ALFDEX –ŠVARUS VARIKLIO ALSAVIMAS
Kad automobiliuose naudojami vidaus degimo varikliai šiuo metu yra didžiausi aplinkos teršėjai, mums įrodinėjama nuolatos. Kur kas rečiau kalbama apie tai, kad konstruktoriai, atsižvelgdami į vis griežtesnius aplinkosaugos reikalavimus, nuolatos tobulina variklių konstrukciją, optimizuoja degimo cilindruose procesą taip, kad į aplinką patektų kuo mažiau teršalų, ir kad naujų šiandieninių vidaus degimo variklių išmetamos dujos nepalyginamai švaresnės, nei prieš dešimtmetį pagamintų. O juk dar yra katalizatoriai, dyzeliniams varikliams pradėti naudoti suodžių filtrai ir išmetamose dujose esančius azoto oksidus neutralizuojanti „Ad Blue” technologija. Tačiau vidaus degimo variklis aplinką teršia ne tik per išmetimo vamzdį.
Teoriškai visi automobilininkai įsivaizduoja, kas vyksta variklyje, jam veikiant. Bet pajausti praktiškai, kokie slėgiai ir temperatūros susidaro ten, cilindruose degant kurui, mes, aišku, nepajėgūs. Degimo kameroje susidariusios dujos, kad ir kiek sumautume ant stūmoklio sandarinančių ir tepalą nubraukiančių žiedų, veržiasi pro menkiausius plyšelius į vienintelę erdvę su mažesniu slėgiu – variklio karterį, kartu nusinešdamos ir ant cilindro sienelių esančią alyvą mikroskopinių lašelių, pakibusių šių dujų bei dūmų srovelėse pavidalu. Atrodytų, kas čia tokio blogo – juk ten, karterio dugne, atviras variklį tepančios alyvos rezervuaras, taigi pakibę jos lašeliai galu gale atsidurs ten, kur reikia. Deja, ne – kiekvienas vairuotojas žino, kad karterio dujos turi būti pašalintos, kad jame nesusidarytų pernelyg didelis slėgis. Tam tarnauja alsuoklis. Yra du variantai, kur nukreipti karterin patekusias suodžiais ir alyva užterštas dujas – išleisti jas į aplinką arba sugražinti į įsiurbimo traktą. Bet…šiuolaikinis 500 AG galios dyzelinis motoras per vieną darbo valandą pajėgus išskirti iki 10 kubinių metrų karterio dujų. Ką apie šį “produktą” mano aplinkosaugininkai, klausti, manau, neverta. JAV jau priimti įstatymai, draudžiantys gaminti automobilius, kuriuose karterio dujos išleidžiamos tiesiai į aplinką, Europoje tai kol kas gana karštų diskusijų tema, bet ir šia “svarstyklių lėkštė svyra” draudimo link. Tačiau, kaip minėta, yra dar viena galimybė – įrengti uždarą karterio dujų cirkuliavimo sistemą ir sugražinti jas į įsiurbimo traktą, kad jos sudegtų cilindruose. Idėja gera ir naudojama, bet turinti nemažą trūkumą – ji netinka varikliams su turbokompresoriais, kurie dabar visuotinai naudojami sunkvežimiuose ir autobusuose. Mat, karterio dujose esanti alyvos ir suodžių dalelės eksploatacijos metu gan greit prikepa prie kompresoriaus mentelių, užkemša tarpinio oro aušinimo radiatorių, išvesdami juos iš rikiuotės. Reiškia, prieš išleidžiant karterio dujas į aplinką ar sugražinant jas į cilindrus, reikia išvalyti nuo alyvos ir suodžių. Kaip tai padaryti?
Su tokiu klausimu koncerno “Volvo” variklių gamybos padalinys “Volvo Penta” kreipėsi į koncerną “Alfa Laval”. 2003 metais “Alfa Laval” šiai problemai išspręsti techniškai kartu su žinomu komplektuojančių dalių automobiliams gamintoju “Haldex” sudarė bendrą įmonę “Alfdex”, kurioje buvo sukurta ir parengta masinei gamybai priemaišų iš karterio dujų išskyrimo sistema, taip pat įregistruota prekybiniu “Alfdex” pavadinimu.
