المواضيع:
- تهوية علبة المرافق بشكل عام
- صمام تهوية علبة المرافق
- الغازات المنفوخة
- إصدارات تهوية علبة المرافق وتهوية علبة المرافق
- فواصل الزيت
- التدفئة الكهربائية لتهوية علبة المرافق
- مشاكل تهوية علبة المرافق الشائعة
تهوية علبة المرافق بشكل عام:
تهوية علبة المرافق هي نظام يعمل على طرد الأبخرة من علبة المرافق إلى مشعب سحب المحرك. بالإضافة إلى زيت المحرك، يحتوي وعاء الزيت أيضًا على هواء. ويختلط هذا الهواء مع أبخرة الزيت وكمية قليلة من غازات الاحتراق التي تمر عبر حلقات المكبس في المحرك سائق الكارة ينتهى إلى. نحن نسمي هذه الغازات "النفخة". ويجب عدم إطلاق هذا البخار في الهواء الخارجي. إذا تم ذلك بشكل متعمد، كما كان الحال في الماضي مع المحركات القديمة، فإننا نسميها تهوية علبة المرافق السلبية. ومع ذلك، فإن هذا مضر للبيئة، حيث تتكون الأبخرة من بقايا الاحتراق وبخار الماء وبخار البنزين.
في الوقت الحاضر، يتم نقل الأبخرة إلى قناة سحب المحرك عبر الخراطيم والأنابيب (مرئية في الصورة أدناه). وبالتالي يتم امتصاص أبخرة علبة المرافق إلى المحرك ومن ثم المشاركة في عملية الاحتراق. وبعد أن يتم حرقها، فإنها لم تعد ضارة. نطلق على تهوية علبة المرافق المغلقة بالكامل اسم "تهوية علبة المرافق الإيجابية"، والمختصرة بـ PCV. تم تجهيز تهوية علبة المرافق الإيجابية بما يسمى بصمام PCV، الذي ينظم الضغط على علبة المرافق.
غالبًا ما يتم الخلط بين تهوية علبة المرافق وتهوية علبة المرافق. هناك فرق أساسي بين تهوية علبة المرافق ونزع الهواء من علبة المرافق:
- أثناء تهوية علبة المرافق، تتم إزالة بخار علبة المرافق ويتم توفير الهواء النقي؛
- مع تهوية علبة المرافق، يتم استخلاص أبخرة علبة المرافق فقط.
صمام تهوية علبة المرافق:
إن تهوية علبة المرافق عبارة عن صمام فحص وصمام للتحكم في الضغط، والذي يقوم بتصريف الضغط الزائد من تهوية علبة المرافق إلى مدخل المحرك، ولكنه يغلق في الاتجاه المعاكس. في معظم الحالات، يتم تصميم صمام تهوية علبة المرافق كصمام غشائي محمل بنابض يحافظ على الضغط السلبي في علبة المرافق عند حوالي 0,02 إلى 0,03 بار مقارنة بضغط الهواء الخارجي.
عند فتح صمام PCV هذا، يتم امتصاص أبخرة الماء والغازات المنبعثة في الهواء الداخل ويتم حرقها في الأسطوانة.
يتم توصيل صمام تهوية علبة المرافق بالهواء الخارجي من جانب ومتصل بمشعب السحب على الجانب الآخر. الهدف هو الحفاظ على ضغط منخفض وثابت في علبة المرافق مع ضغوط مختلفة في مشعب السحب.
- عند سرعة التباطؤ، يكون الضغط في مشعب السحب منخفضًا (الضغط السلبي). الصمام مغلق تقريبًا.
- عند التسارع، يتم فتح صمام الخانق قليلاً ثم يرتفع ضغط الهواء في مشعب السحب (فراغ أقل). يفتح الصمام أبعد قليلا.
عندما يتم فتح الصمام، يتحرك قرص الختم لأعلى مقابل قوة الزنبرك. وبالتالي يتم زيادة الممر للسماح بتفريغ المزيد من أبخرة علبة المرافق إلى المدخل.
الغازات المنفوخة:
تسمى الغازات التي تدخل علبة المرافق من غرفة الاحتراق بالغازات المنفوخة. يمكن أن تدخل الغازات المنفوخة إلى علبة المرافق بعدة طرق. عوامل مثل خلوص المكبس، وحالة حلقات المكبس، والبيضاوية وتآكل جدار الأسطوانة لها التأثير الأكبر على كمية الغازات المنبعثة من المحرك.
أثناء الاحتراق، يتم إنتاج ما يقرب من كيلوغرام واحد من بخار الماء لكل لتر من الوقود، وينتهي جزء منه في علبة المرافق على طول حلقات المكبس.
