the curve
концентрации насыщенных паров Ctr в картере Двигателя без Устройства,  the concentration of saturated vapor Ctr in the crankcase of the Engine without a Device,
следовательно, конденсации не происходит, т.е. максимальный технический результат в этом конкретном случае выполнения холодильника-ловушки достигается и при температуре картерных газов KGD после холодильника-ловушки Тх32 выше  therefore, condensation does not occur, i.e. the maximum technical result in this particular case of the implementation of the refrigerator-trap is also achieved at a temperature of crankcase gases KGD after the refrigerator-trap Tx32 above
1265 температуры окружающего воздуха Таг.  1265 ambient temperature Tag.
Ранее показано (пример 2), что кратность циркуляции картерных газов п=32 необходима для достижения максимального технического результата при холодном запуске (от -25°С) Двигателя, с другой стороны показано (см. фиг.13,14), что увеличение кратности циркуляции больше 32 неэффективно. Поэтому, целесообразно принять максимальную It was previously shown (example 2) that the crankcase gas circulation ratio n = 32 is necessary to achieve the maximum technical result during cold start (from -25 ° C) of the engine, on the other hand it is shown (see Fig. 13.14) that the increase in the ratio circulation greater than 32 is ineffective. Therefore, it is advisable to take the maximum
1270 кратность циркуляции картерных газов за 32. При этом для рассматриваемого Двигателя объемная скорость картерных газов через Устройство составит 0.070x32=2.2 м3/мин (134 м3/час). Такую производительность может обеспечить аналог одного из известных канальных вентиляторов для дымовых газов, например, канального вентилятора ВК-200 фирмы ВентТехком, производительностью 200 м3/час, мощностью 42Вт 1270 multiplicity of crankcase gas circulation 32. Thus for reporting Drive space velocity of crankcase gases through the apparatus will be 0.070x32 = 2.2 m 3 / min (134 m 3 / hour). Such performance can provide an analogue of a known channel fan for flue gases, e.g., channel fan VC-200 from VentTehkom, capacity 200 m 3 / hour, power 42W
1275 (http://www.ventech.ni/info/prod/vk200A. Максимальная линейная скорость (при л=32) потока газов в холодильнике-ловушке (внутренний диаметр 0.05 м) - 18.5 м/с, находится в принятых для воздушных холодильников пределах - до 25 м/сек. 1275 (http://www.ventech.ni/info/prod/vk200A. Maximum linear speed (at l = 32) the gas flow in the refrigerator-trap (internal diameter 0.05 m) - 18.5 m / s, is in the range accepted for air coolers - up to 25 m / s.
Приведенные выше тепловые расчеты основаны на более или менее грубых 1280 допущениях, характерных для расчетов новых тепловых аппаратов, которые, поэтому, всегда предполагают их экспериментальную проверку. The above thermal calculations are based on more or less crude 1280 assumptions characteristic of the calculations of new thermal apparatuses, which, therefore, always require their experimental verification.
Испытания Устройства целесообразно проводить при запуске двигателя при низких температурах окружающего воздуха (например -25°С), поскольку и из практики эксплуатации двигателей, и из вышеприведенных примеров 2,3,4 видно, что чем ниже 1285 температура окружающего воздуха при запуске, тем конденсация больше, а технический результат от применения Устройства более выражен. Для проверки работоспособности Устройства, или, другими словами, демонстрации объективности проявления  It is advisable to test the device when starting the engine at low ambient temperatures (for example, -25 ° C), since both from the practice of operating the engines and from the above examples 2,3,4 it can be seen that the lower the 1285 ambient temperature at startup, the condensation more, and the technical result from the use of the device is more pronounced. To test the operability of the Device, or, in other words, to demonstrate the objectivity of the manifestation
технического результата, можно предложить, по крайней мере, три варианта, каждый по отдельности, или в их комбинации.  technical result, you can offer at least three options, each individually, or in combination.
