Aiheet:
- Kampikammion tuuletus yleensä
- Kampikammion tuuletusventtiili
- Puhalluskaasut
- Kampikammion tuuletuksen ja kampikammion tuuletuksen versiot
- Öljynerottimet
- Sähkölämmitys kampikammion tuuletukseen
- Yleisiä kampikammion tuuletusongelmia
Kampikammion tuuletus yleistä:
Kampikammion tuuletus on järjestelmä, joka poistaa savut kampikammiosta moottorin imusarjaan. Moottoriöljyn lisäksi öljypohja sisältää myös ilmaa. Tähän ilmaan sekoitetaan öljyhöyryjä ja pieni määrä polttokaasuja, jotka kulkevat moottorin männänrenkaat carter päätyä. Kutsumme näitä "blow by" kaasuiksi. Tätä höyryä ei saa päästää ulkoilmaan. Jos tämä tehdään tarkoituksella, kuten aiemmin vanhojen moottoreiden kanssa, kutsumme sitä negatiiviseksi kampikammion tuuletukseksi. Tämä on kuitenkin haitallista ympäristölle, höyryt koostuvat palamisjäämistä, vesihöyrystä ja bensiinihöyrystä.
Nykyään höyryt johdetaan moottorin imukanavaan letkuja ja putkia pitkin (näkyy alla olevassa kuvassa). Kampikammion höyryt imeytyvät näin moottoriin ja osallistuvat sitten palamisprosessiin. Poltettuaan ne eivät ole enää haitallisia. Kutsumme täysin suljettua kampikammion tuuletusta "Positive Crankcase Ventilation", lyhennettynä PCV. Positiivinen kampikammion tuuletus on varustettu ns. PCV-venttiilillä, joka säätelee kampikammion painetta.
Kampikammion tuuletus ja kampikammion tuuletus sekoitetaan usein. Kampikammion tuuletuksen ja kampikammion ilmanvaihdon välillä on olennainen ero:
- kampikammion tuuletuksen aikana kampikammion höyryt poistetaan ja raitista ilmaa syötetään;
- Kampikammion tuuletuksella vain kampikammion höyryt poistetaan.
Kampikammion tuuletusventtiili:
Kampikammion tuuletus on sekä takaiskuventtiili että paineensäätöventtiili, joka poistaa ylipaineen kampikammion tuuletuksesta moottorin imuaukkoon, mutta sulkeutuu vastakkaiseen suuntaan. Useimmissa tapauksissa kampikammion tuuletusventtiili on suunniteltu jousikuormitteiseksi kalvoventtiiliksi, joka pitää alipaineen kampikammiossa noin 0,02-0,03 baarissa ulkoilmanpaineeseen verrattuna.
Kun tätä PCV-venttiiliä avataan, vesihöyryt ja puhalluskaasut imeytyvät tuloilmaan ja yhdessä palavat sylinterissä.
Kampikammion tuuletusventtiili liitetään toiselta puolelta ulkoilmaan ja toiselta puolelta imusarjaan. Tavoitteena on pitää kampikammiossa alhainen vakiopaine vaihtelevilla paineilla imusarjassa.
- Tyhjäkäynnillä paine imusarjassa on alhainen (alipaine). Venttiili on melkein kiinni;
- Kiihdytettäessä kaasuventtiili avautuu hieman ja sitten ilmanpaine imusarjassa nousee (vähemmän tyhjiötä). Venttiili aukeaa hieman pidemmälle.
Kun venttiili avataan, tiivistelevy liikkuu ylöspäin jousivoimaa vastaan. Kanava on siten kasvanut, jotta enemmän kampikammiohöyryjä pääsee poistumaan imuaukkoon.
Puhalluskaasut:
Kaasuja, jotka tulevat kampikammioon polttokammiosta, kutsutaan ohipuhalluskaasuiksi. Ohjauskaasut voivat päästä kampikammioon monin tavoin. Sellaiset tekijät kuten männän välys, männänrenkaiden kunto sekä sylinterin seinämän soikeus ja kuluminen vaikuttavat eniten moottorin tuottamien puhalluskaasujen määrään.
Polttoainelitraa kohden syntyy palamisen aikana noin kilo vesihöyryä, josta osa päätyy männänrenkaita pitkin kampikammioon.
