Thèmes:
- Ventilation du carter en général
- Soupape de ventilation du carter
- Gaz soufflés
- Versions de ventilation de carter et de ventilation de carter
- séparateurs d'huile
- Chauffage électrique pour la ventilation du carter
- Problèmes courants de ventilation du carter
Ventilation du carter en général :
La ventilation du carter est un système qui évacue les fumées du carter vers le collecteur d'admission du moteur. En plus de l'huile moteur, le carter d'huile contient également de l'air. Cet air est mélangé à des vapeurs d'huile et à une quantité minimale de gaz de combustion qui traversent les segments de piston du moteur. charretier finir. Nous appelons cela les gaz « soufflés ». Cette vapeur ne doit pas être rejetée dans l’air extérieur. Si cela est fait délibérément, comme par le passé avec les vieux moteurs, nous appelons cela une ventilation négative du carter. Cependant, c'est mauvais pour l'environnement, les fumées sont constituées de résidus de combustion, de vapeur d'eau et de vapeur d'essence.
De nos jours, les vapeurs sont acheminées vers le conduit d'admission du moteur via des durites et des tuyaux (visibles sur l'image ci-dessous). Les vapeurs du carter sont ainsi aspirées dans le moteur et participent alors au processus de combustion. Une fois brûlés, ils ne sont plus nocifs. Nous appelons la ventilation du carter entièrement fermée une « ventilation positive du carter », en abrégé PCV. La ventilation positive du carter est équipée d'une vanne dite PCV, qui régule la pression dans le carter.
La ventilation du carter et la ventilation du carter sont souvent confondues. Il existe une différence essentielle entre la ventilation du carter et la désaération du carter :
- lors de la ventilation du carter, la vapeur du carter est évacuée et de l'air frais est fourni ;
- Avec la ventilation du carter, seules les vapeurs du carter sont extraites.
Soupape de ventilation du carter :
La ventilation du carter est à la fois un clapet anti-retour et une soupape de régulation de pression, qui évacue l'excès de pression de la ventilation du carter vers l'admission du moteur, mais se ferme dans le sens opposé. Dans la plupart des cas, la soupape de ventilation du carter est conçue comme une soupape à membrane à ressort qui maintient la pression négative dans le carter à environ 0,02 à 0,03 bar par rapport à la pression de l'air extérieur.
Lors de l'ouverture de cette vanne PCV, les vapeurs d'eau et les gaz soufflés sont absorbés dans l'air d'entrée et co-brûlés dans le cylindre.
La soupape de ventilation du carter est reliée à l'air extérieur d'un côté et au collecteur d'admission de l'autre côté. L'objectif est de maintenir une pression faible et constante dans le carter avec des pressions variables dans le collecteur d'admission.
- Au ralenti, la pression dans le collecteur d’admission est faible (pression négative). La vanne est presque fermée ;
- Lorsque vous accélérez, le papillon des gaz s'ouvre légèrement, puis la pression de l'air dans le collecteur d'admission augmente (moins de vide). La valve s'ouvre un peu plus.
Lorsque la vanne est ouverte, le disque d'étanchéité se déplace vers le haut contre la force du ressort. Le passage est ainsi augmenté pour permettre à davantage de vapeurs de carter d'être évacuées vers l'entrée.
Gaz soufflés :
Les gaz qui pénètrent dans le carter depuis la chambre de combustion sont appelés gaz de fuite. Les gaz soufflés peuvent pénétrer dans le carter de plusieurs manières. Des facteurs tels que le jeu du piston, l'état des segments de piston ainsi que l'ovalité et l'usure de la paroi du cylindre ont le plus d'influence sur la quantité de gaz soufflés produits par un moteur.
Lors de la combustion, environ un kg de vapeur d'eau est produit par litre de carburant, dont une partie se retrouve dans le carter le long des segments de piston.