1290  1290
Вариант 1. Определяют известным способом (например, Колунин А.В. "Влияние низких температур окружающей среды на периодичность технического обслуживания силовых установок дорожных и строительных машин", дисс, Омск, 2006) содержание воды в свежем масле, которое заливают в картер двигателя, или не оборудованного, или Option 1. Determine in a known manner (for example, A. Kolunin, “The influence of low ambient temperatures on the frequency of maintenance of power plants of road and construction vehicles,” Diss, Omsk, 2006), the water content in fresh oil, which is poured into the crankcase, or not equipped, or
1295 с отключенным Устройством, запускают двигатель при температуре окружающего 1295 with the Device turned off, start the engine at ambient temperature
воздуха, например -25°С, прогревают его до температуры точки росы прорывных картерных газов KGB (например, +45°С), останавливают двигатель, отбирают пробу масла (можно отбирать и в процессе прогрева с каким-то временным шагом) и определяют в нем содержание воды, вычисляют общее количество конденсата, выпавшее air, for example -25 ° С, warm it up to the dew point temperature of breakthrough crankcase gases KGB (for example, + 45 ° С), stop the engine, take an oil sample (you can take it during the heating process with a certain time step) and determine water content, calculate the total amount of condensate deposited
1300 в картере за время прогрева. 1300 in the crankcase during warm-up.
Проделывают то же самое с двигателем, снабженным Устройством, и сравнивают количества полученного конденсата в масле в том и другом случае. О достижении максимального результата свидетельствует отсутствие конденсата в масле. Величина разности в количествах конденсата характеризует степень полноты достижения  Do the same with the engine equipped with the Device, and compare the amount of condensate obtained in the oil in both cases. The achievement of the maximum result is indicated by the absence of condensate in the oil. The difference in the amount of condensate characterizes the degree of completeness of achievement
1305 технического результата. Для увеличения последней следует вернуться к  1305 technical result. To increase the latter, return to
конструированию Устройства и увеличить тепловую нагрузку холодильника-ловушки KF, увеличив его площадь, например, или изменить его расположение для более интенсивной обдувки наружным воздухом. 1310 Вариант 2.0тсоединяют трубку 18 от испарителя конденсата 17 (см. фиг.2) или от накопителя конденсата 21 (см. фиг.З) и пережимают её зажимом (например, Мора), прогревают двигатель как в примере 2 и останавливают. Сливают конденсат 13, раскрыв зажим, в посуду, измеряют его количество и, возможно, определяют состав (вода и фрагменты топлива). Очевидно, на это количество Устройство уменьшает конденсациюthe design of the Device and increase the heat load of the KF trap refrigerator by increasing its area, for example, or by changing its location for more intensive air blowing. 1310 Option 2.0 connect the tube 18 from the condensate evaporator 17 (see Fig. 2) or from the condensate accumulator 21 (see Fig. 3) and pinch it with a clamp (for example, Mora), warm the engine as in example 2 and stop it. Condensate 13 is drained, opening the clamp, into the dishes, its quantity is measured and, possibly, the composition is determined (water and fuel fragments). Obviously, this amount reduces condensation.
1315 паров в картере. Сравнивают количество конденсата в картере двигателя без Устройства, определенное по варианту 1 и количество конденсата, собранное из холодильника ловушки. О достижении максимального технического результата свидетельствует равенство этих количеств. Чем меньшую долю собранный из холодильника-ловушки конденсат составляет от общего количества конденсата в картере двигателя без 1315 vapor in the crankcase. Compare the amount of condensate in the crankcase without the Device, as determined by option 1 and the amount of condensate collected from the refrigerator traps. The achievement of the maximum technical result is evidenced by the equality of these quantities. The smaller the fraction of condensate collected from the refrigerator-trap is the total amount of condensate in the crankcase without
1320 Устройства, определенное по варианту 1, тем менее эффективно работает Устройство.  1320 Devices defined in option 1, the less effective the device.
Следует вернуться к его конструированию и увеличить тепловую нагрузку K-F. Можно снять эти показания в динамике, отбирая пробы конденсата в процессе прогрева.  You should return to its design and increase the heat load of K-F. You can take these readings in the dynamics by taking condensate samples during heating.
