Teemad:
- Karteri ventilatsioon üldiselt
- Karteri ventilatsiooniventiil
- Läbipuhutavad gaasid
- Karteri ventilatsiooni ja karteri ventilatsiooni versioonid
- Õli eraldajad
- Karteri ventilatsiooni elektriküte
- Levinud karteri ventilatsiooniprobleemid
Karteri ventilatsioon üldiselt:
Karteri ventilatsioon on süsteem, mis juhib aurud karterist mootori sisselaskekollektorisse. Lisaks mootoriõlile sisaldab õlivann ka õhku. See õhk on segatud õliaurude ja minimaalse koguse põlemisgaasidega, mis läbivad mootori kolvirõngaid vanker lõpetama. Me nimetame neid läbilöögigaasideks. Seda auru ei tohi lasta välisõhku. Kui seda tehakse sihilikult, nagu vanade mootorite puhul, nimetame seda negatiivseks karteri ventilatsiooniks. See on aga keskkonnale halb, aurud koosnevad põlemisjääkidest, vee- ja bensiiniaurudest.
Tänapäeval juhitakse aurud voolikute ja torude kaudu mootori sisselaskekanalisse (nähtav alloleval pildil). Karteri aurud imetakse seega mootorisse ja osalevad seejärel põlemisprotsessis. Pärast nende põletamist ei ole need enam kahjulikud. Täielikult suletud karteri ventilatsiooni kutsume "positiivseks karteri ventilatsiooniks", lühendatult PCV. Positiivne karteri ventilatsioon on varustatud nn PCV ventiiliga, mis reguleerib rõhku karterisse.
Tihti aetakse segi karteri ventilatsioon ja karteri ventilatsioon. Karteri ventilatsiooni ja karteri õhutustamise vahel on oluline erinevus:
- karteri ventilatsiooni käigus eemaldatakse karteriaur ja toidetakse värsket õhku;
- Karteri ventilatsiooniga eemaldatakse ainult karteri aurud.
Karteri ventilatsiooniventiil:
Karteri ventilatsioon on nii tagasilöögiklapp kui ka rõhureguleerimisventiil, mis juhib karteri ventilatsioonist ülerõhu mootori sisselaskeavasse, kuid sulgub vastupidises suunas. Enamasti on karteri tuulutusventiil konstrueeritud vedruga membraanventiilina, mis hoiab karteri alarõhu välisõhu rõhuga võrreldes ligikaudu 0,02–0,03 baari.
Selle PCV-klapi avamisel neelavad veeaurud ja läbipuhutavad gaasid sisselaskeõhus ja koospõlevad silindris.
Karteri tuulutusklapp on ühelt poolt ühendatud välisõhuga ja teiselt poolt sisselaskekollektoriga. Eesmärk on hoida karteris madalat konstantset rõhku sisselaskekollektori rõhkude vahel.
- Tühikäigul on rõhk sisselaskekollektoris madal (negatiivne rõhk). Klapp on peaaegu suletud;
- Kui kiirendate, avatakse drosselklapp veidi ja seejärel tõuseb õhurõhk sisselaskekollektoris (vähem vaakumit). Klapp avaneb veidi kaugemale.
Klapi avamisel liigub tihendusketas vedrujõu vastu ülespoole. Läbipääsu suurendatakse, et võimaldada rohkem karteri aurude väljutamist sisselaskeavasse.
Läbipuhutavad gaasid:
Gaase, mis põlemiskambrist karterisse sisenevad, nimetatakse läbipuhumisgaasideks. Läbipuhutavad gaasid võivad karterisse siseneda mitmel viisil. Mootori poolt tekitatud läbipuhumisgaaside hulka mõjutavad enim sellised tegurid nagu kolvi kliirens, kolvirõngaste seisukord ning silindri seina ovaalsus ja kulumine.
Põlemisel tekib ühe liitri kütuse kohta ligikaudu üks kg veeauru, millest osa jõuab mööda kolvirõngaid karterisse.