أثناء إحماء المحرك البارد ومزيج غني مع التسارع، يتم إنشاء معظم الغازات المتطايرة، مما يؤدي إلى وصول الوقود غير المحترق أو المحترق بشكل غير كامل إلى علبة المرافق. تتكون الغازات المنفجرة من 10 إلى 40% من النفط والباقي يتكون من غازات مثل H20 وCO وCo2 وHC وأكاسيد النيتروجين.
إصدارات تهوية علبة المرافق وتهوية علبة المرافق:
تُظهر الصور جزءًا من كتلة المحرك حيث يمكن التعرف على نوع تهوية علبة المرافق. تتم الإشارة إلى مكونات تهوية علبة المرافق برموز هوائية.
توضح الأسطورة معاني الرموز.
يتم ترقيم كل نوع من أنواع تهوية علبة المرافق (من 1 إلى 7).
1. تهوية علبة المرافق غير المنظمة مع تصريف لصمام الغاز:
يتكون متنفس علبة المرافق من فاصل زيت وخرطوم متصل بخرطوم الهواء الموجود بين مرشح الهواء وصمام الخانق. هذه هي أبسط نسخة من تهوية علبة المرافق التي نواجهها في سيارات الركاب. هناك الكثير من العيوب لهذا البناء:
- يمكن أن تتسبب أبخرة علبة المرافق في حدوث مقياس كتلة الهواء لتلويث؛
- يعتمد الضغط السلبي في علبة المرافق على مقاومة فلتر الهواء.
2. تهوية علبة المرافق مع صمام عدم الرجوع في الأمام والتقييد بعد صمام الخانق:
بالمقارنة مع الرقم 1 (أعلاه)، هناك تهوية أفضل، لأن هناك تدفق هواء أفضل فوق صمام الخانق عند التحميل الجزئي. العيب هو أن البناء أكثر تعقيدًا من الرقم 1.
3. تهوية علبة المرافق مع تغيير اتجاه التدفق في أنبوب التهوية:
الميزة الكبيرة هي أن هذا يتضمن التهوية في علبة المرافق، وليس مجرد نزع الهواء. تتمثل العيوب في الحاجة إلى فاصل زيت ثانٍ وعكس تدفق الهواء في فاصل الزيت.
4. تنظيم تهوية علبة المرافق مع التصريف بعد صمام الغاز:
نظرًا لأن هذا الإصدار يقع بعد الصمام الخانق، يوجد ضغط أقل في تهوية علبة المرافق (تأثير شفط أكبر). ولذلك هناك حاجة إلى منظم الضغط. يوجد بين فاصل الزيت وأنبوب الإدخال منظم ضغط لا يفتح إلا عند ضغط معين لعلبة المرافق. بدون الضغط الزائد في علبة المرافق، يتم إغلاق منظم الضغط.
5. نظام تهوية علبة المرافق المنظم مع عادم لصمام الغاز:
نرى أيضًا منظم الضغط في هذا الإصدار. الإضافة في هذا النظام هي الخرطوم الموجود بين أنبوب سحب الهواء الموجود أمام الصمام الخانق والوصلة الموجودة على غطاء الصمام. وهذا يجعل التهوية ممكنة. العيب هو وجود هواء زائف فوق صمام الخانق.
6. تهوية علبة المرافق غير المنظمة للمحرك فائق الشحن:
يوجد صمام فحص في خرطوم تهوية علبة المرافق بين صمام الخانق ومشعب السحب. وهذا يمنع التوربو من ضخ الضغط الزائد إلى نظام تهوية علبة المرافق. في ظل ظروف التحميل الكامل، سيظل صمام تخفيف الضغط مغلقًا وسيرتفع ضغط علبة المرافق بشكل كبير. ولهذا السبب، يتم توصيل فاصل زيت إضافي مزود بخرطوم بجانب الشفط في الشاحن التوربيني.
7. نظام تهوية علبة المرافق المتحكم فيه للمحرك فائق الشحن:
يسمح الخرطوم الموجود على غطاء الصمام بتهوية علبة المرافق. يسمح صمام التحكم في الضغط المزود بصمامين فحص بضغط سلبي أعلى لفاصل الزيت. العيب هو أن هذا النظام معقد.
فواصل الزيت:
لمنع امتصاص زيت المحرك إلى قناة السحب عبر تهوية علبة المرافق بالغازات المنبعثة، يستخدم المصنعون فواصل الزيت. بدون فاصل الزيت، قد تصبح المكونات مثل جهاز قياس كتلة الهواء والتوربو والصمامات والمحول الحفاز أو مرشح الجسيمات ملوثة أو تالفة. كما يوحي الاسم، يقوم فاصل الزيت بفصل بقايا الهواء والزيت. تتوفر فواصل الزيت في إصدارات مختلفة: فواصل الزيت الإعصارية والمتاهة وفواصل الزيت الإلكتروليتية. يتم وصف هذه الإصدارات الثلاثة في الفقرات التالية.