Вариант 3. Устанавливают на двигатель опытный образец Устройства с Option 3. Install a prototype of the Device with
1325 разъемным каналом 4 после маслоулавливающего устройства 6 (см. фиг.2,3), в разъем которого монтируют датчик температуры точки росы дымовых газов, например, Vaisala DRYCAP® Dewpoint Transmitters DMT345 1325 by a detachable channel 4 after the oil catching device 6 (see Fig. 2,3), into the connector of which a flue gas dew point temperature sensor is mounted, for example, Vaisala DRYCAP® Dewpoint Transmitters DMT345
fhttp://www. vaisala.com/en/products/dewpoint/Pages/DMT345 346.aspx). Через отверстие картера для масляного щупа вставляют датчик температуры (штатные датчики  fhttp: // www. vaisala.com/en/products/dewpoint/Pages/DMT345 346.aspx). A temperature sensor is inserted through the crankcase hole for the oil dipstick (standard sensors
1330 температуры масла двигателя обычно недостаточно точны для этой цели). Запускают двигатель при выбранной температуре окружающего воздуха, например, -25°С, и снимают во время прогрева одновременно значения температуры картера и температуры точки росы картерных газов. Строят по полученным данным зависимости температуры картерных газов и температуры точки росы от времени прогрева.  1330 engine oil temperatures are usually not accurate enough for this purpose). The engine is started at a selected ambient temperature, for example, -25 ° C, and the values of the crankcase temperature and the dew point temperature of the crankcase gases are simultaneously taken during heating. Based on the data obtained, the dependences of the crankcase gas temperature and the dew point temperature on the warm-up time are built.
1335 Об отсутствии конденсации паров в картере в любой момент времени свидетельствует температура точки росы ниже температуры картера.  1335 The absence of vapor condensation in the crankcase at any time is indicated by the dew point temperature below the crankcase temperature.
Наличие участка, где температура точки росы равна температуре картерных газов, (вероятнее всего в начале прогрева) свидетельствует о возможности некоторой конденсации на этом участке. Для устранения полностью конденсации следует  The presence of a section where the dew point temperature is equal to the temperature of the crankcase gases (most likely at the beginning of heating) indicates the possibility of some condensation in this section. To eliminate completely condensation should
1340 увеличить тепловую нагрузку K-F холодильника-ловушки конструктивными и  1340 increase the heat load of the K-F refrigerator-trap constructive and
компоновочными мерами. Таким образом, технический результат, достигаемый с помощью заявляемого Устройства, состоит в уменьшении, вплоть до предотвращения в частных случаях,layout measures. Thus, the technical result achieved by using the inventive device is to reduce, up to prevention in particular cases,
1345 конденсации в картере двигателя паров веществ, имеющих точку росы, т.е. находящихся в двухфазном состоянии в рассматриваемом диапазоне температур картера. 1345 condensation in the crankcase of the engine vapors of substances having a dew point, i.e. in a two-phase state in the considered temperature range of the crankcase.
Достигается указанный технический результат благодаря конденсации и временному аккумулированию паров в Устройстве, а не в картере, за счет их охлаждения в холодильнике-ловушке окружающим воздухом.  This technical result is achieved due to condensation and temporary accumulation of vapors in the Device, and not in the crankcase, due to their cooling in the refrigerator-trap with ambient air.
1350 Уменьшение конденсации паров в картере уменьшает известный избыточный износ двигателя при его запуске. Решает проблему т.н. "коротких поездок", когда в результате коротких рабочих циклов двигателя, при частых охлаждениях и прогревах с конденсацией паров, происходит катастрофическое накопление воды в масле до уровня, когда оно начинает считаться непригодным.  1350 Reducing the condensation of the vapors in the crankcase reduces the known excess engine wear when it starts. Solves the problem of the so-called “short trips”, when as a result of short duty cycles of the engine, with frequent cooling and warming up with vapor condensation, there is a catastrophic accumulation of water in oil to a level where it begins to be considered unsuitable.
