Особенности работы вентиляции картера
Содержание:
- Вентиляция картерных газов авто семейства Ауди/ Фольксваген
- Классическая схема фильтрации картерных газов
- Неисправности в системе вентиляции картерных газов
- Доработка системы вентиляции картерных газов Калина 8 клапанов
- Фильтрация масла в закрытой системе вентиляции картера
- Принцип работы клапана вентиляции картерных газов
- Вентиляция картера двигателя
- Прибор для измерения картерных газов
- Принцип работы клапана вентиляции картерных газов – как работает
- Неисправность: засорилась система вентиляции картера двигателя
- Какие проблемы могут возникнуть
- Особенности системы вентиляции картера ДВС
- Как устроен и для чего нужен картер двигателя
- Устройство и принцип работы системы вентиляции картера
- Процесс вывода картерных газов
Вентиляция картерных газов авто семейства Ауди/ Фольксваген
СВКГ на многих автомобилях Фольксваген, Ауди, а также Seat и Skoda, устроена относительно сложно, так как имеет целую систему пластмассовых и резиновых патрубков. В процессе эксплуатации двигателя шланги в системе со временем закоксовываются, и тогда требуется чистка всех элементов вентиляции. Некоторые автовладельцы машин, не находя времени и желания на прочистку системы, раньше решали проблему просто – в обход штатной СВКГ на клапанной крышке устанавливали шланг и выводили газы в атмосферу.
У этого способа есть большие минусы:
- газы загрязняют окружающую среду;
- водителю и пассажирам в салоне приходится самим дышать вредным выхлопом, так как трубка выводится под капот.
На современных моторах VAG уже трубки отвода никто не устанавливает, и в случае засорения системы автовладельцы производят прочистку. Рассмотрим СВКГ на примере турбированного 4-цилиндрового двигателя AEG 2.0 л, работающего на бензиновом топливе.
Картерные газы на моторе VAG отводятся не сверху, с клапанной крышки, как сконструировано на многих ДВС, а с блока цилиндров (БЦ). На отверстии, расположенном с правой стороны БЦ, устанавливается маслоотделитель.
Какую функцию выполняет маслоотделитель, можно понять из названия – это устройство не позволяет подниматься маслу по трубкам в систему вентиляции. В СВКГ проходят только газовые пары, сама смазка остается в масляной системе. Чтобы масло не текло, между маслоотделителем и блоком устанавливаются уплотнительные прокладки.
К маслоотделителю крепится пластмассовая трубка, между шлангом и трубкой располагается тройник, в нем
устанавливается КВКГ.
Клапан имеет три режима работы, на холостых и больших оборотах он закрывается, в открытом состоянии находится при средних оборотах ДВС. Исправный КВКГ продувается только в одну сторону. На другом конце шланга крепится эжекционный насос, который усиливает разрежение в системе.
Эжекционный насос соединяется с выпускным коллектором, а от тройника еще отходит металлическая трубка, которая ведет к редукционному клапану.
Редукционный клапан (РК) работает приблизительно по тому же принципу, что и КВКГ, только он перекрывает более широкий канал. Проверяется РК также с помощью продувания – если из бокового отверстия при полностью закрытом нижнем канале воздух проходит, это означает, что РК неисправен.
Классическая схема фильтрации картерных газов
Различные виды механизмов распыления, а также эффект конденсации, являются причиной значительного насыщения картерных газов малыми частицами машинного масла.
Количество дозируемого масла, а также частичное распределение по размерам капель, — эти факторы зависят от конструкции двигателя и условий эксплуатации.
Обычно размер частиц масла варьируется от несколько микрон до нанометров. Дополнительными компонентами прорыва картерных газов являются:
- топливо,
- вода,
- сажа,
- другие продукты полного и неполного сгорания топлива.
Как правило, закрытая система вентиляции картера защищает окружающую среду от вредных выбросов (включая масляные пятна на дороге).
Основными для системы картерной вентиляции являются две функции:
- Максимально возможное извлечение масла.
- Контроль давления в картере.
