Giriş
Bu makalede; motor blow-by, blow-by neden olduğu sorunlar ve motor blow-by yönetmek için karter havalandırma sistemlerinin kullanımı ele alınmaktadır. Piyasadaki farklı karter havalandırma sistemlerini ve her türün faydalarını açıklıyoruz. Burada bahsedilen motorlar, Pistonlu İçten Yanmalı Motorlar (RICE) olarak kategorize edilir ve kıvılcım Ateşlemeli (SI Motor) veya sıkıştırma Ateşlemeli (CI Motor) konfigürasyonlarını içerir. Sabit motorlar güç üretimi (örn. bekleme, pik/tasarruf, asıl güç) ve mekanik sürüş için kullanılır. (örn. gaz kompresörleri ve pompalar). Motorlar ayrıca deniz tahrikinde, yerleşik güçte ve lokomotif kurulumlarında da kullanılır.
Blow-by nedir?
Blow-by, hava-yakıt karışımı ve yanmış gazlar motorun piston halkasından sızdığında oluşur. Basınçlı hava-yakıt karışımı ve yanmış gazlar, halkalar ve silindir duvarları arasındaki küçük boşluklardan motorun karterine sızar. Ortaya çıkan makine yağı buharı ve gaz karışımına blow-by denir.
Blow-by Nasıl Oluşturulur?
Çoğu içten yanmalı motor, kontrollü patlamalardan gelen enerjiyi mekanik güce dönüştürmek için pistonlar, valfler ve miller kullanır. Pistonlar bir motorun kalbi ve ruhudur. Gazları motor boyunca hareket ettirirler ve yanma/güç akışı sırasında oluşan enerjiyi kullanırlar. Motor içinde pistonlar dönen bir krank miline bağlıdır ve sabit bir içi boş silindir içinde doğrusal bir yönde hareket eder. Krank mili, pistonların doğrusal hareketini alır ve jeneratör setlerinde, kompresörlerde ve diğer dönme ekipmanlarında elektrik motorlarını çalıştırmak için kullanılabilecek bir dönme hareketine dönüştürür. Motorun krank milinin bulunduğu alana karter denir.
Bir piston, silindirin altından tepesine veya silindirin üstünden aşağıya doğru hareketini tamamladığında, bu harekete strok denir. Bir motor iki zamanlı veya dört zamanlı olarak adlandırıldığında, bu, bir yanma döngüsünü tamamlamak için gerekli olan strok sayısını gösterir. Bu makale için dört zamanlı tipe ve bu sırada meydana gelen dört vuruşa odaklanacağız: Emiş, Basınç, Güç ve Egzoz. Karter blow-by basınç ve güç strokları sırasında oluşur.
Genel olarak, yeni motorlar, eski aşınmış motorlara kıyasla daha düşük üfleme seviyelerine sahip olacaktır. Bir motor çalıştıkça, yanma bölmesindeki iç bileşenler aşınmaya başlar ve bu da silindir duvarları ile piston halkaları arasındaki boşlukların artmasına neden olur. Bu aşınma ve yıpranma, piston halkalarından motor karterine daha fazla blow-by gazının sızmasına izin verir. Genel bir kural olarak, "aşınmış" bir motordan "yeni" bir motora göre iki kat daha fazla üfleme beklemek gerekir.
Aşırı Blow-by motora nasıl zarar verir?
Çeşitli sorunları önlemek için motor üflemesi karterden havalandırılmalıdır. Sık karşılaşılan sorunlar şunlardır:
● Aşırı karter basıncı - Motorun karterindeki yüksek basınç, motor contalarından yağ sızıntılarına neden olarak yağ kaybına neden olabilir.
● Artan yağ tüketimi - Blow-by, atmosfere havalandırılan ve geri kazanılmayan yüksek düzeyde yağ buharı içerdiğinde, aşırı yağ tüketimi nedeniyle motorun yağlama sistemi etkinliği düşebilir.
● Düşük motor performansı - Blow-by, motorun girişinden (kapalı karter) geri yönlendirildiğinde. Yağ ve diğer kirleticiler, turboşarjlar ve son soğutucular gibi motor bileşenlerinin iç kısımlarını kaplayabilir ve bu da verimliliği ve performansı önemli ölçüde azaltabilir.
Karter Havalandırması Nedir?
