Asignaturas:
- Ventilación del cárter en general.
- Válvula de ventilación del cárter
- Gases de fuga
- Versiones de ventilación del cárter y ventilación del cárter.
- Separadores de aceite
- Calefacción eléctrica para la ventilación del cárter.
- Problemas comunes de ventilación del cárter
Generalidades de ventilación del cárter:
La ventilación del cárter es un sistema que expulsa los humos del cárter al colector de admisión del motor. Además del aceite del motor, el cárter de aceite también contiene aire. Este aire se mezcla con vapores de aceite y una mínima cantidad de gases de combustión que pasan por los aros del pistón en el motor. carretero terminar. A estos los llamamos gases de “escape”. Este vapor no debe liberarse al aire exterior. Si esto se hace deliberadamente, como ocurría en el pasado con los motores antiguos, lo llamamos ventilación negativa del cárter. Sin embargo, esto es perjudicial para el medio ambiente, ya que los humos se componen de residuos de combustión, vapor de agua y vapor de gasolina.
Hoy en día, los vapores se conducen al tracto de admisión del motor a través de mangueras y tuberías (visibles en la imagen siguiente). De este modo, los vapores del cárter son aspirados por el motor y luego participan en el proceso de combustión. Una vez quemados, ya no son dañinos. A la ventilación del cárter completamente cerrada la llamamos “ventilación positiva del cárter”, abreviada como PCV. La ventilación positiva del cárter está equipada con la llamada válvula PCV, que regula la presión en el cárter.
A menudo se confunden la ventilación del cárter y la ventilación del cárter. Existe una diferencia esencial entre la ventilación del cárter y la desaireación del cárter:
- durante la ventilación del cárter, se eliminan los vapores del cárter y se suministra aire fresco;
- Con la ventilación del cárter sólo se extraen los vapores del cárter.
Válvula de ventilación del cárter:
La ventilación del cárter es a la vez una válvula de retención y una válvula de control de presión, que drena el exceso de presión de la ventilación del cárter a la entrada del motor, pero se cierra en la dirección opuesta. En la mayoría de los casos, la válvula de ventilación del cárter está diseñada como una válvula de diafragma accionada por resorte que mantiene la presión negativa en el cárter entre aproximadamente 0,02 y 0,03 bar en comparación con la presión del aire exterior.
Al abrir esta válvula PCV, los vapores de agua y los gases de escape se absorben en el aire de entrada y se queman conjuntamente en el cilindro.
La válvula de ventilación del cárter está conectada al aire exterior por un lado y al colector de admisión por el otro lado. El objetivo es mantener una presión baja y constante en el cárter con presiones variables en el colector de admisión.
- Al ralentí, la presión en el colector de admisión es baja (presión negativa). La válvula está casi cerrada;
- Cuando acelera, la válvula del acelerador se abre ligeramente y luego aumenta la presión del aire en el colector de admisión (menos vacío). La válvula se abre un poco más.
Cuando se abre la válvula, el disco obturador se mueve hacia arriba contra la fuerza del resorte. De este modo se aumenta el paso para permitir que se descarguen más vapores del cárter a la entrada.
Gases de escape:
Los gases que ingresan al cárter desde la cámara de combustión se denominan gases de escape. Los gases de escape pueden ingresar al cárter de muchas maneras. Factores como la holgura del pistón, el estado de los aros del pistón y la ovalidad y el desgaste de la pared del cilindro tienen la mayor influencia en la cantidad de gases de escape producidos por un motor.
Durante la combustión se produce aproximadamente un kg de vapor de agua por litro de combustible, parte del cual acaba en el cárter a lo largo de los aros del pistón.
Durante el calentamiento de un motor frío y una mezcla rica con aceleración, se crean la mayoría de los gases de fuga, lo que hace que el combustible no quemado o quemado de manera incompleta termine en el cárter. Los gases de escape están formados por entre un 10 y un 40 % de petróleo y el resto por gases como H20, CO, Co2, HC y NOx.
Versiones de ventilación del cárter y ventilación del cárter:
Las imágenes muestran una parte del bloque motor en la que se puede reconocer el tipo de ventilación del cárter. Los componentes de la ventilación del cárter se indican mediante símbolos neumáticos.
La leyenda muestra los significados de los símbolos.
Cada tipo de ventilación del cárter está numerado (del 1 al 7).
1. Ventilación no regulada del cárter con drenaje de la válvula de gas:
El respiradero del cárter consta de un separador de aceite y una manguera que va a la manguera de aire entre el filtro de aire y la válvula de mariposa. Esta es la versión más sencilla de ventilación del cárter que encontramos en los turismos. Esta construcción tiene muchas desventajas:
– los vapores del cárter pueden provocar la medidor de masa de aire a contaminar;
– la presión negativa en el cárter depende de la resistencia del filtro de aire.