Типичная схема установки закрытой системы вентиляции картера бензиновых двигателей, дополненных турбокомпрессором, показана на рисунке ниже.
Схема фильтра картерных газов: 1 – воздушный фильтр; 2 – турбокомпрессор; 3 – дроссель; 4 – обратный клапан; 5 – клапан контроля давления; 6 – маслоотделитель; 7 – резервуар; 8 – обратный клапан слива масла; 9 – двигатель автомобиля; В – прорыв газов в картер (blowby); ВМ – возврат масла; ОМ – отстойник (картер) масла; ВГ – выпускные газы
Система вентиляции (фильтрации) картерных газов включает компоненты для отделения масла, а также дополнительные компоненты для контроля давления и расхода. Вся система традиционно встраивается в тело крышки головки цилиндров.
Неисправности в системе вентиляции картерных газов
Все неисправности в СВКГ можно разделить на два типа:
- выход из строя самого клапана вентиляции КГ;
- засорение (закоксовывание) шлангов системы.
Частая причина возникновения неполадок в этой системе – износ деталей цилиндро-поршневой группы ДВС. Если в цилиндрах слабая компрессия, а маслосъемные поршневые кольца не «держат» масло, создается повышенное картерное давление, и система вентиляции перестает справляться с отводом КГ. Масло и копоть забивает шланги, нарушается целостность мембраны PCV.
Когда забиваются патрубки СВКГ, картерные газы прорываются через все возможные соединения в двигателе, именно поэтому выдавливает прокладки, начинают течь сальники.
Доработка системы вентиляции картерных газов Калина 8 клапанов
Данную систему можно немного улучшить. Один из 3-х патрубков подает картерные газы прямиком в узел дроссельной заслонки рядом с РХХ. Если они содержат масло, то оно обязательно там осядет. Именно таким образом засоряется РХХ. Так вот, что бы этого избежать прямо в середину этого патрубка можно врезать обычный топливный фильтр.
Он будет задерживать частички масла, которые содержатся в картерных газах. Через несколько сотен километров пробега Вы сами в этом убедитесь. Следите за состоянием этого фильтра и своевременно меняйте его на новый. В среднем, как показывает практика, менять его нужно через каждую 1000 километров.
Фильтрация масла в закрытой системе вентиляции картера
Конечно же, эффективный маслоотделитель важен для минимизации потребления масла. Но, кроме того, отделение масла в закрытой системе вентиляции картера является основополагающим процессом для соблюдения норм, установленных на выхлопные газы современных двигателей автомобилей.
Технически выброс масла способен вызвать критические отложения:
- в системе впуска,
- на поверхностях турбокомпрессора,
- на впускных клапанах,
- в системе промежуточного охладителя.
Этот фактор уменьшает срок службы и эффективную функциональность отмеченных компонентов. Кроме того, выбросы масла из картера двигателя нарушают процесс сгорания по предварительному зажиганию, увеличивают содержание частиц сажи в составе выхлопных газов.
Наконец, остатки сгоревшего машинного масла оказывают негативное влияние на эффективность последующей обработки выхлопных газов.
Система вентиляции картерных газов (производства «MANN + HUMMEL») – устройство подобного исполнения встраивается непосредственно в структуру крышки головки блока цилиндров
Объём прорыва газов в картер, размер образующихся частиц и массовый расход машинного масла в неочищенном картерном газе, сильно зависят от конструкции двигателя и меняющихся условий эксплуатации.
Вследствие этого маслоотделитель должен соответствовать высоким требованиям в плане:
- стоимости,
- компактности исполнения,
- надёжности работы.
Специально для применения в конструкциях легковых автомобилей используются только запасные части, которые не нуждаются в дополнительной подаче энергии. Как следствие, так называемые пассивные инерционные сепараторы устанавливаются и эксплуатируются в составе легковых автомобилей.
Принцип работы клапана вентиляции картерных газов
Во-первых, давайте обсудим его функцию, чтобы вы лучше поняли причины возникновения симптомов. Понимание этого поможет вам лучше понять систему при ее проверке и тестировании.