Lors du réchauffement d'un moteur froid et d'un mélange riche lors de l'accélération, la plupart des gaz de fuite sont créés, ce qui fait que du carburant non brûlé ou incomplètement brûlé se retrouve dans le carter. Les gaz soufflés sont constitués de 10 à 40 % de pétrole et le reste est constitué de gaz tels que H20, CO, Co2, HC et NOx.
Versions de ventilation de carter et de ventilation de carter :
Les images montrent une partie du bloc moteur dans laquelle le type de ventilation du carter peut être reconnu. Les composants de la ventilation du carter sont indiqués par des symboles pneumatiques.
La légende montre la signification des symboles.
Chaque type de ventilation du carter est numéroté (de 1 à 7).
1. ventilation non régulée du carter avec vidange pour la vanne gaz :
Le reniflard de carter se compose d'un séparateur d'huile et d'un tuyau menant au tuyau d'air entre le filtre à air et le papillon des gaz. Il s'agit de la version la plus simple de la ventilation du carter que l'on rencontre dans les voitures particulières. Il y a beaucoup d'inconvénients à cette construction :
– les vapeurs du carter peuvent provoquer compteur de masse d'air polluer;
– la dépression dans le carter dépend de la résistance du filtre à air.
2. ventilation du carter avec clapet anti-retour à l'avant et restriction après le papillon des gaz :
Par rapport au numéro 1 (ci-dessus), la ventilation est meilleure, car il y a un meilleur flux d'air sur le papillon des gaz à charge partielle. Un inconvénient est que la construction est plus compliquée que celle du numéro 1.
3. ventilation du carter avec changement de sens d'écoulement dans le tuyau de ventilation :
Le gros plus est qu'il s'agit ici d'une ventilation dans le carter, et pas seulement d'une désaération. Les inconvénients sont qu'un deuxième séparateur d'huile est nécessaire et que le flux d'air dans le séparateur d'huile est inversé.
4. ventilation régulée du carter avec vidange après le robinet gaz :
Comme cette version est située après le papillon des gaz, il y a plus de dépression dans la ventilation du carter (un effet d'aspiration plus important). Un régulateur de pression est donc nécessaire. Entre le séparateur d'huile et le tuyau d'admission se trouve un régulateur de pression qui ne s'ouvre qu'à une certaine pression du carter. Sans surpression dans le carter, le régulateur de pression est fermé.
5. système de ventilation régulée du carter avec échappement pour la vanne gaz :
On voit également le régulateur de pression dans cette version. L'ajout dans ce système est le tuyau entre le tuyau d'admission d'air devant le papillon des gaz et le raccord sur le couvercle de soupape. Cela rend la ventilation possible. L'inconvénient est qu'il y a du faux air au-dessus du papillon des gaz.
6. Ventilation incontrôlée du carter d'un moteur suralimenté :
Il y a un clapet anti-retour dans le tuyau de reniflard du carter entre le papillon des gaz et le collecteur d'admission. Cela empêche le turbo de souffler une pression excessive dans le système de ventilation du carter. Dans des conditions de pleine charge, cette soupape de surpression resterait fermée et la pression du carter augmenterait trop élevée. C'est pour cette raison qu'un séparateur d'huile supplémentaire avec un tuyau est fixé du côté aspiration du turbo.
7. système de ventilation contrôlée du carter d'un moteur suralimenté :
Le tuyau menant au couvercle de soupape permet la ventilation du carter. La vanne de régulation de pression avec deux clapets anti-retour permet une pression négative plus élevée pour le séparateur d'huile. L’inconvénient est que ce système est complexe.
Séparateurs d'huile :
Pour éviter que l'huile moteur ne soit aspirée dans le canal d'admission via la ventilation du carter avec les gaz soufflés, les fabricants utilisent des séparateurs d'huile. Sans séparateur d'huile, des composants tels que le débitmètre massique d'air, le turbo, les soupapes et le catalyseur ou le filtre à particules pourraient être contaminés ou endommagés. Comme son nom l'indique, le séparateur d'huile sépare l'air et les résidus d'huile. Les séparateurs d'huile sont disponibles en différentes versions : les séparateurs d'huile à cyclone, à labyrinthe et électrolytiques. Ces trois versions sont décrites dans les paragraphes suivants.