Külma mootori ja kiirendusega rikkaliku segu soojenemisel tekib enamik läbipuhuvaid gaase, mille tõttu satub põlemata või mittetäielikult põlenud kütus karterisse. Läbipuhutavad gaasid koosnevad 10–40% ulatuses naftast ja ülejäänu sellistest gaasidest nagu H20, CO, Co2, HC ja NOx.
Karteri ventilatsiooni ja karteri ventilatsiooni versioonid:
Piltidel on näha osa mootoriplokist, milles karteri ventilatsiooni tüüp on äratuntav. Karteri ventilatsiooni komponendid on tähistatud pneumaatiliste sümbolitega.
Legend näitab sümbolite tähendusi.
Iga karteri ventilatsiooni tüüp on nummerdatud (1 kuni 7).
1. reguleerimata karteri ventilatsioon gaasiventiili äravooluga:
Karteri õhutus koosneb õliseparaatorist ning õhufiltri ja drosselklapi vahelise õhuvooliku voolikust. See on karteri ventilatsiooni kõige lihtsam versioon, mida me sõiduautodes kohtame. Sellel konstruktsioonil on palju puudusi:
– karteri aurud võivad põhjustada õhumassimõõtur saastama;
– alarõhk karteris sõltub õhufiltri takistusest.
2. karteri ventilatsioon koos tagasilöögiklapiga ees ja piiranguga pärast drosselklappi:
Võrreldes numbriga 1 (ülal) on parem ventilatsioon, sest osalisel koormusel on parem õhuvool üle drosselklapi. Puuduseks on see, et konstruktsioon on keerulisem kui number 1.
3. karteri ventilatsioon koos voolusuuna muutmisega ventilatsioonitorus:
Suur pluss on see, et see hõlmab karteri ventilatsiooni, mitte ainult õhu eemaldamist. Puuduseks on see, et on vaja teist õliseparaatorit ja õliseparaatoris on õhuvool vastupidine.
4. reguleeritud karteri ventilatsioon koos äravooluga pärast gaasiventiili:
Kuna see versioon asub pärast drosselklappi, on karteri ventilatsioonis rohkem alarõhku (suurem imemisefekt). Seetõttu on vaja rõhuregulaatorit. Õliseparaatori ja sisselasketoru vahel on rõhuregulaator, mis avaneb ainult teatud karteri rõhul. Ilma ülerõhuta karteris on rõhuregulaator suletud.
5. reguleeritud karteri ventilatsioonisüsteem gaasiventiili väljalaskega:
Selles versioonis näeme ka rõhuregulaatorit. Selle süsteemi lisandiks on drosselklapi ees oleva õhu sisselasketoru ja klapikaanel oleva ühenduse vaheline voolik. See võimaldab ventilatsiooni. Puuduseks on see, et drosselklapi kohal on valeõhku.
6. Ülelaadimisega mootori karteri reguleerimata ventilatsioon:
Drosselklapi ja sisselaskekollektori vahel on karteri õhutusvoolikus tagasilöögiklapp. See ei lase turbolal karteri ventilatsioonisüsteemi ülerõhku puhuda. Täiskoormuse korral jääks see rõhualandusklapp suletuks ja karteri rõhk tõuseks liiga kõrgeks. Sel põhjusel on turbo imiküljele kinnitatud täiendav voolikuga õliseparaator.
7. ülelaadimisega mootori karteri juhitav ventilatsioonisüsteem:
Klapikaane voolik võimaldab karteri ventilatsiooni. Kahe tagasilöögiklapiga rõhureguleerimisventiil võimaldab õliseparaatorile suuremat alarõhku. Puuduseks on selle süsteemi keerukus.