Вплоть до конца 1950-х годов автомобильные двигатели выпускали «взрывные» газы — несгоревшее топливо — для предотвращения повреждения двигателя. Проблема была в том, что эти газы наносили вред окружающей среде, что очень плохо.
Когда двигатель вашего автомобиля работает, топливовоздушная смесь поступает в каждый цилиндр. Сотни мощных взрывов происходят, чтобы высвободить энергию топлива, производя высокотоксичные и вредные газы. После каждого процесса сгорания выпускной клапан направляет эти газы в выхлопную систему, где каталитический нейтрализатор превращает их в гораздо менее токсичные пары перед выпуском их в атмосферу.
Тем не менее, небольшое количество газа в камерах сгорания попадает в картер (блок двигателя) посредством утечки давления между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра.
Оставленные сами по себе, эти пары и будут разрушать ваш двигатель. Продувочные газы содержат углеводороды (несгоревшее топливо), угарный газ (частично сгоревшее топливо), твердые частицы, воду, серу и кислоту. Вместе эти вещества разъедают любой металлический компонент двигателя, к которому они прикасаются, разбавляют моторное масло, накапливают вредный осадок, ускоряющий износ деталей, и закупоривают небольшие проходы и шланги.
В 1961 году для решения этой проблемы была введена система PCV. Эта простая система контроля выхлопных газов использует вакуум двигателя, чтобы вытягивать продувочные газы из картера, проталкивая их вниз по впускному коллектору и обратно в камеры сгорания, где они возвращаются.
Тем не менее, система PCV выйдет из строя при плохом обслуживании системы двигателя.
Вентиляция картера двигателя
Вентиляция картера предназначена для удаления картерных газов, образующихся в результате прорыва продуктов сгорания топлива через зазоры между гильзой и поршневыми кольцами и их взаимодействия с парами масла.
В газах содержатся загрязняющие масло серистые соединения и пары воды, которые образуют серную и сернистую кислоты, значительно ухудшающие качество масла. Пары воды вызывают вспенивание масла и образование эмульсии, что затрудняет поступление масла к трущимся поверхностям. Прорвавшиеся в картер газы повышают в нем давление, что может вызвать утечку масла через уплотнения картерного пространства.
Недопустимо также проникновение газов под капот двигателя, а затем в кузов и кабину автомобиля, так как содержащиеся в газах вредные вещества опасны для пассажиров и водителя. Отсос картерных газов уменьшает старение масла, а также, создавая разрежение в поддоне, предотвращает возможность утечки масла через уплотнения.
В автомобильных двигателях применяется вентиляция картера двух типов:
- открытая – с отводом картерных газов в окружающую среду;
- закрытая – с отсасыванием газов во впускную систему двигателя.
Открытая вентиляция (рис. 1) осуществляется под действием разрежения, возникающего в газоотводящей трубке вследствие относительного перемещения воздуха при движении автомобиля. Чтобы вместе с картерными газами не уносились частицы масла применяется специальный сапун лабиринтного типа, на стенках которого масляные капли оседают и стекают в поддон.
Недостатком открытой системы вентиляции картера является ее низкая эффективность, а также отравление окружающей среды вредными для здоровья человека и живой природы веществами.
В закрытых системах газы могут отводиться в воздухоочиститель до карбюратора или непосредственно во впускной трубопровод. Отвод газа через воздухоочиститель не создает требуемой интенсивности отсоса при минимальных частотах вращения коленчатого вала и полной нагрузке.
Кроме того, проход картерных газов через карбюратор вызывает осмоление его каналов, жиклеров и подвижных деталей. Поэтому более предпочтительной является система с отсосом газов непосредственно во впускной трубопровод двигателя, в котором всегда имеется разрежение.
Система вентиляции, показанная на рис. 2, работает следующим образом: под действием разрежения во впускном трубопроводе 10 картерные газы поднимаются вверх и через угольник 9 и шланг 5 попадают в корпус маслоотделителя, закрытый крышкой 1.
Между крышкой и корпусом находится резиновая мембрана 2, поджимаемая пружиной 3 к корпусу. Оседающие на дне корпуса маслоотделителя частицы масла по трубке 6 сливаются в картер двигателя.