Kylmän moottorin ja rikkaan kiihdytyksen lämmityksen aikana syntyy suurin osa ohivirtauskaasuista, jolloin palamaton tai epätäydellisesti palanut polttoaine päätyy kampikammioon. Puhalluskaasut koostuvat 10-40 % öljystä ja loput kaasuista, kuten H20, CO, Co2, HC ja NOx.
Kampikammion tuuletuksen ja kampikammion tuuletuksen versiot:
Kuvissa näkyy osa moottorilohkosta, josta kampikammion tuuletuksen tyyppi voidaan tunnistaa. Kampikammion tuuletuksen osat on merkitty pneumaattisilla symboleilla.
Selite näyttää symbolien merkitykset.
Jokainen kampikammion tuuletustyyppi on numeroitu (1-7).
1. säätelemätön kampikammion tuuletus kaasuventtiilin tyhjennyksellä:
Kampikammion huohotin koostuu öljynerottimesta ja letkusta ilmansuodattimen ja kaasuventtiilin väliseen ilmaletkuun. Tämä on yksinkertaisin versio kampikammion tuuletuksesta, jonka kohtaamme henkilöautoissa. Tällä rakenteella on monia haittoja:
– kampikammion höyryt voivat aiheuttaa ilmamassamittari saastuttaa;
– Kampikammion alipaine riippuu ilmansuodattimen vastuksesta.
2. kampikammion tuuletus takaiskuventtiilillä edessä ja rajoituksella kaasuventtiilin jälkeen:
Verrattuna numeroon 1 (yllä) on parempi ilmanvaihto, koska osakuormituksella on parempi ilmavirtaus kuristusventtiilin yli. Haittapuolena on, että rakenne on monimutkaisempi kuin numero 1.
3. kampikammion tuuletus ilmanvaihtoputken virtaussuunnan muutoksella:
Suuri plussa on, että tämä edellyttää ilmanvaihtoa kampikammiossa, ei vain ilmanpoistoa. Haittapuolena on, että tarvitaan toinen öljynerotin ja että öljynerottimen ilmavirtaus on päinvastainen.
4. säädettävä kampikammion tuuletus kaasuventtiilin jälkeen tyhjennyksellä:
Koska tämä versio sijaitsee kaasuventtiilin jälkeen, kampikammion tuuletuksessa on enemmän alipainetta (enemmän imutehoa). Siksi paineensäädin tarvitaan. Öljynerottimen ja tuloputken välissä on paineensäädin, joka avautuu vain tietyllä kampikammion paineella. Ilman ylipainetta kampikammiossa paineensäädin on kiinni.
5. säädelty kampikammion tuuletusjärjestelmä kaasuventtiilin pakokaasulla:
Näemme myös paineensäätimen tässä versiossa. Lisäyksenä tähän järjestelmään on letku kaasuventtiilin edessä olevan ilmanottoputken ja venttiilin kannen liitännän välillä. Tämä mahdollistaa ilmanvaihdon. Haittana on, että kaasuventtiilin päällä on väärää ilmaa.
6. Ahdettu moottorin hallitsematon kampikammion tuuletus:
Kampikammion tuuletusletkussa on kaasuventtiilin ja imusarjan välissä takaiskuventtiili. Tämä estää turboa puhaltamasta ylipainetta kampikammion tuuletusjärjestelmään. Täysi kuormitusolosuhteissa tämä paineenalennusventtiili pysyisi kiinni ja kampikammion paine nousisi liian korkeaksi. Tästä syystä turbon imupuolelle on kiinnitetty ylimääräinen öljynerotin letkulla.
7. Ahdettu moottorin ohjattu kampikammion tuuletusjärjestelmä:
Venttiilin kannen letku mahdollistaa kampikammion tuuletuksen. Paineensäätöventtiili kahdella takaiskuventtiilillä mahdollistaa korkeamman alipaineen öljynerottimelle. Haittana on, että tämä järjestelmä on monimutkainen.