2. Ventilación del cárter con válvula de retención en la parte delantera y restricción después de la válvula de mariposa:
En comparación con el número 1 (arriba), hay una mejor ventilación porque hay un mejor flujo de aire sobre la válvula del acelerador a carga parcial. Una desventaja es que la construcción es más complicada que la número 1.
3. Ventilación del cárter con cambio de dirección del flujo en el tubo de ventilación:
La gran ventaja es que se trata de ventilación en el cárter, y no solo desaireación. Las desventajas son que se requiere un segundo separador de aceite y que el flujo de aire en el separador de aceite se invierte.
4. Ventilación regulada del cárter con drenaje después de la válvula de gas:
Debido a que esta versión está ubicada después de la válvula de mariposa, hay más depresión en la ventilación del cárter (un mayor efecto de succión). Por tanto, se necesita un regulador de presión. Entre el separador de aceite y el tubo de entrada hay un regulador de presión que sólo se abre a una determinada presión del cárter. Sin sobrepresión en el cárter, el regulador de presión está cerrado.
5. Sistema de ventilación regulada del cárter con escape para la válvula de gas:
También vemos el regulador de presión en esta versión. El complemento de este sistema es la manguera entre el tubo de entrada de aire delante de la válvula de mariposa y la conexión en la tapa de válvulas. Esto hace posible la ventilación. La desventaja es que hay aire falso sobre la válvula de mariposa.
6. Ventilación incontrolada del cárter de un motor sobrealimentado:
Hay una válvula de retención en la manguera de ventilación del cárter entre la válvula del acelerador y el colector de admisión. Esto evita que el turbo sople un exceso de presión al sistema de ventilación del cárter. En condiciones de carga completa, esta válvula de alivio de presión permanecería cerrada y la presión del cárter aumentaría demasiado. Por este motivo, en el lado de aspiración del turbo se monta un separador de aceite adicional con una manguera.
7. sistema de ventilación controlada del cárter de un motor sobrealimentado:
La manguera a la tapa de la válvula permite la ventilación del cárter. La válvula reguladora de presión con dos válvulas antirretorno permite una mayor presión negativa para el separador de aceite. La desventaja es que este sistema es complejo.
Separadores de aceite:
Para evitar que el aceite del motor con los gases de escape sea aspirado hacia el canal de admisión a través de la ventilación del cárter, los fabricantes utilizan separadores de aceite. Sin separador de aceite, componentes como el medidor de masa de aire, el turbo, las válvulas y el catalizador o el filtro de partículas podrían contaminarse o dañarse. Como sugiere el nombre, el separador de aceite separa el aire y los residuos de aceite. Los separadores de aceite están disponibles en diferentes versiones: separadores de aceite ciclónicos, de laberinto y electrolíticos. Estas tres versiones se describen en los párrafos siguientes.
Separador de aceite ciclónico:
El separador de aceite ciclónico separa el aceite y el aire de los vapores del cárter agitando el aire en un vórtice. La fuerza centrífuga creada durante el remolino hace que las partículas de aceite más pesadas sean lanzadas contra el interior de la carcasa.
Las gotas de aceite que quedan se devuelven al cárter a través de una manguera. El aire empuja la válvula de control de presión hacia arriba contra la fuerza del resorte y se alimenta a la entrada del motor. En la imagen vemos que el turbo aspira este aire.
La válvula reguladora de presión se cierra cuando existe peligro de que se forme un vacío en el cárter, por ejemplo cuando el turbo aspira mucho aire. Un vacío demasiado alto en el cárter podría dañar las juntas y los sellos.
Separador de aceite de laberinto:
Un separador de aceite de laberinto a menudo se combina con un separador ciclónico. En el separador de aceite de laberinto, los vapores del cárter chocan con los deflectores. Las gotas de aceite se separan del aire y vuelven a caer al cárter. A continuación, los residuos de aceite restantes se separan del vapor en el separador ciclónico.
En caso de aumento de la presión del cárter y exceso de vapores del cárter, por ejemplo debido al desgaste excesivo de los anillos del pistón, la válvula limitadora de presión se abre para evitar que la presión del cárter aumente demasiado.
Las siguientes imágenes muestran una tapa de válvulas de un motor VW 2.0 TDI. Ambos tipos de separadores de aceite están montados en la tapa de la válvula.
Las imágenes a continuación muestran las posiciones de los separadores de aceite de laberinto y ciclónicos. El vapor del cárter acaba en el laberinto (izquierda). En el laberinto se separan los residuos gruesos de aceite del aire que fluye. Desde el laberinto, los vapores del cárter van a parar a la sección ciclónica para eliminar del aire los últimos restos de aceite.
Separador de aceite electrostático:
Los separadores de aceite mencionados anteriormente no logran una separación efectiva del 100%. Si el vapor del cárter pasa a través de este tipo de separadores de aceite a baja velocidad, como puede ocurrir a bajas velocidades, aún quedan pequeñas gotas de aceite en el vapor. El separador de aceite electrostático también elimina estas pequeñas gotas de los vapores del cárter. El vapor del cárter limpio contiene menos del uno por ciento del aceite que entró en el vapor del cárter sin limpiar.