С помощью мембраны 2, которая находится с одной стороны, под давлением атмосферного воздуха, а с другой – под давлением картерных газов и пружины, в картере поддерживается избыточное давление.
На рис. 3 показана схема вентиляции картера карбюраторного двигателя автомобилей марки «ВАЗ».
Здесь картерные газы отсасываются через маслоотделитель 7 и шланг 6 в вытяжной коллектор 4 воздушного фильтра 3. Из вытяжного коллектора на холостом ходу и при малых нагрузках двигателя (когда разрежение в воздушном фильтре невелико) картерные газы поступают через шланг 2 и золотник 1 под дроссельные заслонки карбюратора.
При остальных режимах работы двигателя картерные газы поступают в карбюратор через воздушный фильтр 3. В маслоотделителе 7 масло выделяется и по отводной трубке 8 стекает в масляный поддон.
Пламегаситель 5 предотвращает проникновение пламени в картер двигателя при возможных вспышках в карбюраторе.
***
Учебные дисциплины
- Инженерная графика
- МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
- Карта раздела
- Общее устройство автомобиля
- Автомобильный двигатель
- Трансмиссия автомобиля
- Рулевое управление
- Тормозная система
- Подвеска
- Колеса
- Кузов
- Электрооборудование автомобиля
- Основы теории автомобиля
- Основы технической диагностики
- Основы гидравлики и теплотехники
- Метрология и стандартизация
- Сельскохозяйственные машины
- Основы агрономии
- Перевозка опасных грузов
- Материаловедение
- Менеджмент
- Техническая механика
- Советы дипломнику
Олимпиады и тесты
- «Инженерная графика»
- «Техническая механика»
- «Двигатель и его системы»
- «Шасси автомобиля»
- «Электрооборудование автомобиля»
Прибор для измерения картерных газов
Монометром можно измерить давление, нормальные показатели не должны превышать 60 миллиметров ртутного столба. Вначале убеждаются, нет ли засора в трубке сапуна. Также проверяют уровень масла в двигателе. Модель измерительного прибора подбирают, исходя из мощности и типа двигателя
Важно убедиться, что аппарат подходит по диаметру калиброванного отверстия
В машинах с вентиляционной системой закрытого типа необходимо отсоединить трубку сапуна. На канал внутри впускного коллектора ставят заглушку. Манометр присоединяют к кончику трубки. К самому аппарату подключают датчик давления.
Двигатель должен поработать с нагрузкой и с частотой вращения, при которой достигается номинальная мощность. Нужно дождаться, пока выровняются показания манометра.
Манометр
После стабилизации прибора, записывают результаты. Затем можно снять прибор, вытащить заглушку и заново подсоединить трубку.
Важно учитывать, что на двух моторах с одинаковым рабочим объемом расход газов может отличаться. Такая ситуация возможна, когда у рассматриваемые модели дифференцируются по показателям работы на единицу времени и вращающему моменту
Расход картерных газов в машинах с дизельным двигателем | |
Мощность двигателя | от 280 до 450 литров |
Объемный расход картерных газов на режиме холостого хода | 4-120 л/мин |
Объемный расход в режиме номинальной мощности | 140-130 л/мин |
Массовый расход в режиме холостого хода | 0,7-5 г/ч |
Массовый расход на режиме номинальной мощности | 5-10 г/ч |
Самодельный прибор для измерения картерных газов
Используя подручные материалы, можно измерить давление картерных газов, выраженное в литрах в минуту. Операцию удобнее выполнять с помощником. Понадобятся следующие материалы:
- Часы с секундной стрелкой или секундомер.
- Большое ведро или таз.
- Садовый шланг длиной не менее 1,5 метров.
- Пластиковая канистра для воды объемом 5-6 литров.
Вначале нужно отключить и заглушить продувочные шланги. Далее потребуется набрать немного воды в таз. Канистру заполнить доверху водой и закрыть крышкой. Теперь ее нужно перевернуть, поставить в таз и аккуратно открыть крышку.