Õli eraldajad:
Et vältida mootoriõli imemist karteri ventilatsiooni kaudu sisselaskekanalisse koos läbipuhumisgaasidega, kasutavad tootjad õliseparaatoreid. Ilma õliseparaatorita võivad sellised komponendid nagu õhumassimõõtur, turbo, ventiilid ja katalüüsmuundur või tahkete osakeste filter saastuda või kahjustuda. Nagu nimigi ütleb, eraldab õliseparaator õhu ja õlijäägid. Õliseparaatoreid on saadaval erinevates versioonides: tsüklon-, labürint- ja elektrolüütseparaatorid. Neid kolme versiooni kirjeldatakse järgmistes lõikudes.
Tsüklonõli eraldaja:
Tsükloni õliseparaator eraldab karteri aurudes oleva õli ja õhu õhu keerisemise teel. Keerlemisel tekkiv tsentrifugaaljõud põhjustab raskemate õliosakeste paiskumise vastu korpuse sisemust.
Ülejäänud õlipiisad suunatakse vooliku kaudu tagasi karterisse. Õhk surub rõhureguleerimisventiili ülespoole vedrujõu vastu ja suunatakse mootori sisselaskeavasse. Pildilt näeme, et turbo imeb seda õhku.
Rõhu reguleerimisventiil sulgub, kui karteris ähvardab tekkida vaakum, näiteks kui turbo imeb palju õhku. Liiga kõrge vaakum karteris võib kahjustada tihendeid ja tihendeid.
Labürindi õliseparaator:
Labürindi õliseparaatorit kombineeritakse sageli tsüklonseparaatoriga. Labürindi õliseparaatoris põrkuvad karteri aurud deflektoritega. Õlipiisad eralduvad õhust ja langevad tagasi karterisse. Ülejäänud õlijäägid eraldatakse seejärel aurudest tsüklonseparaatoris.
Suurenenud karterirõhu ja liigsete karteriaurude korral, näiteks kolvirõngaste liigse kulumise tõttu, avaneb rõhu piirav klapp, et vältida karteri rõhu liiga kõrget tõusu.
Allolevatel piltidel on 2.0 TDI VW mootori klapikate. Mõlemat tüüpi õliseparaatorid on paigaldatud klapikaanele.
Allolevatel piltidel on näha labürindi ja tsükloni õliseparaatorite asukohad. Karteriaur satub labürinti (vasakul). Labürindis eraldatakse jämedad õlijäägid voolavast õhust. Labürindist jõuab karteriaur tsükloni sektsiooni, et eemaldada õhust viimased õlijäägid.
Elektrostaatiline õliseparaator:
Eelnevalt mainitud õliseparaatorid ei saavuta 100% efektiivset eraldamist. Kui karteriaur läbib seda tüüpi õliseparaatoreid madalal kiirusel, nagu võib juhtuda ka madalatel kiirustel, jäävad auru sisse väikesed õlipiisad. Elektrostaatiline õliseparaator eemaldab ka need väikesed tilgad karteri aurudest. Puhastatud karteriaur sisaldab vähem kui ühe protsendi õlist, mis sattus puhastamata karteri aurudesse.
Järgmisel joonisel on kujutatud elektrostaatilist õliseparaatorit.
Kõrgepinge muudab ka kõige väiksemad õlipiisad magnetiliseks, nii et need jäävad separaatorisse kinni. Sel viisil eraldatakse õli õhust.
Korpuses on trafo, mis muundab pardapinge 12 või 24 volti (reisijate- või tarbesõidukis) kõrgeks pingeks 9–12 kilovoldine.
Karteri ventilatsiooni elektriküte:
Karteri aur sisaldab veeauru. Peatükis “Läbipuhutavad gaasid” oli juba kirjeldatud, et ühe liitri kütuse kohta eraldub ligikaudu üks kg veeauru, millest osa jõuab kolvirõngaid pidi karterisse. Külma mootoriga, mille temperatuur karteri õhutusavas on alla 70 kraadi Celsiuse järgi, kondenseerub veeaur veena. Paljude külmkäivituste ja lühikeste sõitude korral koguneb mootoriplokki suur hulk vett.