La siguiente figura muestra el separador de aceite electrostático.
El alto voltaje hace que incluso las gotas de aceite más pequeñas sean magnéticas, de modo que se adhieran al separador. De esta forma se separa el aceite del aire.
La carcasa contiene un transformador que convierte la tensión de a bordo de 12 o 24 voltios (en un vehículo de pasajeros o comercial) en una tensión alta de 9 a 12 kilovoltios.
Calefacción eléctrica para la ventilación del cárter:
El vapor del cárter contiene vapor de agua. En el apartado “Gases de escape” ya se describió que por cada litro de combustible se libera aproximadamente un kg de vapor de agua, parte del cual termina en el cárter a lo largo de los segmentos del pistón. Con un motor frío donde la temperatura en la ventilación del cárter es inferior a 70 grados Celsius, el vapor de agua se condensará en forma de agua. En caso de muchos arranques en frío y trayectos cortos, se acumula una gran cantidad de agua en el bloque del motor.
Mientras el motor está en marcha, parte de la humedad se evapora y el vapor se elimina a través del respiradero del cárter. El vapor del cárter se condensa en las partes más frías de las piezas del motor, incluidas las mangueras de ventilación del cárter. Para evitar que el vapor de la manguera se congele a bajas temperaturas del aire exterior, muchos fabricantes de automóviles instalan uno o más elementos calefactores en una manguera de ventilación del cárter.
La calefacción es activada por la ECU durante un arranque en frío.
En motores sin elemento calefactor, o donde la calefacción no funciona, existe la posibilidad de que la manguera de ventilación se congele. Se produce un bloqueo en ese lugar. La presión del cárter aumenta entonces considerablemente. Como resultado del aumento de presión en el cárter, pueden producirse fugas de aceite a través del sello del cigüeñal o de las juntas (tapa de válvulas o junta del cárter de aceite).
Los motores que no alcanzan la temperatura de funcionamiento suficiente pueden provocar que el agua del cárter de aceite se congele. Debido a que el aceite flota en el agua, el hielo bloquea el flujo de aceite hacia el colador de aceite. La baja presión de aceite causa daños al motor. La calefacción eléctrica descrita en este párrafo no supone una solución: la calefacción evita la congelación de los conductos de ventilación del cárter que pueden estar situados en la parte superior del compartimento motor. Para evitar que se acumule mucha agua en el cárter, conviene dejar que el motor se caliente con frecuencia realizando desplazamientos largos, no posponiendo los intervalos de mantenimiento y evitando en la medida de lo posible trayectos cortos de unos pocos kilómetros.
Problemas comunes de ventilación del cárter:
- Ventilación del cárter obstruida: se acumula alta presión en el cárter y dificulta el funcionamiento del motor. En motores con muchos lodos blancos (residuos de aceite con humedad, provocados por recorrer siempre trayectos cortos donde el motor nunca alcanza la temperatura de funcionamiento, o por un termostato defectuoso), la ventilación del cárter puede obstruirse por completo. Las mangueras se llenan entonces de lodo y pueden congelarse en invierno (porque el lodo blanco suele estar compuesto de humedad). Si esto sucede, las mangueras pueden colapsar espontáneamente.
- Mangueras agrietadas: el aceite ataca la goma. Los vapores del cárter contienen residuos de aceite y las mangueras de admisión suelen estar hechas de goma. A medida que estas mangueras envejecen, pueden romperse. Estas mangueras a menudo se sienten como chicle de antemano y es una indicación de que es necesario reemplazarlas.
- Una manguera de ventilación del cárter rota puede provocar un desagradable olor a aceite en el compartimento del motor y, con ello, también en el interior. El motor también aspirará aire falso, porque el aire extra aspirado no ha sido medido por el medidor de masa de aire. El exceso de aire puede hacer que el motor funcione de forma errática, consuma más combustible y haga que se encienda la luz del motor.
- Contaminación del motor: a pesar de los separadores de aceite, los vapores del cárter pueden contener todavía pequeñas gotas de aceite. Esto puede ensuciar el tracto de admisión del motor, incluido el cuerpo del acelerador y las válvulas de admisión.
- Aumento de presión en el cárter: Esto no es un problema con la ventilación del cárter en sí, pero se puede observar a través de la ventilación. Si pasa mucho aire a través de la ventilación del cárter, se pueden dañar uno o más anillos de pistón (de compresión) o la pared del cilindro. La mezcla pasa por los anillos del pistón hacia el cárter durante la carrera de compresión (soplado). Para saber con certeza si la causa se puede encontrar en los segmentos del pistón, se debe realizar una prueba de compresión o una prueba de fuga del cilindro. En un motor que sufre esto, el aceite del motor se contaminará y envejecerá más rápidamente debido al combustible y los gases de combustión.