Karter Havalandırması, motor içinde aşırı basınç oluşmasını önlemek için motorun karterindeki blow-by havalandırma veya çıkarma işlemidir. Blow-by gazları, motorun dahili bileşenlerine zarar verebilecek ve çevreyi kirletebilecek yağ buharı ve diğer kirleticilerle karıştırılır. Motorun girişine geri dönmeden veya çevreye boşaltmadan önce havalandırılan gazları temizlemek için yüksek verimli bir karter havalandırma filtresine ihtiyaç vardır.
Karter Havalandırma Sistemleri Çeşitleri Nelerdir?
Kurulum ve emisyon gereksinimlerine bağlı olarak, blow-by iki tür sistem kullanılarak havalandırılacaktır: Açık Karter Havalandırması (OCV) ve Kapalı Karter Havalandırması (CCV).
OCV sistemleri, krank karter blow-by borusu atmosfere salındığında uygulanır. Bir OCV sistemi, basit bir düşük verimlilik, düşük geri basınç, tel örgü havalandırma olabilir veya büyük miktarlarda yağ buharını yakalamak için tasarlanmış yüksek verimli bir birleştirme elemanı içerebilir. En etkili OCV sistemleri, yüksek verimli bir birleşik filtreyi bir vakum kaynağı ve bir karter basıncı düzenleme mekanizması ile entegre eder. Açık karter havalandırma sistemlerini kullanmanın bir avantajı, turbo ve son soğutucularda kirletici ve yağ birikmesi olasılığının en aza indirilmesidir. Bu, özellikle çöp gazı, biyogaz, sentez gazı ve gaz kalitesinin sorun olabileceği diğer kurulum sahalarında (Solberg SME ve ACVB) önemlidir.
CCV sistemleri karter blow-by motorun girişine geri yönlendirildiğinde uygulanır. Çoğu senaryoda, turbonun (kompresör çarkı) yukarı ve motor hava filtresinin aşağı akışına yönlendirilecektir. Bazıları motor egzozuna yönlendirilecektir. Çevresel düzenlemeler daha katı hale geldikçe, kapalı karter havalandırma (CCV) sistemlerinin kullanımı artmaktadır. Blow-by motorun emme yolundan geri püskürtmek, operatörlerin motorun egzozundaki toplam emisyonları izlemesine ve bir emisyon kaynağını ortadan kaldırmasına olanak tanır. Kapalı karter havalandırma sistemleri, özellikle CCV'nin entegre basınç düzenleme teknolojisine (Solberg ACV) sahip olduğu durumlarda birçok kurulum türü için uygundur.
Her iki sistem tipi de karter basıncını etkili bir şekilde yönetebilir ve çevre düzenlemelerini karşılayabilir. Ek ayrıntılar için aşağıdaki grafik 1.1 'e bakın.
Karter Havalandırma Sisteminin Faydaları Nelerdir?
İyi tasarlanmış ve uygun boyutta bir karter havalandırma sistemi, bir motorun güvenilirliğini korumaya önemli ölçüde yardımcı olur ve zaman içinde bakım maliyetlerini düşürür. Motor yağı tüketimini azaltacak ve motor verimliliğini ve performansını artıracaktır. Bunu, karter basıncını belirli bir aralıkta düzenleyerek ve blow-by gazlarına sürüklenen yağı yakalayarak yapar.
Karter Basıncının Düzenlenmesi
Karter basıncı, motorun emme gücü bir vakum kaynağı (CCV) veya rejeneratif blow-by (OCV) gibi harici bir vakum kaynağı olarak kullanılarak yönetilebilir. Her iki senaryoda da, karter basıncının belirli bir aralıkta tutulmasını sağlamak için vakum seviyesi düzenlenmelidir. Bu normalde manuel valfler, otomatik valfler veya değişken hızlı sürücüler kullanılarak gerçekleştirilir. CCV sistemleri için ilerleme, Solberg'in ACV ve ACVB serisi ürün serilerinde bulunan tip gibi otomatik vakum düzenleme valflerinin kullanılmasıdır. OCV sistemleri için manuel valf kontrolü en yaygın olanıdır, ancak devridaim sistemleri (SME-R) ve otomatik mekanik kontrol (Solberg ACVB) gibi diğer teknolojiler çok çeşitli motor uygulamalarında ilgi görmektedir. Motor karter emişi veya basıncı için teknik özellikler tipik olarak (-3) ila (+2)" WC, (-7,5) ila (+5) mbar veya (-0,75) ila (0,5) kpa aralığındadır. Motor OEM özellikleri, motor markasına ve modeline göre değişir ve belirli bir motor için ideal karter çalışma basıncı aralığı için OEM Çalışma Kılavuzuna danışmak en iyisidir.