1355 Главной особенностью предлагаемого Устройства, обеспечивающей достижение максимального технического результата по сравнению с известной системой приточно- вытяжной вентиляции картера, является его автономность, отсутствие связи его действия с топливно-воздушной системой двигателя, включая существующую (в том числе приточно-вытяжную) систему вентиляции картера. Например, при остановленном 1355 The main feature of the proposed Device, ensuring the achievement of the maximum technical result compared with the well-known system of supply and exhaust ventilation of the crankcase, is its autonomy, the lack of communication of its action with the fuel-air system of the engine, including the existing (including the supply and exhaust) crankcase ventilation system . For example, when stopped
1360 двигателе Устройство работает, а система вентиляции уже нет. В период прогрева 1360 engine The device is working, but the ventilation system is no longer there. During warm-up
(холостого хода) двигателя Устройство работает, а вентиляция картера почти нет - клапан вентиляции картера закрыт. В период прогрева двигателя интенсивный поток газов через Устройство, необходимый для достижения максимального технического результата, происходит по замкнутому контуру, как бы внутри картера, поэтому не (idle) engine The device is working, but there is almost no crankcase ventilation - the crankcase ventilation valve is closed. During the warm-up period of the engine, an intense flow of gases through the device, necessary to achieve the maximum technical result, occurs along a closed circuit, as if inside a crankcase, therefore
1365 уносит масло во впускной коллектор двигателя и не влияет на тонко отрегулированный процесс приготовления топливно-воздушной смеси в бензиновых двигателях. 1365 carries oil into the intake manifold of the engine and does not affect the finely tuned process of preparing the fuel-air mixture in gasoline engines.
Устройство рассматривалось в применении к двигателям с закрытой системой вентиляции картера. Для двигателей с открытой системой вентиляции картера The device was considered as applied to engines with a closed crankcase ventilation system. For engines with open crankcase ventilation
1370 (неактуальных в настоящее время) никаких особенностей применения Устройства не имеется.  1370 (currently irrelevant) there are no specific features of the device.

Claims

Формула.  Formula.
1. Устройство для уменьшения конденсации паров в картере двигателя внутреннего сгорания, включающее  1. Device for reducing condensation of vapors in the crankcase of an internal combustion engine, including
1375 холодильник - ловушку для охлаждения проходящих через него картерных газов,  1375 refrigerator - a trap for cooling crankcase gases passing through it,
конденсации из них упомянутых паров и сбора их конденсата, представляющий собой охлаждаемую окружающим воздухом проточную для картерных газов емкость, подсоединенную к верху картера входным каналом для подачи в неё нагретых картерных газов и выходным каналом для возврата из неё охлажденных и осушенных condensation of the mentioned vapors from them and collection of their condensate, which is a container cooled by ambient air for crankcase gases, connected to the top of the crankcase by an inlet channel for supplying heated crankcase gases to it and an outlet channel for returning cooled and dried
1380 газов в картер. 1380 gases per crankcase.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал для подачи нагретых картерных газов в холодильник-ловушку дополнительно снабжен маслоулавливающим устройством. 2. The device according to claim 1, characterized in that the channel for supplying heated crankcase gases to the refrigerator-trap is additionally equipped with an oil trap.
1385  1385
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вход канала для подачи картерных газов в холодильник-ловушку располагается сверху последнего на максимально возможной по условиям компоновки двигателя высоте от верха картера, а выход канала для возврата охлажденных и осушенных газов в картер - снизу холодильника-ловушки 3. The device according to claim 1, characterized in that the entrance of the channel for supplying crankcase gases to the refrigerator-trap is located on top of the latter at the maximum possible height according to the engine layout conditions from the top of the crankcase, and the channel outlet for returning cooled and dried gases to the crankcase is at the bottom refrigerator traps
1390 для возникновения достаточной самотяги картерных газов в термоциркуляционном контуре, образованном горячим (канал для подачи горячих картерных газов в холодильник-ловушку) и холодным (холодильник-ловушка в совокупности с выходным каналом для возврата охлажденных и осушенных картерных газов в картер) коленами. 1390 for sufficient self-traction of crankcase gases to occur in the thermocirculation circuit formed by hot (the channel for supplying hot crankcase gases to the refrigerator-trap) and cold (refrigerator-trap in conjunction with the outlet channel for returning cooled and dried crankcase gases to the crankcase) by the knees.
