Предмети:
- Вентилация на картера като цяло
- Клапан за вентилация на картера
- Продухвани газове
- Версии на картерна вентилация и вентилация на картера
- Маслени сепаратори
- Електрическо отопление за вентилация на картера
- Често срещани проблеми с вентилацията на картера
Обща вентилация на картера:
Вентилацията на картера е система, която отвежда изпаренията от картера към всмукателния колектор на двигателя. Освен двигателното масло, масленият картер съдържа и въздух. Този въздух се смесва с маслени пари и минимално количество изгорели газове, които преминават през буталните пръстени на двигателя каруцар оказа се. Наричаме ги газове „продухване“. Тези пари не трябва да се изпускат във външния въздух. Ако това се прави умишлено, както в миналото със старите двигатели, ние го наричаме отрицателна вентилация на картера. Това обаче е лошо за околната среда, изпаренията се състоят от остатъци от горенето, водни пари и бензинови пари.
В днешно време изпаренията се пренасят към всмукателния тракт на двигателя чрез маркучи и тръби (видими на изображението по-долу). По този начин парите от картера се засмукват в двигателя и след това участват в процеса на горене. След като бъдат изгорени, те вече не са вредни. Наричаме напълно затворената вентилация на картера „Позитивна вентилация на картера“, съкратено като PCV. Положителната вентилация на картера е оборудвана с така наречения PCV клапан, който регулира налягането в картера.
Вентилацията на картера и вентилацията на картера често се бъркат. Има съществена разлика между вентилацията на картера и обезвъздушаването на картера:
- по време на вентилацията на картера се отстраняват парите от картера и се подава свеж въздух;
- При вентилация на картера се извличат само изпаренията от картера.
Вентилационен клапан на картера:
Вентилацията на картера е както възвратен клапан, така и клапан за регулиране на налягането, който отвежда излишното налягане от вентилацията на картера към всмукателния отвор на двигателя, но затваря в обратна посока. В повечето случаи клапанът за вентилация на картера е проектиран като мембранен клапан с пружина, който поддържа отрицателното налягане в картера на приблизително 0,02 до 0,03 бара в сравнение с налягането на външния въздух.
При отваряне на този PCV клапан, водните пари и газовете, издухвани от въздуха, се абсорбират във входящия въздух и се изгарят съвместно в цилиндъра.
Вентилационният вентил на картера е свързан към външния въздух от едната страна и към всмукателния колектор от другата страна. Целта е да се поддържа ниско, постоянно налягане в картера с различни налягания във всмукателния колектор.
- При празен ход налягането във всмукателния колектор е ниско (отрицателно налягане). Вентилът е почти затворен;
- Когато ускорите, дроселовата клапа се отваря леко и тогава налягането на въздуха във всмукателния колектор се повишава (по-малко вакуум). Вентилът се отваря малко по-нататък.
Когато вентилът се отвори, уплътнителният диск се движи нагоре срещу силата на пружината. По този начин проходът се увеличава, за да позволи повече изпарения от картера да бъдат изхвърлени към входа.
Продухвани газове:
Газовете, които влизат в картера от горивната камера, се наричат продухвани газове. Издуханите газове могат да навлязат в картера по много начини. Фактори като хлабина на буталото, състоянието на буталните пръстени и овалността и износването на стената на цилиндъра оказват най-голямо влияние върху количеството продухвани газове, произведени от двигателя.
По време на горенето на литър гориво се произвежда приблизително един кг водна пара, част от която попада в картера покрай буталните пръстени.
По време на загряване на студен двигател и богата смес с ускорение се създават повечето издухвани газове, което кара неизгорялото или ненапълно изгорялото гориво да попадне в картера. Продухваните газове се състоят от 10 до 40% масло, а останалата част се състои от газове като H20, CO, Co2, HC и NOx.
Версии на вентилация на картера и вентилация на картера:
Изображенията показват част от блока на двигателя, в която може да се разпознае вида на вентилацията на картера. Компонентите на вентилацията на картера са обозначени с пневматични символи.
Легендата показва значението на символите.
Всеки тип вентилация на картера е номериран (от 1 до 7).
1. нерегулирана вентилация на картера с дренаж за газовия клапан:
Вентилаторът на картера се състои от маслен сепаратор и маркуч към въздушния маркуч между въздушния филтър и дроселовата клапа. Това е най-простата версия на вентилацията на картера, която срещаме в леките автомобили. Има много недостатъци на тази конструкция:
– изпаренията от картера могат да причинят измервател на въздушна маса замърсявам;
– отрицателното налягане в картера зависи от съпротивлението на въздушния филтър.