Séparateur d'huile cyclone :
Le séparateur d'huile à cyclone sépare l'huile et l'air présents dans les vapeurs du carter en faisant tourbillonner l'air. La force centrifuge créée lors du tourbillonnement fait que les particules d'huile les plus lourdes sont projetées contre l'intérieur du boîtier.
Les gouttelettes d'huile restantes sont renvoyées vers le carter via un tuyau. L'air pousse la soupape de régulation de pression vers le haut contre la force du ressort et est acheminé vers l'entrée du moteur. Sur l'image on voit que le turbo aspire cet air.
La soupape de régulation de pression se ferme lorsqu'une dépression menace de se développer dans le carter, par exemple lorsque le turbo aspire beaucoup d'air. Un vide trop élevé dans le carter pourrait endommager les joints et les joints.
Séparateur d'huile à labyrinthe :
Un séparateur d'huile à labyrinthe est souvent combiné avec un séparateur à cyclone. Dans le séparateur d'huile à labyrinthe, les vapeurs du carter entrent en collision avec les chicanes. Les gouttelettes d'huile sont séparées de l'air et retombent dans le carter. Les résidus d'huile restants sont ensuite séparés de la vapeur dans le séparateur à cyclone.
En cas d'augmentation de la pression dans le carter et de vapeurs excessives dans le carter, dues par exemple à une usure excessive des segments de piston, le limiteur de pression s'ouvre pour empêcher une augmentation trop élevée de la pression dans le carter.
Les images ci-dessous montrent un couvercle de soupape d'un moteur VW 2.0 TDI. Les deux types de séparateurs d'huile sont montés dans le couvercle de soupape.
Les images ci-dessous montrent les positions des séparateurs d'huile à labyrinthe et à cyclone. La vapeur du carter finit dans le labyrinthe (à gauche). Dans le labyrinthe, les gros résidus d'huile sont séparés de l'air en circulation. Depuis le labyrinthe, la vapeur du carter se retrouve dans la section cyclone pour éliminer les derniers résidus d'huile de l'air.
Séparateur d'huile électrostatique :
Les séparateurs d’huile mentionnés précédemment n’atteignent pas une séparation efficace à 100 %. Si la vapeur du carter passe à travers ces types de séparateurs d'huile à basse vitesse, comme cela peut se produire à basse vitesse, de petites gouttelettes d'huile restent toujours dans la vapeur. Le séparateur d'huile électrostatique élimine également ces petites gouttelettes des vapeurs du carter. La vapeur du carter nettoyé contient moins de XNUMX pour cent de l’huile qui a pénétré dans la vapeur du carter non nettoyée.
La figure suivante montre le séparateur d'huile électrostatique.
La haute tension rend magnétiques même les plus petites gouttelettes d'huile, de sorte qu'elles restent collées dans le séparateur. De cette façon, l'huile est séparée de l'air.
Le boîtier contient un transformateur qui convertit la tension de bord de 12 ou 24 volts (dans un véhicule de tourisme ou utilitaire) en une haute tension de 9 à 12 kilovolts.
Chauffage électrique pour la ventilation du carter :
La vapeur du carter contient de la vapeur d'eau. Dans la section « Gaz soufflés », il a déjà été décrit qu'environ un kg de vapeur d'eau est libéré par litre de carburant, dont une partie finit dans le carter le long des segments de piston. Avec un moteur froid où la température dans l’évent du carter est inférieure à 70 degrés Celsius, la vapeur d’eau se condensera sous forme d’eau. Lors de nombreux démarrages à froid et de trajets courts, une grande quantité d'eau s'accumule dans le bloc moteur.
Pendant que le moteur tourne, une partie de l'humidité s'évapore et la vapeur est évacuée par le reniflard du carter. La vapeur du carter se condense sur les parties les plus froides des pièces du moteur, y compris les durites de reniflard du carter. Pour éviter que la vapeur contenue dans le tuyau ne gèle à basse température de l'air extérieur, de nombreux constructeurs automobiles installent un ou plusieurs éléments chauffants dans un tuyau de reniflard de carter.
Le chauffage est activé par le calculateur lors d'un démarrage à froid.
Sur les moteurs sans élément chauffant ou sur lesquels le chauffage ne fonctionne pas, il existe un risque que le tuyau de reniflard gèle. Un blocage se produit à cet endroit. La pression dans le carter devient alors considérablement plus élevée. En raison de l'augmentation de la pression du carter, des fuites d'huile peuvent se produire à travers le joint ou les joints de vilebrequin (couvercle de soupape ou joint de carter d'huile).
Les moteurs qui n’atteignent pas suffisamment leur température de fonctionnement peuvent faire geler l’eau présente dans le carter d’huile. Parce que l’huile flotte sur l’eau, la glace bloque l’écoulement de l’huile dans le filtre à huile. Une faible pression d'huile endommage le moteur. Le chauffage électrique décrit dans ce paragraphe n'apporte pas de solution à cela : il évite le gel des durites de ventilation du carter qui peuvent se trouver en partie haute du compartiment moteur. Pour éviter que beaucoup d'eau ne s'accumule dans le carter, il est conseillé de laisser le moteur chauffer souvent en effectuant de longs trajets, de ne pas retarder les intervalles d'entretien et d'éviter autant que possible les trajets courts de quelques kilomètres.
Problèmes courants de ventilation du carter :
- Ventilation du carter obstruée : une pression élevée s'accumule dans le carter et gêne le fonctionnement du moteur. Dans les moteurs avec beaucoup de boues blanches (résidus d'huile avec humidité, causés par des trajets toujours courts où le moteur n'atteint jamais la température de fonctionnement ou par un thermostat défectueux), la ventilation du carter peut se boucher complètement. Les tuyaux sont alors remplis de boues et peuvent geler en hiver (car les boues blanches sont souvent constituées d'humidité). Si cela se produit, les tuyaux peuvent s'effondrer spontanément.
- Durites fissurées : l’huile attaque le caoutchouc. Les fumées du carter contiennent des résidus d'huile et les durites d'admission sont souvent en caoutchouc. En vieillissant, ces tuyaux peuvent se déchirer. Ces tuyaux ressemblent souvent à du chewing-gum à l’avance et indiquent qu’ils doivent être remplacés.
- Un tuyau de ventilation du carter déchiré peut provoquer une odeur d'huile désagréable dans le compartiment moteur et donc aussi à l'intérieur. Le moteur aspire également du faux air, car l'air supplémentaire aspiré n'a pas été mesuré par le débitmètre massique d'air. L'excès d'air peut provoquer un fonctionnement irrégulier du moteur, consommer plus de carburant et provoquer l'allumage du voyant moteur.
- Contamination du moteur : les vapeurs du carter peuvent encore contenir de petites gouttelettes d'huile malgré les séparateurs d'huile. Cela peut encrasser le conduit d'admission du moteur, y compris le corps de papillon et les soupapes d'admission.
- Augmentation de la pression du carter : ce n'est pas un problème lié à la ventilation du carter elle-même, mais il peut être observé à travers la ventilation. Si beaucoup d'air est soufflé à travers la ventilation du carter, un ou plusieurs segments de piston (à compression) ou la paroi du cylindre peuvent être endommagés. Le mélange s'échappe au-delà des segments de piston dans le carter moteur pendant la course de compression (soufflage). Pour savoir avec certitude si la cause se trouve dans les segments de piston, un test de compression ou un test d'étanchéité des cylindres doit être effectué. Dans un moteur qui en souffre, l'huile moteur sera contaminée et vieillira plus rapidement à cause du carburant et des gaz de combustion.