Kodėl automobilių gamintojai kreipėsi būtent į „Alfa Laval”? Sugrįžkime keliasdešimt metų atgal, kai Lietuvos kaimuose buvo savos pieninės. Tada kiekvienoje jų grietinėlei nuo pieno atskirti pienininkai naudojo separatorius. Tai senas išradimas, padarytas dar 1877 metais prancūzo Gustavo de Lavalio. Separavimo technologija, pagrįsta skirtingo tankio skysčių išsisluoksniavimu, juos greitai sukant centrifugoje, padarė tikrą perversmą pienininkystėje, o vėliau pradėta sėkmingai naudoti taip pat ir kitose srityse, įskaitant branduolinę energetiką. Ir štai, praėjus 120 metų nuo pirmojo separatoriaus sukūrimo, ši “ne pirmos jaunystės” technologija pradedama naudoti moderniausiuose vidaus degimo varikliuose.
„Alfdex” veikimas pagrįstas pieno separatoriuose naudojamu centrifugos principu ir nėra itin sudėtingas. Tai mechaninė sistema, neturinti jokios elektronikos, todėl labai patikima. Karterio dujų separatorius “Alfdex” – tai 2,4 kilogramo sveriantis cilindro formos įtaisas, montuojamas variklio bloko šone. Korpuse – keturi kūgio formos vienas virš kito ant vertikalaus veleno pritvirtinti rotoriai. Viršutinis veleno galas įtvirtintas guolyje, esančiame korpuso dangtelyje, apatinis jo galas įsikiša žemyn, į stačiakampį su variklio tepimo sistema sujungtą kanalą. Ant šio galo pritvirtintas nedidelės turbinos ratas. Varikliui dirbant, alyvos siurblio pumpuojama alyva, pratekėdama pro šį turbinos ratą, įsuka jį, o kartu ir viršuje ant to paties veleno įtvirtintus rotorius iki 6000 – 7000 aps/min. To pakanka, kad iš viršaus žarna į “Alfdex” korpusą patenkančios karterio dujos įgytų 25000 metrų per sekundę kvadrate pagreitį, kas 2500 kartų daugiau, nei kūno laisvo kritimo pagreitis (9,81 metro per sekundę kvadrate). Toks sunkiai įsivaizduojamas pagreitis tiesiog išsiurbia alyvos ir suodžių daleles iš dujų, surenka jas ant išorinių rotorių briaunelių, nuo kurių šis nešvarios alyvos sluoksnelis nubloškiamas prie korpuso sienelių, nuteka jomis žemyn į žiedinį rezervuarą, o iš jo išvarva į variklio karterio dugną. Dujų išvalymo procentas siekia 98%. Išvalytos dujos dabar gali būti pašalintos į atmosferą arba nukreiptos į oro įsiurbimo traktą. Faktiškai “Alfdex” pajėgus perpumpuoti per savo korpusą ir išvalyti iki 500 litrų karterio dujų per minutę. Tiesa, reikia labai sudilusio variklio, kad iš cilindrų į karterį prasiveržtų bent jau palyginamas dujų kiekis, gi naujausiuose varikliuose karterio dujų susidaro žymiai mažiau. Gamintojas teigia, jog įtaisas sugeba išskirti iš dujų net vienos milijoninės milimetro dalies skersmens alyvos lašelius. Aptarnavimo visą tarnybos laiką nereikalaujantis “Alfdex” gali dirbti tiek, kiek šiuolaikinis dyzelis – iki 1,2 milijono kilometrų ridos be remonto. Paskaičiuota, jog per tą laiką separatorius sugražina į variklio tepimo sistemą 90 litrų alyvos. Be abejo, tai ne tiek ir daug finansine prasme, tačiau labai teigiamai atsiliepia aplinkai ir turbodyzelinio variklio ilgaamžiškumui.
“Volvo” komplektuoja “Alfdex” sistema naujus D13 šeimynos variklius, jomis bus aprūpinami taip pat su “Volvo” susijusių kitų gamintojų – “Renault” ir “Mack” dyzeliai. Nesnaudžia ir “Scania” – ji taip pat pradeda montuoti savo varikliuose “Alfdex”. Kaip teigia specialistai, tokią pačią sistemą savo naujos kartos “pasauliniuose varikliuose” numatė sumontuoti “DaimlerChrysler”. O sistemų gamintojas optimistiškai pareiškė, jog tikisi 2007 metais realizuoti ne mažiau kai pusę milijono separatorių “Alfdex”.
Nuotraukos – gamintojo.
Pagal užsienio spaudą parengė L.Suslavičius