2. картерна вентилация с възвратен клапан отпред и рестрикция след дроселовата клапа:
В сравнение с номер 1 (по-горе), има по-добра вентилация, защото има по-добър въздушен поток над дроселовата клапа при частично натоварване. Недостатък е, че конструкцията е по-сложна от номер 1.
3. вентилация на картера с промяна на посоката на потока във вентилационната тръба:
Големият плюс е, че това включва вентилация в картера, а не само обезвъздушаване. Недостатъците са, че е необходим втори маслен сепаратор и че въздушният поток в масления сепаратор е обърнат.
4. регулирана вентилация на картера с дренаж след газовия клапан:
Тъй като тази версия е разположена след дроселната клапа, има повече подналягане във вентилацията на картера (по-голям засмукващ ефект). Следователно е необходим регулатор на налягането. Между масления сепаратор и входната тръба има регулатор на налягането, който се отваря само при определено налягане в картера. Без свръхналягане в картера, регулаторът на налягането е затворен.
5. регулирана система за вентилация на картера с изпускателна система за газовия клапан:
В тази версия виждаме и регулатора на налягането. Допълнението в тази система е маркуча между въздухозаборната тръба пред дроселовата клапа и връзката на капака на клапана. Това прави възможна вентилацията. Недостатъкът е, че има фалшив въздух над дроселовата клапа.
6. Неконтролирана вентилация на картера на двигател с компресор:
Има възвратен клапан в маркуча за обезвъздушаване на картера между дроселовата клапа и всмукателния колектор. Това не позволява на турбото да издуха излишно налягане във вентилационната система на картера. При условия на пълно натоварване този предпазен клапан ще остане затворен и налягането в картера ще се повиши твърде високо. Поради тази причина към смукателната страна на турбото е поставен допълнителен маслен сепаратор с маркуч.
7. контролирана система за вентилация на картера на двигател с компресор:
Маркучът към капака на клапана позволява вентилация на картера. Вентилът за регулиране на налягането с два възвратни клапана позволява по-високо отрицателно налягане за масления сепаратор. Недостатъкът е, че тази система е сложна.
Маслени сепаратори:
За да се предотврати засмукването на двигателното масло във всмукателния канал чрез вентилацията на картера с продухваните газове, производителите използват маслени сепаратори. Без маслен сепаратор компоненти като измервателя на въздушната маса, турбото, клапаните и каталитичния конвертор или филтъра за частици могат да се замърсят или повредят. Както подсказва името, масленият сепаратор разделя въздуха и маслените остатъци. Маслените сепаратори се предлагат в различни версии: циклонни, лабиринтни и електролитни маслени сепаратори. Тези три версии са описани в следващите параграфи.
Циклонен маслен сепаратор:
Циклонният маслен сепаратор разделя маслото и въздуха в изпаренията на картера чрез завихряне на въздуха. Центробежната сила, създадена по време на въртене, кара по-тежките частици масло да бъдат изхвърлени към вътрешността на корпуса.
Капките масло, които остават, се връщат обратно в картера чрез маркуч. Въздухът избутва клапана за регулиране на налягането нагоре срещу силата на пружината и се подава към входа на двигателя. На изображението виждаме, че турбото засмуква този въздух.
Клапанът за контрол на налягането се затваря, когато в картера заплашва да се образува вакуум, например когато турбото засмуква много въздух. Прекалено високият вакуум в картера може да повреди уплътненията и уплътненията.
Лабиринтен маслен сепаратор:
Лабиринтният маслен сепаратор често се комбинира с циклонен сепаратор. В лабиринтния маслен сепаратор парите от картера се сблъскват с преградите. Капките масло се отделят от въздуха и падат обратно в картера. След това останалите маслени остатъци се отделят от парите в циклонен сепаратор.
При повишено налягане в картера и прекомерни изпарения в картера, например поради прекомерно износване на буталните пръстени, клапанът за ограничаване на налягането се отваря, за да предотврати прекалено високото покачване на налягането в картера.
Изображенията по-долу показват капак на клапан от двигател 2.0 TDI VW. И двата вида маслени сепаратори са монтирани в капака на клапана.
Изображенията по-долу показват позициите на лабиринтния и циклонен маслен сепаратор. Парите от картера завършват в лабиринта (вляво). В лабиринта грубите маслени остатъци се отделят от протичащия въздух. От лабиринта картерните пари се озовават в секцията на циклона, за да отстранят последните остатъци от масло от въздуха.
Електростатичен маслен сепаратор:
Споменатите по-горе маслени сепаратори не постигат 100% ефективно разделяне. Ако парите от картера преминават през тези видове маслени сепаратори при ниска скорост, както може да се случи при ниски скорости, малки капчици масло все още остават в парите. Електростатичният маслен сепаратор също премахва тези малки капчици от изпаренията в картера. Почистените картерни пари съдържат по-малко от един процент от маслото, което е влязло в непочистените картерни пари.