Запускается двигатель. Один конец шланга подключают к маслозаливной горловине, другой загибают вверх и опускают в канистру
Когда газы начнут выходить, важно сразу засечь время по секундомеру. Если движок работает нормально, показатели не должны превышать 20л/мин
Принцип работы клапана вентиляции картерных газов – как работает
Проверка вашего клапана PCV
К сожалению, многие производители автомобилей не являются строгими в обслуживании системы PCV. Некоторые предлагают обслуживать систему каждые 20 000 или 50 000 миль (50-100 тысяч км.) Тем не менее, более частая проверка системы помогает предотвратить дорогостоящий ремонт и обеспечить бесперебойную работу двигателя.
Чтобы начать проверку системы PCV в вашем автомобиле, сначала найдите клапан вентиляции картерных газов и связанные с ним компоненты. В зависимости от вашей конкретной модели вы можете найти клапан на резиновой втулке на крышке клапана; на вентиляционном отверстии вокруг впускного коллектора; или ближе к одной стороне блока двигателя.
Имейте в виду, что некоторые новые модели вообще не имеют PCV; вместо этого вы найдете простой вакуумный шланг, идущий от крышки клапана до воздуховода. Другие могут иметь простой ограничитель на месте. Тем не менее, вы можете проверить ограничитель, шланги и другие компоненты.
Если вы не знакомы с системой PCV в своем автомобиле или не можете найти его, купите руководство по обслуживанию для конкретной марки и модели автомобиля в местном магазине автозапчастей. Руководство по послепродажному обслуживанию стоит около 20 долларов США и содержит инструкции для многих простых задач по техническому обслуживанию и ремонту. Если вы не хотите покупать копию прямо сейчас, поищите руководство в интернет.
К счастью, проверка системы не занимает много времени.
Проверьте детали системы PCV. Резиновые компоненты, такие как прокладки, уплотнительные кольца и шланги, разбухают, становятся твердыми и ломкими после постоянного воздействия высоких температур. Они начинают течь. При необходимости замените один или несколько из этих компонентов.
Осторожно отсоедините клапан и все шланги системы и осмотрите их. Если вы обнаружили, что шланги заполнены слизью, очистите их растворителем для лака и замените.
Многие модели двигателей используют простой недорогой клапан, и многие автовладельцы просто заменяют его через каждый интервал обслуживания. Другие включают в себя нагревательные элементы и стоят дороже
Независимо от типа PCV, который используется в вашем двигателе, всегда покупайте качественный, так как с большей вероятностью будет возможна более точная калибровка для конкретной модели двигателя.
На некоторых двигателях вы найдете сетчатый фильтр под клапаном. Некоторые производители автомобилей рекомендуют заменять фильтр каждые 30 000 миль или около того.
Большинство PCV содержат подпружиненное устройство. Как только вы удалите клапан, встряхните его рукой. Вы услышите погремушку. Если вы этого не слышите, пришло время заменить клапан.
Другие включают в себя нагревательные элементы и стоят дороже. Независимо от типа PCV, который используется в вашем двигателе, всегда покупайте качественный, так как с большей вероятностью будет возможна более точная калибровка для конкретной модели двигателя.
На некоторых двигателях вы найдете сетчатый фильтр под клапаном. Некоторые производители автомобилей рекомендуют заменять фильтр каждые 30 000 миль или около того.
Большинство PCV содержат подпружиненное устройство. Как только вы удалите клапан, встряхните его рукой. Вы услышите погремушку. Если вы этого не слышите, пришло время заменить клапан.
Некоторые транспортные средства, включая некоторые старые модели Ford Escort, оснащены небольшим полым пластиковым блоком без движущихся частей. Если у вас есть клапан такого типа, просто очистите его лаковым растворителем, если необходимо, и переустановите.
Неисправность: засорилась система вентиляции картера двигателя
Многие автовладельцы имеют смутное представление о системе вентиляции картера двигателя своего автомобиля. Так как длительное время, пока автомобиль имеет небольшой пробег, она работает незаметно, ни чем не выдавая своего существования. Спустя годы и (или) сотню тысяч пробега система вентиляции постепенно засоряется выдавая первые признаки своей неисправности.