Öljynerottimet:
Valmistajat käyttävät öljynerottimia estääkseen moottoriöljyn imeytymisen imukanavaan kampikammion tuuletuksen kautta puhalluskaasujen kanssa. Ilman öljynerotinta komponentit, kuten ilmamassamittari, turbo, venttiilit ja katalysaattori tai hiukkassuodatin, voivat saastua tai vaurioitua. Kuten nimestä voi päätellä, öljynerotin erottaa ilman ja öljyjäämät. Öljynerottimia on saatavana eri versioina: sykloni-, labyrintti- ja elektrolyyttiset öljynerottimet. Nämä kolme versiota kuvataan seuraavissa kappaleissa.
Sykloniöljynerotin:
Sykloniöljynerotin erottaa kampikammiohöyryistä öljyn ja ilman pyörteillä. Pyörityksen aikana syntyvä keskipakovoima saa raskaammat öljyhiukkaset sinkoamaan kotelon sisäpintaa vasten.
Jäljelle jääneet öljypisarat palautetaan letkun kautta kampikammioon. Ilma työntää paineensäätöventtiiliä ylöspäin jousivoimaa vasten ja syötetään moottorin imuaukkoon. Kuvasta nähdään, että turbo imee tätä ilmaa.
Paineensäätöventtiili sulkeutuu, kun kampikammioon uhkaa muodostua tyhjiö, esimerkiksi kun turbo imee paljon ilmaa. Liian suuri alipaine kampikammiossa voi vaurioittaa tiivisteitä ja tiivisteitä.
Labyrinttiöljynerotin:
Labyrinttiöljynerotin yhdistetään usein syklonierottimeen. Labyrinttiöljynerottimessa kampikammion höyryt törmäävät ohjauslevyihin. Öljypisarat erottuvat ilmasta ja putoavat takaisin kampikammioon. Loput öljyjäännökset erotetaan sitten höyrystä syklonierottimessa.
Kampikammion paineen kasvaessa ja kampikammion liiallisessa höyryssä, esimerkiksi männänrenkaiden liiallisesta kulumisesta, paineenrajoitusventtiili avautuu estämään kampikammion paineen nousemisen liian korkeaksi.
Alla olevissa kuvissa näkyy venttiilikoppa 2.0 TDI VW -moottorista. Molemmat öljynerottimet on asennettu venttiilin kanteen.
Alla olevissa kuvissa näkyy labyrintti- ja sykloniöljynerottimien sijainnit. Kampikammion höyry päätyy labyrintiin (vasemmalla). Labyrintissa karkeat öljyjäämät erotetaan virtaavasta ilmasta. Labyrintista kampikammion höyry päätyy sykloniosaan poistamaan viimeiset öljyjäämät ilmasta.
Sähköstaattinen öljynerotin:
Edellä mainitut öljynerottimet eivät saavuta 100 % tehokasta erotusta. Jos kampikammion höyry kulkee tämän tyyppisten öljynerottimien läpi alhaisella nopeudella, kuten voi tapahtua pienillä nopeuksilla, pieniä öljypisaroita jää edelleen höyryyn. Sähköstaattinen öljynerotin poistaa myös nämä pienet pisarat kampikammion höyryistä. Puhdistettu kampikammiohöyry sisältää alle yhden prosentin öljystä, joka on päässyt puhdistamattomaan kampikammiohöyryyn.
Seuraavassa kuvassa näkyy sähköstaattinen öljynerotin.
Korkea jännite tekee pienimmistäkin öljypisaroista magneettisia niin, että ne tarttuvat erottimeen. Tällä tavalla öljy erotetaan ilmasta.
Kotelossa on muuntaja, joka muuntaa 12 tai 24 V:n jännitteen (matkustaja- tai hyötyajoneuvossa) 9-12 kilovoltin korkeaksi jännitteeksi.
Kampikammion ilmanvaihdon sähkölämmitys:
Kampikammion höyry sisältää vesihöyryä. Ohjauskaasut-kohdassa on jo kuvattu, että polttoainelitraa kohden vapautuu noin kilo vesihöyryä, josta osa päätyy kampikammioon männänrenkaita pitkin. Kylmällä moottorilla, jossa lämpötila kampikammion tuuletusaukossa on alle 70 celsiusastetta, vesihöyry tiivistyy vedena. Useilla kylmäkäynnistyksellä ja lyhyillä matkoilla moottorilohkoon kerääntyy suuri määrä vettä.