Mootori töötamise ajal osa niiskust aurustub ja aur eemaldatakse läbi karteri õhutusava. Karteri aur kondenseerub mootoriosade külmematele osadele, sealhulgas karteri õhutusvoolikutele. Vältimaks voolikus oleva auru külmumist madala välisõhu temperatuuri juures, paigaldavad paljud autotootjad karteri õhutusvoolikusse ühe või mitu kütteelementi.
Kütmise aktiveerib ECU külmkäivituse ajal.
Kütteelemendita mootoritel või kus soojendus ei tööta, on õhutusvooliku külmumise oht. Selles kohas tekib ummistus. Karteri rõhk tõuseb siis tunduvalt kõrgemaks. Suurenenud karterirõhu tagajärjel võib väntvõlli tihendi või tihendite (klapikaane või õlivanni tihendi) kaudu lekkida õli.
Mootorid, mis ei saavuta piisavalt töötemperatuuri, võivad põhjustada õlivannis oleva vee külmumise. Kuna õli hõljub vee peal, blokeerib jää õli voolu õlisõelasse. Madal õlirõhk põhjustab mootori kahjustusi. Selles lõigus kirjeldatud elektriküte ei paku lahendust: soojendus hoiab ära karteri ventilatsioonivoolikute külmumise, mis võivad asuda mootoriruumi ülaosas. Selleks, et karterisse ei koguneks palju vett, on mõistlik lasta mootoril sageli soojeneda, tehes pikki sõite, mitte lükates hooldusvälbasid edasi ja vältides nii palju kui võimalik lühikesi mõnekilomeetriseid sõite.
Levinud karteri ventilatsiooniprobleemid:
- Ummistunud karteri ventilatsioon: karterisse tekib kõrge rõhk ja see takistab mootori tööd. Mootorite puhul, milles on palju valget muda (niiskusega õlijäägid, mis on põhjustatud alati lühikeste vahemaade läbimisest, kus mootor ei saavuta kunagi töötemperatuuri, või defektsest termostaadist), võib karteri ventilatsioon täielikult ummistuda. Voolikud on siis lörtsi täis ja võivad talvel külmuda (sest valge muda koosneb sageli niiskusest). Kui see juhtub, võivad voolikud spontaanselt kokku kukkuda.
- Mõranenud voolikud: õli ründab kummi. Karteri aurud sisaldavad õlijääke ja sisselaskeava voolikud on sageli kummist. Kui need voolikud vananevad, võivad nad rebeneda. Need voolikud tunduvad sageli nagu närimiskummi juba ette ja on märk sellest, et need tuleb välja vahetada.
- Rebenenud karteri ventilatsioonivoolik võib tekitada mootoriruumis ja seega ka salongis ebameeldivat õlilõhna. Mootor hakkab ka valeõhku sisse imema, sest sisseimetud lisaõhku pole õhumassimõõtja mõõtnud. Liigne õhk võib põhjustada mootori ebaühtlase töö, kulutada rohkem kütust ja põhjustada mootori tule süttimist.
- Mootori saastumine: karteriaurud võivad õliseparaatoritest hoolimata siiski sisaldada väikseid õlipiisku. See võib rikkuda mootori sisselasketoru, sealhulgas gaasihoova korpust ja sisselaskeklappe.
- Suurenenud karteri rõhk: see ei ole karteri ventilatsiooni enda probleem, kuid seda on võimalik jälgida ventilatsiooni kaudu. Kui karteri ventilatsiooni kaudu puhutakse palju õhku, võib üks või mitu (surve)kolvirõngast või silindri seina kahjustada saada. Segu lekib survetakti ajal (läbipuhumine) kolvirõngastest mööda karterisse. Et olla kindel, kas põhjus peitub kolvirõngastes, tuleb läbi viia survekatse või silindri lekkekatse. Mootoris, mis seda kannatab, saastub mootoriõli ja vananeb kütuse ja põlemisgaaside tõttu kiiremini.