1395 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал для подачи нагретых 1395 4. The device according to claim 1, characterized in that the channel for supplying heated
картерных газов в холодильник-ловушку выполнен или теплоизолированным, или обогреваемым, или теплоизолированным и обогреваемым.  crankcase gases in the refrigerator-trap is made either thermally insulated, or heated, or thermally insulated and heated.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в частном случае канал для 1400 подачи нагретых картерных газов в холодильник-ловушку выполнен внутри блока 5. The device according to claim 4, characterized in that in the particular case the channel for 1400 supply of heated crankcase gases to the refrigerator-trap is made inside the block
цилиндров от верха картера до верха блока цилиндров, где он подсоединяется к верху холодильника-ловушки . б.Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно включает канальный cylinders from the top of the crankcase to the top of the cylinder block, where it is connected to the top of the refrigerator-trap. b. The device according to claim 1, characterized in that it further includes a channel
1405 вентилятор, установленный в выходном канале холодильника-ловушки, создающий во время прогрева двигателя поток охлажденных и осушенных картерных газов из холодильника-ловушки в картер, приводимый в действие от сети бортового 1405 a fan installed in the outlet channel of the refrigerator-trap, creating engine warm-up time the flow of cooled and dried crankcase gases from the refrigerator-trap to the crankcase, driven from the onboard network
электропитания и отключаемый при достижении заданной температуры в картере.  power supply and disconnected when the set temperature in the crankcase is reached.
1410 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что канальный вентилятор 1410 7. The device according to claim 6, characterized in that the channel fan
обеспечивает кратность циркуляции картерных газов, равную отношению объемной скорости прохождения картерных газов через холодильник- ловушку к расходу картерных газов от 1 до 32.  provides a crankcase gas circulation ratio equal to the ratio of the volumetric velocity of crankcase gases passing through the refrigerator-trap to the crankcase gas flow rate from 1 to 32.
1415 8. Устройство по п.1 отличающееся тем, что холодильник-ловушка выполнен в виде сосуда с развитой поверхностью из хорошо теплопроводящего тонкостенного материала и имеет в своей нижней части достаточный объем для вмещения конденсата паров. 1415 8. The device according to claim 1, characterized in that the refrigerator-trap is made in the form of a vessel with a developed surface of well heat-conducting thin-walled material and has in its lower part a sufficient volume to contain vapor condensate.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что достаточный объем для вмещения конденсата достигается размещением верхнего конца канала для возврата охлажденных и осушенных газов в картер из холодильника-ловушки внутри последнего на расстоянии от его дна, достаточном в совокупности с площадью поперечного сечения холодильника-ловушки для образования упомянутого объема. 9. The device according to claim 8, characterized in that a sufficient volume for containing the condensate is achieved by placing the upper end of the channel to return the cooled and dried gases to the crankcase from the refrigerator-trap inside the latter at a distance from its bottom, sufficient in conjunction with the cross-sectional area of the refrigerator traps for the formation of said volume.
10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что холодильник- ловушка выполнен в виде тонкостенного сильфона или круглого, или прямоугольного поперечного сечения. 10. The device according to claim 8, characterized in that the refrigerator-trap is made in the form of a thin-walled bellows or a round or rectangular cross-section.
11. Устройство по п.10 отличающееся тем, что тонкостенный сильфон армирован проволочными кольцами, проложенными по углублениям между гофрами. 11. The device according to claim 10, characterized in that the thin-walled bellows is reinforced with wire rings laid along the recesses between the corrugations.