Yağ Tüketiminin Azaltılması
Karter filtresi, çevreye boşaltmadan veya motor girişine geri dönmeden önce kirletici madde içermediğinden emin olmak için havalandırılan blow-by gazlarını temizler. Yağ buharı, blow-by gazlarını tahliye ederken birincil endişe kaynağıdır. Filtrenin işlevi, blow-by içinde sürüklenen yağ buharını yakalayıp birleştirmek ve motora veya bir atık yağ karterine geri döndürmektir. Yağı motorun karterine geri döndürürken, karter havalandırmasından kaynaklanan yağ tüketimi önemli ölçüde azaltılabilir.
Motor Verimliliğini Artırma
Hem Kapalı karter havalandırması (CCV) hem de açık karter havalandırması (OCV) sistem türleri, karter emisyonlarından kaynaklanan kirleticileri ve kirliliği giderir. Filtrenin verimliliği, herhangi bir CCV sistem uygulaması için özellikle kritiktir. Yüksek verimli birleşik filtreler, turbolar, son soğutucular ve diğer dahili bileşenlerde birikmeyi azaltmada çok etkilidir. Bazı partikül ve yağ buharı filtrelerden geçer. Sonunda, turboşarj yüzeylerini potansiyel olarak etkileyebilecek ve çalışma verimliliğini azaltabilecek kirleticiler birikecektir. Bu nedenle, blow-by bir motorun girişinden geri yönlendirirken mümkün olan en yüksek verimli filtreleri seçmek en iyisidir.
(Yüksek verimli filtrasyon tipik olarak 0,3um'da %99 ila %99,97 verimlilik arasında değişir)
Çevredeki Ortamın Korunması
Yüksek verimli filtrelere sahip karter havalandırma sistemleri, yağ buharı, duman, koku ve diğer partiküllerin çevredeki ortama girmesini engeller. Açık karter havalandırma (OCV) sistemleri, işlenmemiş blow-by atmosfere havalandırdığında, binalarda ve motor da dahil olmak üzere çevredeki ekipmanlarda yağ buharı birikecektir. Yüzeylerde yağ biriktikçe, kayma tehlikesi ve potansiyel olarak yangın tehlikesi de oluşur. Yetersiz havalandırılan alanlarda yağ buharı birikmesi, tesis personeli için solunum sorunlarına ve göz tahrişine neden olabilir. Ek olarak, aşırı karter basıncından kaynaklanan motor contası sızıntıları, tesis operatörleri için kayma tehlikeleri oluşturabilir.
Çevresel Düzenlemelerin Karşılanması
Karter blow-by emisyonlarının azaltılması veya ortadan kaldırılması, ulusal veya bölgesel kurumlar (EPA, IMO, vb.) tarafından gerekli olabilir. Özel gereksinimler tipik olarak yakıt türüne, sabit veya deniz kurulumuna ve göreve (sürekli veya bekleme) bağlıdır. Motorunuz belirli yönetmeliklere tabi olmasa bile, havalandırmalı yağlı blow-by emisyonlarını yakalayarak çevresel sorumluluğu ve güvenliği teşvik etmek en iyisidir.
Eksiksiz bir sistem. Bir "Karter Filtresinin" Ötesinde
Karter havalandırma gereksinimleri, her motor modeline ve kurulum yerine özgüdür. Motorlar her yıl daha verimli ve daha karmaşık hale geliyor. Sonuç olarak, "herkese uyan tek beden" ürünler, emisyonları kontrol etmek ve optimum motor performansını desteklemek için en iyi çözüm olmayabilir. Modern, yüksek verimli ve düşük emisyonlu motorlar için çoğu, motor karterine minimum geri basınç sağlarken yüksek verimli filtreleme gerektirecektir. Emisyon hedeflerine ve sahaya özgü gerekliliklere ulaşmak için amaca uygun bir açık veya kapalı karter havalandırma sistemi gereklidir. Eksiksiz bir karter sistemi, belirli bir boru konfigürasyonu, montaj yeri, drenaj hattı tipi ve konumu, atık yağ konsolları, egzoz konumu ve ayrıca filtreler ve borular için yalıtım ceketleri içerebilir.
Sonuç
Belirli bir motor, tesis veya deniz aracı için ideal sistemi kurmak, güvenilirliği artırırken ve toplam sahip olma maliyetini düşürürken motor performansını, güvenliği ve çevresel uyumluluğu artırmaya yardımcı olacaktır. Karter havalandırma sistemleriyle ilgili herhangi bir sorunuz varsa, lütfen Solberg Manufacturing ile iletişime geçin.
Grafik 1.1
