Фильтр-маслоотделитель системы вентиляции картера карбюраторного двигателя
Система вентиляции картера карбюраторных двигателей отечественных автомобилей сделана, мягко говоря, неудачно. Основная проблема заключается в том, что под клапанной крышкой при определенных условиях (например, перепады температур в холодное время года) в результате взаимодействия паров масла, воды (конденсат после ночной стоянки в холодное время года) и картерных газов может образовываться маслянная эмульсия, которая, захватываясь потоком, поступает как в полость воздушного фильтра, так и через малую ветвь системы вентиляции картера непосредственно под дроссельную заслонку первой камеры карбюратора. Дальше эмульсия засасывается в карбюратор и оседает на его внутренних поверхностях – малых диффузорах, воздушных жиклерах, засоряет канал малой ветви вентиляции картера (что отрицательно сказывается на работе системы холостого хода т.к. ее характеристика рассчитана на то, что готовая смесь "разбавляется" потоком из малой ветви вентиляции картера). Существующие штатно маслоотделительные сетки и различного рода пламягасители помогают лишь отчасти – они способны задержать крупные капли масла, но мелкие (масляная взвесь) проходят сквозь них беспрепятственно.
Решением проблемы может стать установка дополнительно маслоотделителя. Конструктивно он может быть выполнен как некотрая полость, в которой поток картерных газов со взвешенными в нем каплями масла разворачивается на 180
°. При этом большая часть масляных капель будет оседать в полости и сливаться из нее по мере накопления.Подобные устройства штатно устанавливаются на некотрых иномарках. Например:
«Деталь от 111
[прим.: имеется ввиду MB] мотоpа, spiral oil separator. Пластиковая такая коpобочка, входит в нее взвесь сбоку, по спиpали идет к центpу, как сказано - "пpи уменьшении диаметpа увеличивается центpобежная сила, отбpасывающая масло к стенке". Газ выходит по центpу ввеpх, масло сливается вниз. Hа его пути хитpый клапан. Его назначение - так как отводная тpубка пpисоединена к тpубке, куда вставляется щуп, не давать пpоходить туда большому количеству воздуха пpи отсасывании отpаботанного масла чеpез тpубку щупа. Hа наддувных мотоpах для усиления действия сепаpатоpа в подающую тpубку подводят воздух после компpессоpа. Цена такой детали у дилеpа - поpядка 15 евpо.Пpименение - 210 кузов с 111 мотоpом, пpавда, не во всех комплектациях (вызвано это pазными исполнениями систем вентиляции каpтеpа по сообpажениям pазличий национальных тpебований к токсичности выхлопа), с 95 по 99 год, изменение констpуктива и номеpа детальки было в июне-июле 97, взаимозаменяемость полная.
A 1110180135 - стаpый номеp, с 07.97 вместо него A 1110180335.»
(C) Michael Baranov, 2:5030/1230.19@fidonet.org
Или:
«Клапан очистки воздуха CAV (рис. 1), запатентованный в США, представляет cобой монолитное устройство, содержащее корпус 2 и крышку 4, фильтрующий элемент 3, выходной 5 и входной 1 штуцеры.
Выходной штуцер 5 снабжен регулировочным винтом 6 и патрубком 7 с каналом 8. В корпусе нижнего штуцера выполнено верхнее 11 и нижнее 15 входные отверстия и находятся подвижная тарелка 13 с отверстием 14 и пружина 12 с седлом 10. Клапан устанавливают на двигатели в разрыв основного шланга вентиляции. Корпус 2 размещают в положении, близком к вертикальному. Расход картерных газов регулируют с помощью винта путем изменения выходного сечения 9.
Рис. 1. Клапан очистки воздуха
CAVПри его установке в систему вентиляции картера обеспечивают эффективную фильтрацию тяжелых углеводородов, содержащихся в картерных газах. Тяжелые углеводороды при правильной регулировке возвращаются в картер двигателя и не попадают в камеру сгорания. Это приводит к существенному снижению отложения смол в системе питания. Выкручивание винта обеспечивает минимальное содержание CO и CH в ОГ. Оптимальное положение регулировки соответствует положению, при котором наблюдается рост C
mHn.Под действием давления картерных газов тарелка 13 поднимается, и газ через отверстие 14 поступает через фильтрующий элемент в выходной патрубок 7. Клапан очистки воздуха CAV устанавливают как на легковых, так и на грузовых автомобилях. Клапан обеспечива-ет экономию расхода топлива до 7 % при значительном сокращении CH с 56 до 46 %, а также снижение окислов азота и других загрязнителей. Продолжительность установки клапана занимает 15 мин. Фирмой разработана модификация клапана очистки картерных газов для дизелей.»
(С) В.И.Ерохов «Карбюраторы легковых автомобилей», М.:Транспорт, 2000г., сс.:103-104.
Конструктивно фильтр-маслоотделитель можно выполнить следующим образом. В качестве полости (собственно маслоотделителя) удобно использовать расширительный масляный бачек ГУР от автомобилей Горьковского АвтоЗавода (ГАЗ-3110, Соболь, Баргузин). Устройство бачка показано на рис.1.
Рис.
2 Расширительный бачек ГУРДополнительным преимуществом использования расширельного бачка ГУР является наличие в нем картонного фильтрующего элемента.