12. Устройство по п.8, отличающееся тем, что холодильник-ловушка снабжен распределителем потока входящих в него нагретых картерных газов, направляющим этот поток вдоль по стенкам сосуда. 12. The device according to claim 8, characterized in that the refrigerator-trap is equipped with a distributor of a stream of heated crankcase gases included in it, directing this stream along the walls of the vessel.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в частном случае дополнительно 1440 включает испаритель конденсата, выполненный в виде проточной для картерных газов емкости, встроенной в канал для подачи картерных газов из картера во впускной коллектор двигателя между маслоулавливающим устройством и клапаном вентиляции картера и соединенной с нижней частью холодильника-ловушки трубкой для стока конденсата из холодильника ловушки в испаритель, где конденсат испаряется при работе 1445 двигателя за счёт тепла картерных газов и в их составе подается во впускной коллектор двигателя. 13. The device according to claim 1, characterized in that, in the particular case, the additional 1440 includes a condensate evaporator made in the form of a tank running for crankcase gases, built into the channel for supplying crankcase gases from the crankcase to the engine intake manifold between the oil trap and the crankcase ventilation valve and a pipe connected to the bottom of the trap cooler to drain condensate from the trap cooler to the evaporator, where the condensate evaporates during operation of the 1445 engine due to the heat of the crankcase gases and, in their composition, supplies I have the engine intake manifold.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что испаритель конденсата выполнен в виде теплоизолированной снаружи емкости. 14. The device according to item 13, wherein the condensate evaporator is made in the form of a tank insulated from the outside.
1450  1450
15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вход в испаритель конденсата каналалля подачи картерных газов во впускной коллектор двигателя выполнен в виде патрубка из теплопроводящего материала, конец которого располагается внутри испарителя конденсата на расстоянии от его дна,  15. The device according to item 13, wherein the entrance to the condensate evaporator channel for supplying crankcase gases to the intake manifold of the engine is made in the form of a nozzle of heat-conducting material, the end of which is located inside the condensate evaporator at a distance from its bottom,
1455 достаточном в совокупности с площадью поперечного сечения испарителя для вмещения конденсата.  1455 sufficient in conjunction with the cross-sectional area of the evaporator to contain condensate.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что над концом теплопроводящего патрубка установлен экран для направления входящего в испаритель потока картерных газов на поверхность конденсата, находящегося в испарителе конденсата. 16. The device according to p. 15, characterized in that a screen is installed above the end of the heat-conducting pipe to direct the crankcase gas stream entering the evaporator to the surface of the condensate located in the condensate evaporator.
17. Устройство по п.1, отличающиеся тем, что в частном случае дополнительно включает накопитель конденсата, представляющий собой ёмкость с объемом, 17. The device according to claim 1, characterized in that in the particular case further includes a condensate storage device, which is a tank with a volume,
1465 достаточным для вмещения конденсата, соединенную трубкой для стока в неё  1465 sufficient to contain condensate, connected by a pipe to drain into it
конденсата с нижней частью холодильника-ловушки, закрепленную на верхней стенке картера теплопроводящим соединением, теплоизолированную сверху и соединенную с внугрикартерным пространством через клапан, открываемый от датчика температуры в картере при достижении последней рабочего значения, после чего накопленный и condensate with the lower part of the refrigerator-trap, mounted on the upper wall of the crankcase with a heat-conducting connection, thermally insulated from above and connected to the internal space through a valve that opens from the temperature sensor in the crankcase when the last operating value is reached, after which it is accumulated and
1470 растаявший конденсат поступает в прогретый картер, где испаряется и в составе 1470 melted condensate enters the heated sump, where it evaporates and as part
картерных газов поступает во впускной коллектор двигателя.  crankcase gases enters the engine intake manifold.