Признаки неисправности: засорилась система вентиляции картера двигателя
Выгоняет моторное масло из двигателя под сальники и прокладки
Так как система вентиляции отвечает за своевременное и эффективное удаление газов из картера двигателя в его впускной тракт, то малейшее сужение ее каналов по причине появления в них отложений приводит к повышению давления в картере и в самом двигателе. Повышенное давление заставляет моторное масло сочиться под сальники коленчатого и распределительного валов, прокладку поддона, прокладку клапанной крышки, пробку маслозаливной горловины. Замена сальников и прокладок в такой ситуации проблемы течи масла не решает.
Масло в корпусе воздушного фильтра двигателя (для карбюраторных двигателей)
По описанной выше причине повышенного давления в картере двигателя находящееся в нем моторное масло начинает активно выбрасываться вместе с газами под клапанную крышку и далее в корпус воздушного фильтра. Забивая фильтрующий элемент и жиклеры карбюратора.
Повышение расхода моторного масла
Так как моторное масло начинает активно выбрасываться во впускной тракт двигателя и догорать в камерах сгорания, соответственно растет его расход. Сначала практически незаметный он постепенно растет по мере засорения системы вентиляции.
Замасливание электродов свечей зажигания
По причине попадания моторного масла во впускной тракт двигателя и далее в камеры сгорания происходит замасливание электродов свечей зажигания. Свечи начинают работать с перебоями, двигатель троит на холостом ходу, появляются провалы и рывки в движении, сизый дым из глушителя.
Причины неисправности: засорилась система вентиляции картера двигателя автомобиля
Большой пробег автомобиля
Рано или поздно система вентиляции картера двигателя перестает эффективно справляться со своими обязанностями так как ей все время приходится иметь дело с картерными газами, несущими в себе частицы масла, сажи и пр. Все это со временем забивает маслоотделитель системы и оседает в виде сажевого налета на стенках ее шлангов и трубок.
Применение некачественных масел
Ускорить процесс засорения системы вентиляции картера может постоянная эксплуатация двигателя автомобиля на низкокачественном и (или) неподходящем для данного двигателя моторном масле. Количество сажевых отложений в таком случае возрастает в разы.
Износ поршневой группы двигателя
Изношенная поршневая группа двигателя автомобиля (кольца, поршни, цилиндры) позволяет большому объему газов из камер сгорания прорываться в картер, повышая в нем давление и способствует наступлению негативных последствий.
Что делать если имеются признаки засорения системы вентиляции картера двигателя?
Сменить моторное масло на соответствующее и качественное.
Проверить компрессию в цилиндрах двигателя, чтобы определить степень износа его поршневой группы.
Примечания и дополнения
На двигателях, у которых позволяет конструкция системы вентиляции, существует практика устранения негативных последствий засорения системы вентиляции и износа поршневой , заключающаяся в выводе основного шланга системы под двигатель. Картерные газы при этом выбрасываются в атмосферу. Так как они ядовиты, то страдает экология.
Для чего нужна система вентиляции картера двигателя? Система предназначена для удаления газов из картера двигателя в его впускной трубопровод, что предотвращает повышение их давления и как следствие течь масла под сальники и уплотнения. Помимо этого дожигание вредных картерных газов приводит к снижению токсичности выхлопа.
Система вентиляции картера закрытого типа. С принудительным удалением газов (за счет разрежения во впускном трубопроводе). Отбор газов производится через маслоотделитель, очищающий их от частиц моторного масла. Удаление газов производится по двум контурам (основного и холостого хода).
Пример: устройство системы вентиляции картера двигателя автомобиля.
1. Картер двигателя.
3. Шланг от сапуна к патрубку клапанной крышки.
4. Маслоотделитель под клапанной крышкой.
5. Тонкий шланг от клапанной крышки к штуцеру с жиклером блока дроссельной заслонки.
6. Штуцер с жиклером на блоке дроссельной заслонки.
7. Толстый шланг от клапанной крышки к впускной трубе.
Источник
Какие проблемы могут возникнуть
- Газы смешиваются с маслом. Оно меняет свои физические свойства. Это негативно скажется на ресурсе мотора;
- Внутри двигателя создается избыточное давление. Это приводит к «выдавливанию» прокладок, сальников. Где есть слабые места в уплотнениях, там будут подтеки масло, масляное запотевание.
Часто на старых авто можно заметить потеки через сальник коленвала, прокладку клапанной крышки. В худших случаях, давление приподнимает масляный щуп.
Поэтому, мы должны удалять эти газы из картера двигателя. Если у вас раздуло живот, вам кажется, что сейчас лопните. Так же и мотор. Ему нужно «пропердеться», извините за выражение. Если он этого не сделает, то вы потратитесь на ремонт и постоянную доливку масла.
Особенности системы вентиляции картера ДВС
В прилагающейся к автомобилю технической документации, касающееся его ремонта и обслуживания, не смотря на видимую существенную роль данной системы, ей уделяется мало внимания. А зря, ведь на современных двигателях выход из строя вентиляции картера грозит ему значительным понижением работоспособности.
Что бы система вентиляции исправно работала, необходимо учитывать такие важные моменты как наличие свежего воздуха и забор вредных газов. За способом подвода воздуха все картерные вентиляционные системы можно разделить на открытые и закрытые. Первый вариант базируется на заборе воздушных потоков непосредственно с внешней среды, а второй — использует части системы питания, такие как, например впускной такт.
Открытая вентиляционная система не работает при малых оборотах двигателя и на холостом ходу. Также, она не выполняет свое назначение на больших оборотах, а еще из-за нее возможно засасывание нефильтрированного атмосферного воздуха. Иногда, использование такой системы служит одной из причин слишком большого расхода масла и, соответственно, замасливания мотора.
Закрытая вентиляционная система картера используется в случае необходимости уменьшения степени загрязнения окружающей среды. С этой целью устанавливается специальный клапан, который выводит попавшие от принудительной вентиляции газы, во впускной коллектор мотора. Такая система имеет как плюсы, так и минусы. К первой группе следует отнести сравнительно меньший расход масла, стабильную работу двигателя зимой (входной воздух обогревается картерными газами), стойкость двигателя к детонации, так как топливно-воздушная консистенция разбавляется. Ко второй группе, включающей минусы использования относят: сильное загрязнение входных воздуховодов и карбюратора и возможность влияния на окисление масла.
Существует также классификация подобных систем в зависимости от способа отвода картерных газов. С этой точки зрения выделяют системы принудительного (подводят газы к впускному коллектору) и эжекционного (отводят газы в окружающую среду) действия.
До 1961 года все автомобилестроение применяло в выпускаемых транспортных средствах открытую систему с эжекционным принципом действия, в которых для вывода из картера газов использовали эжекционную трубку, проходящую вдоль всего двигателя к нижнему поддону картера. Когда машина двигалась, возле края трубки образовывалось незначительное разрежение, хорошо влияющее на вентиляцию картера.
Чуть позже результаты, проведенных компанией GENERAL MOTORS исследований доказали, что основное количество вредных веществ, образующиеся в следствии неполного сгорания углеводорода, выбрасывается в атмосферу именно через эжекционную трубку системы вентиляции. В следствии этого открытия, начиная с 1961 года, все автомобили, поступающие в продажу в штат Калифорния (Америка), были обязаны оборудоваться системой вентиляции принудительного действия, а с 1962 года, это требование начало действовать на всей территории США. С тех пор прошло не одно десятилетие, но двигатели именно с этой системой продолжают выпускаться и в наше время.
Как устроен и для чего нужен картер двигателя
Этот элемент коробчатого типа предназначен для защиты и опоры элементов ДВС, также он служит резервуаром для масла. Нижняя часть включает емкость для сбора газов и поддон с маслом. В верхней находится крышка клапанов, блок цилиндров и ГБЦ.
Современные модели картеров включают более 10 элементов. В двигателях среднего и крупного размера его детали представляют соединенные между собой стойки. Цельный корпус имеют только модификации для небольших моторов.
Устройство и принцип работы системы вентиляции картера
Данная система состоит из множества узлов, основными из которых являются: специальный клапан с редукционным приводом, система различных шлангов и трубок, клапан для создания принудительной вентиляции и устройство, предназначенное для маслоотделения.
Самым основным элементом можно назвать устройство для маслоотделения. Оно располагается в самой верхней части картера и представляет собой полый короб, в котором одна стенка выполнена в виде решетки, которая согнута на 30 градусов. В нижней части картера устанавливается маслоотражатель. Последний нужен для того, чтобы отсеивать масло от газов, которое тоже будет стремиться попасть в систему вентиляции. Вверху маслоотделителя устанавливается штуцер, идущий в трубопровод системы вентиляции.
Далее идет самый основной компонент системы – это клапан принудительной вентиляции. Сам клапан имеет в своем составе два цилиндра и пружину с поршнем внутри. Так как принудительная вентиляция может происходить только при создании определенного разрежения внутри системы, то и положение поршня должно быть разным. Поэтому в клапане предусмотрено три положения, которые определяют основные режимы работы клапана.
- Положение А. Источник, создающий разряжение имеет очень низкое давление. Соответственно, такое давление недопустимо для работы клапана и он под действием появившейся силы, преодолевая действие пружины, закрывается.
- Положение Б. В этом случае разряжение довольно высокое, соответственно и давление газов тоже становится большим. Такой режим работы становится не нормальным, а соответственно и клапан под действием пружины также запирается. Такое бывает при повышении оборотов двигателя или применении турбокомпрессоров для ускоренной закачки больших объемов воздуха в цилиндры.
- Положение А и Б. Для создания такого режима, источник разряжение должен создать оптимальное давление для жесткости пружины клапана. В этом случае, она смещает поршень в промежуточное положение и, таким образом, открывает клапан.
Основой для работы клапана вентиляции картера является обыкновенная разность между давлением за дроссельной заслонкой и после нее. Соответственно, перепад давлений может замеряться и возле турбокомпрессора. Однако, если с обычным мотором все понятно, то с турбированным возникают определенные трудности. Дело в том, что разность давлений в этом слишком высока, что потребует дополнительной регулировки. Для этой цели конструкторы разработали специальный редукционный клапан.
Редукционный клапан в своем составе имеет: диафрагму из специальной маслостойкой резины, колодец из металла, в котором имеются два отверстия, и пружину. Если давление, которое создается у источника разряжения, находится на нормальном уровне, то пружина распрямляется и поднимает диафрагму, открывая, при этом, клапан основного отверстия, давая проход для картерных газов.
В том случае, если же давление будет слишком низким, то диафрагма будет смещаться вниз и заставит пружину сжаться. Клапан основного клапана закроется, но при этом, откроется клапан второго отверстия с меньшим сечением. Картерные газы будут проходить именно через него.
Для обеспечения наиболее плавного хода диафрагмы применяется третий клапан, который установлен сверху корпуса клапана. Таким образом, достигается регулировка давления, воспринимаемого пружинами системы вентиляции.
Редукционный клапан помогает производить вентиляцию не только картера, но и блока цилиндров в целом. Это связано с его возможностью использоваться при повышенных нагрузках двигателя, когда давление увеличивается прямопропорционально.
Процесс вывода картерных газов
Выведение отработанных картерных газов имеет некоторое отличие у двигателей карбюраторного и инжекторного типа. Независимо от этого вся процедура имеет стандартную схему:
- Выхлопные газы всасываются из картера мотора.
- В маслоотделителе происходит очистка газов от примесей масляных паров и иных продуктов сгорания.
- Очищенные газы продвигаются к впускному коллектору по воздушным патрубкам.
- Картерные газы смешиваются с топливной смесью и сгорают в цилиндрах двигателя.
Не исключена возможность того, что в поддон картера попадает небольшой объем газа. В результате этого процесс отбора картерных газов нарушается.