Следната фигура показва електростатичния маслен сепаратор.
Високото напрежение прави и най-малките маслени капчици магнитни, така че те залепват в сепаратора. По този начин маслото се отделя от въздуха.
Корпусът съдържа трансформатор, който преобразува бордовото напрежение от 12 или 24 волта (в пътнически или търговски превозни средства) във високо напрежение от 9 до 12 киловолта.
Електрическо отопление за вентилация на картера:
Парите от картера съдържат водни пари. В раздела „продухвани газове” вече беше описано, че на литър гориво се отделя приблизително един кг водни пари, част от които попадат в картера покрай буталните пръстени. При студен двигател, където температурата във вентилационния отвор на картера е по-ниска от 70 градуса по Целзий, водната пара ще кондензира като вода. При много студени стартирания и кратки пътувания в блока на двигателя се събира голямо количество вода.
Докато двигателят работи, част от влагата се изпарява и парите се отстраняват през вентилатора на картера. Парите от картера кондензират върху по-студените части на частите на двигателя, включително маркучите за обезвъздушаване на картера. За да предотвратят замръзването на парите в маркуча при ниски температури на външния въздух, много производители на автомобили монтират един или повече нагревателни елементи в маркуча за обезвъздушаване на картера.
Отоплението се активира от ECU при студен старт.
При двигатели без нагревателен елемент или където отоплението не функционира, има вероятност маркучът за обезвъздушаване да замръзне. На това място възниква запушване. Тогава налягането в картера става значително по-високо. В резултат на повишеното налягане в картера може да възникне изтичане на масло през уплътнението на коляновия вал или уплътненията (капак на клапана или уплътнение на масления картер).
Двигатели, които не достигат достатъчна работна температура, могат да причинят замръзване на водата в масления съд. Тъй като маслото плува върху водата, ледът блокира потока на маслото в цедката за масло. Ниското налягане на маслото причинява повреда на двигателя. Електрическото отопление, описано в този параграф, не предоставя решение: отоплението предотвратява замръзването на маркучите за вентилация на картера, които може да са разположени в горната част на двигателното отделение. За да предотвратите събирането на много вода в картера, добра идея е да оставяте двигателя да загрява често, като правите дълги пътувания, не отлагате интервалите за поддръжка и избягвайте кратките пътувания от няколко километра, доколкото е възможно.
Често срещани проблеми с вентилацията на картера:
- Запушена вентилация на картера: високо налягане се натрупва в картера и възпрепятства работата на двигателя. При двигатели с много бяла утайка (маслени остатъци с влага, причинени от постоянно шофиране на кратки разстояния, при които двигателят никога не достига работна температура, или от дефектен термостат), вентилацията на картера може напълно да се запуши. Тогава маркучите са пълни с утайка и могат да замръзнат през зимата (тъй като бялата утайка често се състои от влага). Ако това се случи, маркучите могат спонтанно да се срутят.
- Напукани маркучи: маслото атакува гумата. Изпаренията от картера съдържат остатъци от масло и маркучите към всмукателния отвор често са направени от гума. Когато тези маркучи остареят, те могат да се скъсат. Тези маркучи често изглеждат като дъвка предварително и са индикация, че трябва да бъдат сменени.
- Скъсаният маркуч за вентилация на картера може да причини неприятна миризма на масло в двигателното отделение, а следователно и във вътрешността. Двигателят също ще засмуква фалшив въздух, тъй като допълнителният засмукан въздух не е измерен от измервателя на въздушната маса. Излишният въздух може да доведе до нестабилна работа на двигателя, да изразходва повече гориво и да доведе до светване на лампата на двигателя.
- Замърсяване на двигателя: изпаренията от картера все още могат да съдържат малки маслени капчици въпреки маслените сепаратори. Това може да замърси всмукателния тракт на двигателя, включително тялото на дросела и всмукателните клапани.
- Повишено налягане в картера: Това не е проблем със самата вентилация на картера, но може да се наблюдава през вентилацията. Ако през вентилацията на картера се издуха много въздух, един или повече (компресионни) бутални пръстени или стената на цилиндъра може да се повредят. Сместа изтича през буталните пръстени в картера по време на такта на компресия (издухване). За да се знае със сигурност дали причината може да се търси в буталните пръстени, трябва да се извърши тест за компресия или тест за утечки от цилиндъра. В двигател, който страда от това, двигателното масло ще се замърси и ще старее по-бързо поради горивото и изгорелите газове.