Бачки бывают трех видов – пластиковые разборные и неразборные и металлические (на рисунке изображен пластиковый неразборный бачек). Основное отличие в том, что в пластиковых неразборных бачках при замене масла в ГУР предполагается замена бачка в сборе с фильтрующим элементом, а в металлических и пластиковых разборных меняется только фильтрующий картридж.
В качестве маслоотделителя бачек ГУР устанавливается вверх ногами (патрубки вверх, пробка вниз). При этом необходимо заглушить вентиляционное отверстие в пробке бачка. В случае пластикового бачка это сделать несложно – небольшое (1 – 1.5 мм в диаметре) отверстие в пробке несложно запаять полиэтиленом.
Важно не перепутать патрубки бачка при подключении – шланг с клапанной крышки должен быть подсоединен на боковой патрубок, а шланг на воздушный фильтр – на центральный. Такое подключение связано с наличием фильтрующего элемента – с бокового патрубка поток газов с масляной взвесью пойдет прямо вниз, в полость бачка, а через фильтрующий элемент пройдет уже на выходе из маслоотделителя. При этом большая часть
масла будет оседать в полости бачка и только остатки задержаться фильтрующим элементом.В результате схема маслоотделителя выглядит следующим образом:
Рис.
3. Схема фильтра-маслоотделителя системы вентиляции картераВ качестве соединительных шлангов можно использовать стандартные шланги вентиляции картера, удлинив их при необходимости вставкой в середину тонкостенных трубок подходящего диаметра. Тройник можно изготовить самому или попробовать подобрать что-то из готового. Для крепления
бачка в моторном отсеке (в любом удобном месте) можно использовать или стандартный кронштейн расширительного бачка ГУР от ГАЗ-3110, или изготовить кронштейн самому из тонкого (1 - 1.5мм) листа дюраля, латуни или железа.Для ГАЗ-3110 с двигателем ЗМЗ-402, например, бачек можно укрепить на перегородке между моторным отсеком и кабиной, ближе к правому по ходу крылу (между правым крылом и электроклапаном системы ЭПХХ) - там есть два незадействованных отверстия с резьбой. В таком случае раскройка кронштейна крепления бачка будет выглядеть следующим образом:
Рис.
4. Раскройка кронштейна крепления бачка маслоодтелителя для ГАЗ-3110А вот как это выглядит в установленном виде:
Рис.
5. Фильтр-сепаратор системы вентиляции картера под капотом ГАЗ-3110 с двигателем ЗМЗ-402 и карбюратором К-151С 1 - кронштейн крепления фильтра; 2 - фильтр-сепаратор (пластиковый бачек ГУР, установлен вверх ногами); 3 - шланг на малую ветвь вентиляции картера; 4 - соединительная трубка со штуцером для шланга малой ветви системы вентиляции; 5 - соединительная трубка; 6 - отводок на малую ветвь вентиляции на клапанной крышке заглушен куском резинового шланга с болтом.Кронштейн крепления бачка сделан по вышеприведенной выкройке из нержавейки толщиной 1.5мм. В качестве резиновых патрубков использовались два родных патрубка вентиляции картера, разрезанных пополам и нарощенных соединительными трубками. Соединительные трубки - куски металлопластиковой (пластик-аллюминий-пластик) водопроводной трубы внешним диаметром 20мм. Штуцер на малую ветвь вентиляции картера взят от старого карба (в К-151С он вкручивается на резьбе), в трубе просверлено отверстие диаметром 6.5мм и туда, как саморез, просто вкручен штуцер (перез вкручиванием резьба смазана краской). Шланг на малую ветвь - любой, внутренним диаметром 8мм, подходящей длины. В данном случае - топливный от ВАЗ-2101.
С вышеописанным фильтром сепаратором я проездил все лето (накатал около 8ткм). В теплую погоду в нем мало что оседает, однако, с наступлением утренних заморозков, ситуация изменилась. За пару недель в бачке накапливается около полстакана воды (конденсат) и 3-4 столовых ложки масляной эмульсии (в этом плане применение
spiral oil separator со сливом обратно в картер лично мне кажется нецелесообразным – слишком много воды скапливается в бачке). Такое количество влаги делает весьма сомнительным целесообразность использования картонного фильтрующего элемента (кстати, опасения, что он замаслится и перестнет пропускать не оправдались – после 8ткм использования гидравлическое сопротивление его не увеличилось) – слишком велика вероятность того, что он будет поврежден при намокании и замерзании.Из этих соображений было решено изменить конструкцию собственно сепаратора
(см. Рис. 6). За основу был опять же взят расширительный бачек ГУР, но на этот раз пластиковый, разборный. Продается он пустой, без фильтрующего элемента. Состоит из корпуса (1) с входным (удаляется) и выходным (2) патрубками, крышки (3) и пробки (4) с компенсационным отверстием (5). 
Рис. 6. Новый вариант сепаратора.
Доработка заключается в следующем.
В результате получился сепаратор инерционно-конденсационого типа. Отделение влаги осуществляется во-первых за счет отсева среднийх и крупных капель при развороте потока, выходящего вниз из входного патрубка 6 к выходному 2, а, во-вторых, за счет конденсации паров при расширении на поверхности заполнителя 9. Слив конденсата осуществляется откручиванием пробки 4. Периодически (раз в год или при смене масла в двигателе) сепаратор можно снять и промыть (бензином, керосином…) как с разборкой, так и без (просто залить, поболтать и слить).