Moottorin käydessä osa kosteudesta haihtuu ja höyry poistuu kampikammion tuulettimen kautta. Kampikammion höyry tiivistyy moottorin osien kylmimpiin osiin, mukaan lukien kampikammion tuuletusletkut. Estääkseen letkun höyryn jäätymisen matalissa ulkoilman lämpötiloissa monet autonvalmistajat asentavat kampikammion tuuletusletkuun yhden tai useamman lämmityselementin.
ECU aktivoi lämmityksen kylmäkäynnistyksen aikana.
Moottoreissa, joissa ei ole lämmityselementtiä tai joissa lämmitys ei toimi, on mahdollista, että tuuletusletku jäätyy. Siinä paikassa tapahtuu tukos. Kampikammion paine kasvaa tällöin huomattavasti. Kampikammion paineen nousun seurauksena öljyvuoto voi tapahtua kampiakselin tiivisteen tai tiivisteiden (venttiilikopan tai öljypohjan tiivisteen) kautta.
Moottorit, jotka eivät saavuta käyttölämpötilaa riittävästi, voivat aiheuttaa öljypohjassa olevan veden jäätymisen. Koska öljy kelluu veden päällä, jää estää öljyn virtauksen öljysuodattimeen. Matala öljynpaine aiheuttaa moottorivaurioita. Tässä kappaleessa kuvattu sähkölämmitys ei tarjoa ratkaisua: lämmitys estää moottoritilan yläosassa mahdollisesti sijaitsevien kampikammion tuuletusletkujen jäätymisen. Jotta kampikammioon ei kerääntyisi paljon vettä, on hyvä antaa moottorin lämmetä usein tekemällä pitkiä matkoja, lykkäämättä huoltovälejä ja välttämällä lyhyitä muutaman kilometrin matkoja mahdollisimman paljon.
Yleiset kampikammion tuuletusongelmat:
- Tukkeutunut kampikammion tuuletus: kampikammioon muodostuu korkea paine ja vaikeuttaa moottorin toimintaa. Moottoreissa, joissa on paljon valkoista lietettä (öljyjäämät, joissa on kosteutta, jotka johtuvat aina lyhyistä matkoista, joissa moottori ei koskaan saavuta käyttölämpötilaa, tai viallinen termostaatti), kampikammion tuuletus voi tukkeutua kokonaan. Letkut ovat tällöin täynnä lietettä ja voivat jäätyä talvella (koska valkoinen liete koostuu usein kosteudesta). Jos näin tapahtuu, letkut voivat romahtaa itsestään.
- Halkeilevat letkut: öljy syövyttää kumia. Kampikammion höyryt sisältävät öljyjäämiä ja imuaukon letkut ovat usein kumia. Kun nämä letkut vanhenevat, ne voivat repeytyä. Nämä letkut tuntuvat usein purukumilta etukäteen ja ovat merkki siitä, että ne on vaihdettava.
- Revennyt kampikammion tuuletusletku voi aiheuttaa epämiellyttävää öljyn hajua moottoritilassa ja siten myös sisätiloissa. Moottori imee myös väärää ilmaa, koska sisään imettyä ylimääräistä ilmaa ei ole mitattu ilmamassamittarilla. Ylimääräinen ilma voi saada moottorin käymään epäsäännöllisesti, kuluttaa enemmän polttoainetta ja aiheuttaa moottorin merkkivalon syttymisen.
- Moottorin saastuminen: kampikammion höyryt voivat silti sisältää pieniä öljypisaroita öljynerottimesta huolimatta. Tämä voi vahingoittaa moottorin imukanavaa, mukaan lukien kaasuläpän runko ja imuventtiilit.
- Lisääntynyt kampikammion paine: Tämä ei ole itse kampikammion tuuletuksen ongelma, mutta se on havaittavissa ilmanvaihdon kautta. Jos kampikammion tuuletuksen läpi puhalletaan paljon ilmaa, yksi tai useampi (puristus) männänrengas tai sylinterin seinämä voi vaurioitua. Seos vuotaa männänrenkaiden ohi kampikammioon puristustahdin aikana (puhallus). Jotta tietää varmasti, löytyykö syy männänrenkaista, on suoritettava puristustesti tai sylinterin vuototesti. Tästä kärsivässä moottorissa moottoriöljy likaantuu ja vanhenee nopeammin polttoaineen ja palamiskaasujen takia.
Aiheeseen liittyvät sivut:
