NAUJOS KARTOS CENTRIFUGA VARIKLIO ALYVOS VALYMUI
Liucijus Suslavičius
Vis griežtesnės aplinkos apsaugos normos tapo rimtu iššūkiu dyzelinių variklių kūrėjams. Ir reikia pasakyti, jie sugeba įvairiais metodais pasiekti, kad variklio ‚kvėpavimas“ būtų „švaresnis“. Tačiau absoliučiai idealių sprendimų nebūna – kaip vienoje pasakoje sakoma, “uodegą ištraukei – snapas įstrigo, snapą ištraukei – uodega- prilipo”. Taip ir su EURO normomis – sugražindami dalį atidirbusių dujų atgal į cilindrą, konstruktoriai pasiekė, kad iki reikiamų ribų sumažėtų azoto oksidų (NO) kiekis išmetamose dujose, tačiau dėl to padidėjo degimo kameroje susidarančių suodžių dalelių kiekis. Jos patenka į variklio alyvą, kurios tūris naujos kartos variklių karteriuose yra mažesnis nei anksčiau. Reiškia, alyva greičiau ir labiau užsiteršia, bet tuo pat metu reikalaujama, kad ilgėtų jos keitimo intervalai! Kaip suderinti šiuos ir dar kitus prieštaringus reikalavimus? Juk kuo daugiau alyvoje “pakimba” kietų degimo produktų dalelių, tuo didesnis abrazyvinis jų poveikis cilindrų ir stūmoklių paviršiui. “Vaistai” nuo šios bėdos žinomi – tai alyvos filtras pagrindinėje variklio tepimo sistemos pagrindinėje magistralėje ir išcentrinė centrifuga šalutinėje magistralės atšakoje.
Tradicinės konstrukcijos centrifugoje maždaug 10 procentų sistemoje cirkuliuojančios alyvos tuščiavidure centrifugos rotoriaus ašimi kyla aukštyn ir išmetama per joje išgręžtas skersines angas į cilindrinės formos rotorių. Apsivaliusi alyva išteka per rotoriaus cilindro dugne esančias kampu įrengtas angas, taip sukeldama sukimo momentą, įsukantį centrifugos rotorių. Turinčios didesnį tankį, nei alyva, joje pakibusios degėsių dalelės, centrifugai sukantis, išcentrinės jėgos nubloškiamos ant rotoriaus sienelės ir palaipsniui kaupiasi ant jos, sudarydamos apnašų sluoksnį. Variklio aptarnavimo metu ant rotoriaus korpuso sienelių vidaus susikaupęs degėsių sluoksnis nuvalomas arba rotorius keičiamas nauju, švariu. Tobulinant centrifugos konstrukciją, kai kurie gamintojai metalinį rotorių pakeitė s vienkartiniu plastmasiniu. Tačiau tokios konstrukcijos centrifugų alyvos valymo galimybės, nepaisant naujų valymo efektyvumą padidinančių rotoriaus vidaus dizaino sprendimų, vis tik turi ribas, kurių neįmanoma peržengti.
Žinomas vidaus degimo variklių alyvos valymo įtaisų gamintojas – Vokietijos firma “Mann+Hummel” pasiūlė alternatyvią alyvos centrifugos konstrukciją, paremtą taip vadinamos Peltono turbinos principu. Rotorius laisvai užmaunamas ant nejudančios ašies, ties jo apatine dalimi įtvirtinti keli alyvos purkštukai. Iš jų tepimo sistemos siurblio paduodamas alyvos srautas trykšdamas stumia turbinos sparnelius ir taip įsuka centrifugos rotorių, kurio viduje yra taip vadinamas “paskirstymo kūgis”. Juo į viršų kyla kita alyvos dalis, kuri kaip ir tradicinėje konstrukcijoje, trykšta per kūgio viršuje padarytas angas ir nubloškiama prie besisukančio rotoriaus valymo kameros sienelių, sudarydama storą alyvos “žiedą”. Jame buvę suodžiai ir degėsių dalelės išcentrinės jėgos veikiami, juda išorėn ir kaupiasi ant rotoriaus sienelių. O apsivaliusi alyva svorio jėgos veikiama nuteka žemyn ir vėl patenka į tepimo sistemą. “Mann+Hummel” konstruktoriai patobulino pradinę koncepciją su apačioje pritvirtintais turbinos sparneliais, pakeitę juos keliolika spiralinių aukštyn kylančių vijų, esančių minėto “paskirstymo kūgio” viduje ir kyšančių iš rotoriaus apačioje. Iš purkštukų ant vijų trykštanti alyva ne tik kur kas efektyviau įsuka rotorių, bet ir vijomis kyla aukštyn.
Palyginamieji seno ir naujo tipo rotorius turinčių centrifugų bandymai parodė, kad naujam rotoriui įsukti reikia kur kas mažiau energijos, užteršta alyva su mažesnėmis energijos sąnaudomis patenka į maksimalaus valymo zoną, sumažėjo alyvos slėgis rotoriaus valymo kameroje, todėl vietoje metalinio galima naudoti korpusą, išlietą iš iš sustiprintos plastmasės. Užsiteršęs nuosėdomis rotorius paprasčiausiai numaunamas nuo ašies ir utilizuojamas sudeginant.
Konstruktoriai teigia, kad naujo tipo centrifugos darbui reikiamas variklio energijos kiekis, lyginant su tradicine, mažesnis maždaug 50 procentų, todėl kažkiek padidėja variklio darbo ekonomiškumas, sumažėja degalų sąnaudos.