PCT/RU2012/000765 2011-11-10 2012-09-17 Device for reducing vapour condensation in the crankcase of an internal combustion engine WO2013070114A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145748 2011-11-10
RU2011145748/06A RU2482294C2 (en) 2011-11-10 2011-11-10 Device for reduction of steams condensation in crankcase of internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013070114A1 true WO2013070114A1 (en) 2013-05-16
WO2013070114A8 WO2013070114A8 (en) 2013-06-20

Family

ID=45851878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000765 WO2013070114A1 (en) 2011-11-10 2012-09-17 Device for reducing vapour condensation in the crankcase of an internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2482294C2 (en)
WO (1) WO2013070114A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111103145A (en) * 2020-01-19 2020-05-05 浙江钱江摩托股份有限公司 An engine oil and gas separator oil carrying amount detection device
CN112240420A (en) * 2020-11-06 2021-01-19 大唐桂冠合山发电有限公司 Oil leakage prevention breather valve device of rotary mechanical bearing box

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036317C1 (en) * 1992-12-16 1995-05-27 Производственное объединение "Турбомоторный завод" Oil separator for ventilation system of internal combustion engine crankcase
RU2052640C1 (en) * 1992-11-02 1996-01-20 Производственное объединение "Турбомоторный завод" Device for separating liquid from gas
US5937837A (en) * 1997-12-09 1999-08-17 Caterpillar Inc. Crankcase blowby disposal system
JP2008180119A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Toyota Boshoku Corp Device for regulating content of fuel in blowby gas

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU11932A1 (en) * 1928-12-01 1929-09-30 Б.И. Ботковский Method and device for preventing oil explosions in closed crankcases of internal combustion engines
EP1241327A1 (en) * 2001-03-13 2002-09-18 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Oil separator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2052640C1 (en) * 1992-11-02 1996-01-20 Производственное объединение "Турбомоторный завод" Device for separating liquid from gas
RU2036317C1 (en) * 1992-12-16 1995-05-27 Производственное объединение "Турбомоторный завод" Oil separator for ventilation system of internal combustion engine crankcase
US5937837A (en) * 1997-12-09 1999-08-17 Caterpillar Inc. Crankcase blowby disposal system
JP2008180119A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Toyota Boshoku Corp Device for regulating content of fuel in blowby gas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111103145A (en) * 2020-01-19 2020-05-05 浙江钱江摩托股份有限公司 An engine oil and gas separator oil carrying amount detection device
CN112240420A (en) * 2020-11-06 2021-01-19 大唐桂冠合山发电有限公司 Oil leakage prevention breather valve device of rotary mechanical bearing box

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013070114A8 (en) 2013-06-20
RU2482294C2 (en) 2013-05-20
RU2011145748A (en) 2012-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU141531U1 (en) ENGINE SYSTEM
US8967096B2 (en) Condensation device
RU2666697C2 (en) Method of managing the engine operation (versions)
US10151233B2 (en) Method and system for maintaining an engine coolant level
JP4044094B2 (en) Oil recovery and lubrication system for screw compression refrigerator
RU2689274C2 (en) Engine control method (embodiments)
RU2450133C1 (en) Device for forced aspiration ice
US8505519B2 (en) PCV anti-freezing apparatus for two-cylinder engine
RU2689603C2 (en) System and method of extracting water from exhaust gases for a water spray system
US9689288B2 (en) Oil pan and engine assembly including the oil pan
JP2018003630A (en) Blow-by gas recirculation structure
CN107795396A (en) Method and system for engine water injection
WO2013070114A1 (en) Device for reducing vapour condensation in the crankcase of an internal combustion engine
JP2004293394A (en) Engine oil dilution preventing device
JP2010156242A (en) Foreign material catching device
US20100199713A1 (en) Storage Device Comprising A Turbulating Mean
CN106351710B (en) Fuel delivery assembly
CN111103145A (en) An engine oil and gas separator oil carrying amount detection device
JP2009167881A (en) Lubricating device for internal combustion engine
CN209228436U (en) Labyrinth oil and gas separator
GB2551144A (en) A crankcase assembly
CN105829705A (en) Method for improving the cold start capacity of an internal combustion engine, and crankcase ventilating device for this purpose
CN100545535C (en) Gas humidity removing device
Guo et al. Suction pipe design criterion for R-134a refrigerators to secure oil return to compressor
JPH11182239A (en) Discharging device for drain water in engine exhaust passage

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12847883

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12847883

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1