فاصل الزيت الإعصار:
يقوم فاصل الزيت الحلزوني بفصل الزيت والهواء الموجود في أبخرة علبة المرافق عن طريق تدوير الهواء. تتسبب قوة الطرد المركزي الناتجة أثناء الدوران في رمي جزيئات الزيت الأثقل على الجزء الداخلي من الهيكل.
يتم إرجاع قطرات الزيت المتبقية إلى علبة المرافق عبر خرطوم. يدفع الهواء صمام التحكم في الضغط إلى أعلى مقابل قوة الزنبرك ويتم تغذيته إلى مدخل المحرك. في الصورة نرى أن التيربو يمتص هذا الهواء.
ينغلق صمام التحكم في الضغط عندما يهدد حدوث فراغ في علبة المرافق، على سبيل المثال عندما يمتص التوربو الكثير من الهواء. قد يؤدي وجود فراغ كبير جدًا في علبة المرافق إلى إتلاف الحشيات والأختام.
متاهة فاصل الزيت:
غالبًا ما يتم دمج فاصل الزيت المتاهة مع فاصل الإعصار. في فاصل الزيت المتاهة، تصطدم أبخرة علبة المرافق بالحواجز. تنفصل قطرات الزيت عن الهواء وتعود إلى علبة المرافق. يتم بعد ذلك فصل بقايا الزيت المتبقية عن البخار في فاصل الأعاصير.
مع زيادة ضغط علبة المرافق وزيادة أبخرة علبة المرافق، على سبيل المثال بسبب التآكل المفرط في حلقات المكبس، يتم فتح صمام تحديد الضغط لمنع ارتفاع ضغط علبة المرافق بشكل كبير.
تُظهر الصور أدناه غطاء صمام من محرك 2.0 TDI VW. يتم تركيب كلا النوعين من فواصل الزيت في غطاء الصمام.
الصور أدناه توضح مواقع فواصل النفط المتاهة والإعصار. وينتهي بخار علبة المرافق في المتاهة (يسار). وفي المتاهة، يتم فصل بقايا الزيت الخشن عن الهواء المتدفق. ومن المتاهة، ينتهي بخار علبة المرافق في قسم الإعصار لإزالة آخر بقايا الزيت من الهواء.
فاصل الزيت الكهروستاتيكي:
فواصل الزيت المذكورة سابقاً لا تحقق فصلاً فعالاً بنسبة 100%. إذا مر بخار علبة المرافق عبر هذه الأنواع من فواصل الزيت بسرعة منخفضة، كما يمكن أن يحدث عند السرعات المنخفضة، تظل قطرات الزيت الصغيرة موجودة في البخار. يقوم فاصل الزيت الكهروستاتيكي أيضًا بإزالة هذه القطرات الصغيرة من أبخرة علبة المرافق. يحتوي بخار علبة المرافق المنظف على أقل من واحد بالمائة من الزيت الذي دخل إلى بخار علبة المرافق غير المنظف.
يوضح الشكل التالي فاصل الزيت الكهروستاتيكي.
الجهد العالي يجعل حتى أصغر قطرات الزيت مغناطيسية، بحيث تلتصق بالفاصل. وبهذه الطريقة يتم فصل الزيت عن الهواء.
يحتوي السكن على محول يقوم بتحويل الجهد الكهربائي الموجود على متن الطائرة من 12 أو 24 فولت (في سيارة ركاب أو مركبة تجارية) إلى جهد عالي من 9 إلى 12 كيلو فولت.
التدفئة الكهربائية لتهوية علبة المرافق:
يحتوي بخار علبة المرافق على بخار الماء. في قسم "الغازات المنفجرة" تم وصفه بالفعل أنه يتم إطلاق ما يقرب من كيلوغرام واحد من بخار الماء لكل لتر من الوقود، وينتهي جزء منه في علبة المرافق على طول حلقات المكبس. في حالة المحرك البارد حيث تكون درجة الحرارة في فتحة علبة المرافق أقل من 70 درجة مئوية، فإن بخار الماء سوف يتكثف على شكل ماء. مع العديد من عمليات التشغيل الباردة والرحلات القصيرة، تتجمع كمية كبيرة من الماء في كتلة المحرك.
أثناء تشغيل المحرك، يتبخر بعض الرطوبة ويتم إزالة البخار من خلال جهاز تنفس علبة المرافق. ويتكثف بخار علبة المرافق على الأجزاء الباردة من أجزاء المحرك، بما في ذلك خراطيم تهوية علبة المرافق. لمنع تجمد البخار الموجود في الخرطوم عند درجات حرارة الهواء الخارجية المنخفضة، يقوم العديد من مصنعي السيارات بتثبيت عنصر تسخين واحد أو أكثر في خرطوم تهوية علبة المرافق.
يتم تنشيط التدفئة بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية أثناء البداية الباردة.
في المحركات التي لا تحتوي على عنصر تسخين، أو عندما لا تعمل التدفئة، هناك احتمال أن يتجمد خرطوم التنفس. يحدث انسداد في هذا الموقع. ثم يصبح ضغط علبة المرافق أعلى بكثير. نتيجة لزيادة ضغط علبة المرافق، قد يحدث تسرب للزيت من خلال مانع تسرب العمود المرفقي أو الحشيات (غطاء الصمام أو حشية وعاء الزيت).
يمكن للمحركات التي لا تصل إلى درجة حرارة التشغيل الكافية أن تتسبب في تجميد الماء الموجود في وعاء الزيت. ولأن الزيت يطفو على الماء، فإن الجليد يمنع تدفق الزيت إلى مصفاة الزيت. انخفاض ضغط الزيت يسبب تلف المحرك. لا توفر التدفئة الكهربائية الموضحة في هذه الفقرة حلاً: حيث تمنع التدفئة تجميد خراطيم تهوية علبة المرافق التي قد تكون موجودة في الجزء العلوي من حجرة المحرك. لمنع تجمع الكثير من الماء في علبة المرافق، من الجيد ترك المحرك يسخن كثيرًا عن طريق القيام برحلات طويلة، وعدم تأجيل فترات الصيانة وتجنب الرحلات القصيرة التي تبلغ بضعة كيلومترات قدر الإمكان.
مشاكل تهوية علبة المرافق الشائعة:
- انسداد تهوية علبة المرافق: يتراكم الضغط العالي في علبة المرافق ويعوق تشغيل المحرك. في المحركات التي تحتوي على الكثير من الحمأة البيضاء (بقايا الزيت مع الرطوبة، الناتجة عن القيادة دائمًا لمسافات قصيرة حيث لا يصل المحرك أبدًا إلى درجة حرارة التشغيل، أو بسبب خلل في منظم الحرارة)، يمكن أن تصبح تهوية علبة المرافق مسدودة تمامًا. تمتلئ الخراطيم بعد ذلك بالحمأة ويمكن أن تتجمد في الشتاء (لأن الحمأة البيضاء تتكون غالبًا من الرطوبة). إذا حدث هذا، يمكن أن تنهار الخراطيم تلقائيًا.
- الخراطيم المتشققة: الزيت يهاجم المطاط. تحتوي أبخرة علبة المرافق على بقايا زيت، وغالبًا ما تكون خراطيم السحب مصنوعة من المطاط. مع تقدم هذه الخراطيم في السن، يمكن أن تتمزق. غالبًا ما تبدو هذه الخراطيم وكأنها تمضغ العلكة مسبقًا، وهي إشارة إلى ضرورة استبدالها.
- يمكن أن يتسبب خرطوم تهوية علبة المرافق الممزق في ظهور رائحة زيت كريهة في حجرة المحرك وبالتالي في الداخل أيضًا. سوف يمتص المحرك أيضًا الهواء الزائف، لأن الهواء الزائد الذي تم امتصاصه لم يتم قياسه بواسطة مقياس كتلة الهواء. قد يتسبب الهواء الزائد في تشغيل المحرك بشكل غير منتظم، واستهلاك المزيد من الوقود، وإضاءة ضوء المحرك.
- تلوث المحرك: لا تزال أبخرة علبة المرافق تحتوي على قطرات زيت صغيرة على الرغم من فواصل الزيت. قد يؤدي ذلك إلى إتلاف قناة سحب المحرك، بما في ذلك جسم الخانق وصمامات السحب.
- زيادة ضغط علبة المرافق: هذه ليست مشكلة في تهوية علبة المرافق نفسها، ولكن يمكن ملاحظتها من خلال التهوية. إذا تم نفخ الكثير من الهواء عبر تهوية علبة المرافق، فقد تتلف واحدة أو أكثر من حلقات المكبس (الضغط) أو جدار الأسطوانة. يتسرب الخليط عبر حلقات المكبس إلى علبة المرافق أثناء شوط الضغط (النفخ). لمعرفة ما إذا كان السبب يمكن العثور عليه على وجه اليقين في حلقات المكبس، يجب إجراء اختبار الضغط أو اختبار تسرب الأسطوانة. في المحرك الذي يعاني من ذلك، يصبح زيت المحرك ملوثًا ويتآكل بسرعة أكبر بسبب الوقود وغازات الاحتراق.
الصفحات ذات الصلة:
