Viðfangsefni:
- Loftræsting sveifarhúss almennt
- Loftræstiventill sveifarhúss
- Blæsandi lofttegundir
- Útfærslur af loftræstingu sveifarhúss og loftræstingu sveifarhúss
- Olíuskiljur
- Rafmagnshitun fyrir loftræstingu sveifarhússins
- Algeng vandamál með loftræstingu sveifarhúss
Loftræsting sveifarhúss almennt:
Loftræsting sveifarhúss er kerfi sem losar gufur frá sveifarhúsinu að inntaksgrein vélarinnar. Fyrir utan vélarolíuna inniheldur olíupannan einnig loft. Þetta loft er blandað olíugufum og lágmarks magni af brennslulofttegundum sem fara framhjá stimplahringunum í vélinni Carter enda. Við köllum þetta „blástur“ lofttegundir. Þessi gufa má ekki losna út í loftið að utan. Ef þetta er vísvitandi gert, eins og áður fyrr með gamlar vélar, köllum við það neikvæða sveifarhússloftun. Þetta er hins vegar slæmt fyrir umhverfið, gufurnar samanstanda af brennsluleifum, vatnsgufu og bensíngufu.
Nú á dögum eru gufurnar fluttar til inntaksrásar hreyfilsins með slöngum og rörum (sýnilegt á myndinni hér að neðan). Sveifarhússgufurnar sogast þannig inn í vélina og taka síðan þátt í brunaferlinu. Eftir að þau eru brennd eru þau ekki lengur skaðleg. Við köllum fulllokaða sveifarhússloftræstingu „Jákvæða sveifarhússloftun“, skammstafað sem PCV. Jákvætt sveifarhússloftræstingin er búin svokölluðum PCV loki sem stjórnar þrýstingnum að sveifarhúsinu.
Loftræsting sveifarhúss og loftræstingu sveifarhúss er oft ruglað saman. Það er mikilvægur munur á loftræstingu sveifarhúss og afloftun sveifarhúss:
- við loftræstingu sveifarhússins er gufa sveifarhússins fjarlægð og fersku lofti er veitt;
- Með loftræstingu sveifarhússins eru aðeins sveifarhússgufurnar dregnar út.
Loftræstiventill sveifarhúss:
Loftræsting sveifarhússins er bæði afturventill og þrýstistýringarventill sem tæmir umframþrýsting frá loftræstingu sveifarhússins yfir í inntak vélarinnar en lokar í gagnstæða átt. Í flestum tilfellum er loftræstiventill sveifarhússins hannaður sem fjöðraður þindloki sem heldur undirþrýstingnum í sveifarhúsinu í um það bil 0,02 til 0,03 börum miðað við loftþrýstinginn að utan.
Þegar þessi PCV loki er opnaður, frásogast vatnsgufan og blásturslofttegundirnar í inntaksloftið og brennur með í hólknum.
Loftræstiventill sveifarhússins er tengdur við útiloftið á annarri hliðinni og tengdur við inntaksgreinina hinum megin. Markmiðið er að halda lágum, stöðugum þrýstingi í sveifarhúsinu með mismunandi þrýstingi í inntaksgreininni.
- Í lausagangi er þrýstingurinn í inntaksgreininni lágur (neikvæð þrýstingur). Lokinn er næstum lokaður;
- Þegar þú flýtir fyrir opnast inngjöfarventillinn örlítið og þá hækkar loftþrýstingurinn í inntaksgreininni (minna lofttæmi). Lokinn opnast aðeins lengra.
Þegar lokinn er opnaður færist þéttiskífan upp á móti gormkraftinum. Göngin er þannig aukin til að leyfa meiri sveifarhússgufum að losna í inntakið.
Blæs lofttegundir:
Lofttegundirnar sem koma inn í sveifarhúsið frá brunahólfinu eru kallaðar blásturslofttegundir. Lofttegundir sem blása geta farið inn í sveifarhúsið á margan hátt. Þættir eins og úthreinsun stimpla, ástand stimpilhringanna og sporöskju og slit strokkveggsins hafa mest áhrif á magn blásturslofttegunda sem vélin framleiðir.
Við bruna myndast um það bil eitt kg af vatnsgufu á lítra af eldsneyti, en hluti hennar endar í sveifarhúsinu meðfram stimplahringunum.
Við upphitun á köldum vél og ríkri blöndu með hröðun myndast flestar blásturslofttegundir sem valda því að óbrunnið eða óbrunnið eldsneyti endar í sveifarhúsinu. Blow-by lofttegundirnar samanstanda af 10 til 40% olíu og afgangurinn samanstendur af lofttegundum eins og H20, CO, Co2, HC og NOx.
Útgáfur af loftræstingu sveifarhúss og loftræstingu sveifarhúss:
Myndirnar sýna hluta af vélarblokkinni þar sem hægt er að greina tegund sveifarhússloftræstingar. Íhlutir loftræstingar sveifarhússins eru sýndir með lofttáknum.
Sagan sýnir merkingu táknanna.
Hver tegund af loftræstingu sveifarhúss er númeruð (frá 1 til 7).
1. Óstýrð loftræsting fyrir sveifarhús með niðurfalli fyrir gasventil:
Sveifarhússöndunin samanstendur af olíuskilju og slöngu að loftslöngunni á milli loftsíunnar og inngjafarlokans. Þetta er einfaldasta útgáfan af loftræstingu sveifarhússins sem við lendum í fólksbílum. Það eru margir ókostir við þessa byggingu:
– gufurnar í sveifarhúsinu geta valdið loftmassamælir að menga;
– undirþrýstingur í sveifarhúsinu fer eftir viðnám loftsíunnar.
2. loftræsting sveifarhúss með bakloka að framan og takmörkun á eftir inngjöfarlokanum:
Í samanburði við númer 1 (fyrir ofan) er betri loftræsting, vegna þess að það er betra loftflæði yfir inngjöfarlokann við hlutahleðslu. Ókostur er að smíðin er flóknari en númer 1.
3. loftræsting sveifarhúss með breytingu á flæðisstefnu í loftræstirörinu:
Stóri plúsinn er að þetta felur í sér loftræstingu í sveifarhúsinu en ekki bara afloftun. Ókostir eru þeir að það þarf aðra olíuskilju og að loftflæði í olíuskiljunni er snúið við.
4. Stýrð loftræsting sveifarhúss með niðurfalli á eftir gasventil:
Vegna þess að þessi útgáfa er staðsett á eftir inngjöfarlokanum er meiri undirþrýstingur í loftræstingu sveifarhússins (meiri sogáhrif). Því þarf þrýstijafnara. Á milli olíuskilju og inntaksrörs er þrýstijafnari sem opnast aðeins við ákveðinn sveifarhússþrýsting. Án yfirþrýstings í sveifarhúsinu er þrýstijafnarinn lokaður.
5. stjórnað loftræstikerfi sveifarhúss með útblásturslofti fyrir gasventil:
Við sjáum líka þrýstijafnarann í þessari útgáfu. Viðbótin í þessu kerfi er slöngan á milli loftinntaksrörsins fyrir framan inngjöfarlokann og tengingarinnar á ventlalokinu. Þetta gerir loftræstingu mögulega. Ókosturinn er sá að það er falskt loft yfir inngjöfarlokanum.
6. Óstýrð loftræsting sveifarhúss á forþjöppuhreyfli:
Það er afturloki í öndunarslöngu sveifarhússins á milli inngjafarlokans og inntaksgreinarinnar. Þetta kemur í veg fyrir að túrbó blási umframþrýstingi inn í loftræstikerfi sveifarhússins. Við fullt álag myndi þessi þrýstiloki haldast lokaður og sveifarhússþrýstingurinn hækkar of hátt. Af þessum sökum er viðbótarolíuskilja með slöngu fest við soghlið túrbósins.
7. Stýrt loftræstikerfi sveifarhúss með forþjöppuhreyfli:
Slöngan við lokahlífina gerir loftræstingu sveifarhússins kleift. Þrýstistýringarventillinn með tveimur afturlokum leyfir hærri undirþrýstingi fyrir olíuskiljuna. Ókosturinn er sá að þetta kerfi er flókið.
Olíuskiljur:
Til að koma í veg fyrir að vélarolía sogist inn í inntaksrásina í gegnum loftræstingu sveifarhússins með lofttegundum sem blása út, nota framleiðendur olíuskiljur. Án olíuskilju gætu íhlutir eins og loftmassamælir, túrbó, ventlar og hvarfakútur eða agnasía mengast eða skemmst. Eins og nafnið gefur til kynna aðskilur olíuskiljan loft og olíuleifar. Olíuskiljur eru fáanlegar í mismunandi útgáfum: hvirfilbylgju, völundarhús og rafgreiningarolíuskiljur. Þessum þremur útgáfum er lýst í eftirfarandi málsgreinum.
Cyclone olíuskiljari:
Hvirfilolíuskiljan aðskilur olíuna og loftið í sveifarhússgufunum með því að hvirfla loftið. Miðflóttakrafturinn sem myndast við þyrlun veldur því að þyngri olíuögnunum kastast inn í húsið.
Olíudroparnir sem eftir eru eru skilaðir inn í sveifarhúsið með slöngu. Loftið ýtir þrýstistýringarventilnum upp á móti fjöðrunarkraftinum og er fært til inntaks hreyfilsins. Á myndinni sjáum við að túrbó sogar þetta loft.
Þrýstistýringarventillinn lokar þegar lofttæmi hótar að myndast í sveifarhúsinu, til dæmis þegar túrbó sogar mikið loft inn. Of hátt lofttæmi í sveifarhúsinu gæti skemmt þéttingar og þéttingar.
Labyrinth olíuskiljari:
Völundarhús olíuskilja er oft sameinuð með hringrásarskilju. Í völundarhússolíuskiljunni rekast sveifarhússgufurnar á skífurnar. Olíudroparnir eru aðskildir frá loftinu og falla aftur inn í sveifarhúsið. Olíuleifarnar sem eftir eru eru síðan aðskildar frá gufunni í hringrásarskiljunni.
Með auknum sveifarhússþrýstingi og of mikilli gufu sveifarhússins, td vegna of mikils slits á stimplahringunum, opnast þrýstitakmörkunarventillinn til að koma í veg fyrir að sveifarhússþrýstingurinn hækki of hátt.
Myndirnar hér að neðan sýna ventlalok úr 2.0 TDI VW vél. Báðar gerðir af olíuskiljum eru festar í ventlalokið.
Myndirnar hér að neðan sýna stöðu völundarhússins og olíuskiljanna í fellibylnum. Sveifarhússgufan endar í völundarhúsinu (vinstri). Í völundarhúsinu eru grófu olíuleifarnar aðskildar frá streymandi lofti. Frá völundarhúsinu endar sveifarhússgufan í hringrásarhlutanum til að fjarlægja síðustu olíuleifarnar úr loftinu.
Rafstöðueiginleg olíuskiljari:
Áður nefndu olíuskiljurnar ná ekki 100% skilvirkum aðskilnaði. Ef sveifarhússgufan fer í gegnum þessar gerðir af olíuskiljum á lágum hraða, eins og getur gerst á litlum hraða, verða enn litlir olíudropar eftir í gufunni. Rafstöðueiginleiki olíuskiljunnar fjarlægir einnig þessa litlu dropa úr sveifarhússgufunum. Hreinsaða sveifarhússgufan inniheldur minna en eitt prósent af olíunni sem fór inn í óhreinsaða sveifarhússgufuna.
Eftirfarandi mynd sýnir rafstöðueiginleika olíuskiljuna.
Háspenna gerir jafnvel minnstu olíudropa segulmagnaðir þannig að þeir festast í skilju. Þannig er olían aðskilin frá loftinu.
Í húsinu er spenni sem breytir um borðspennu 12 eða 24 volta (í farþega- eða atvinnubifreið) í háspennu upp á 9 til 12 kílóvolta.
Rafmagnshitun fyrir loftræstingu sveifarhússins:
Sveifarhússgufan inniheldur vatnsgufu. Í kaflanum „viðblásturslofttegundir“ var þegar lýst að um það bil eitt kg af vatnsgufu losnar á lítra af eldsneyti, en hluti hennar endar í sveifarhúsinu meðfram stimplahringunum. Með köldum vél þar sem hitastigið í sveifarhússloftinu er minna en 70 gráður á Celsíus mun vatnsgufan þéttast sem vatn. Með mörgum kaldræsingum og stuttum ferðum safnast mikið vatn í vélarblokkina.
Á meðan vélin er í gangi gufar hluti af rakanum upp og gufan er fjarlægð í gegnum sveifarhússöndunina. Gufa sveifarhússins þéttist á kaldari hlutum vélarhluta, þar með talið öndunarslöngur sveifarhússins. Til að koma í veg fyrir að gufan í slöngunni frjósi við lágt útilofthitastig setja margir bílaframleiðendur eina eða fleiri hitaeiningar í sveifarhússöndunarslöngu.
Upphitunin er virkjuð af ECU við kaldræsingu.
Á vélum án hitaelements, eða þar sem hitunin virkar ekki, eru líkur á að öndunarslangan frjósi. Stífla verður á þeim stað. Þá verður sveifarhússþrýstingurinn töluvert hærri. Vegna aukins sveifarhússþrýstings getur olíuleki orðið í gegnum sveifarássþéttinguna eða þéttingarnar (lokalokið eða olíupönnuþéttingin).
Vélar sem ná ekki nægilega vel vinnuhita geta valdið því að vatnið í olíupönnunni frjósi. Vegna þess að olía flýtur á vatni hindrar ísinn fyrir olíuflæði inn í olíusíuna. Lágur olíuþrýstingur veldur vélarskemmdum. Rafhitunin sem lýst er í þessari málsgrein veitir ekki lausn: hitunin kemur í veg fyrir frystingu á loftræstingarslöngum sveifarhússins sem gætu verið staðsettar efst í vélarrýminu. Til að koma í veg fyrir að mikið vatn safnist fyrir í sveifarhúsinu er gott að láta vélina hitna oft með því að fara langar ferðir, fresta ekki viðhaldsfresti og forðast eins og kostur er stuttar ferðir upp á nokkra kílómetra.
Algeng vandamál með loftræstingu sveifarhúss:
- Stífluð loftræsting sveifarhúss: mikill þrýstingur safnast upp í sveifarhúsinu og hindrar gang vélarinnar. Í vélum með mikið af hvítri seyru (olíuleifar með raka, sem orsakast af því að keyra alltaf stuttar vegalengdir þar sem vélin nær aldrei vinnuhita, eða vegna bilaðs hitastillar) getur loftræsting sveifarhússins stíflast alveg. Slöngurnar eru þá fullar af seyru og geta frosið á veturna (því hvít seyja samanstendur oft af raka). Ef þetta gerist geta slöngurnar hrunið af sjálfu sér.
- Sprungnar slöngur: olía ræðst á gúmmí. Í gufum sveifarhúss eru olíuleifar og eru slöngur að inntakinu oft úr gúmmíi. Þegar þessar slöngur eldast geta þær rifnað. Þessar slöngur líða oft eins og tyggigúmmí fyrirfram og er vísbending um að það þurfi að skipta um þær.
- Rifin sveifarhússloftræstingarslanga getur valdið óþægilegri olíulykt í vélarrýminu og þar af leiðandi í innréttingunni. Vélin mun einnig soga inn falskt loft, því aukaloftið sem sogast inn hefur ekki verið mælt með loftmassamælinum. Ofgnótt loft getur valdið því að vélin gengur óreglulega, eyðir meira eldsneyti og veldur því að vélarljósið kviknar.
- Mengun á vélinni: gufur í sveifarhúsi geta enn innihaldið litla olíudropa þrátt fyrir olíuskiljur. Þetta getur truflað inntaksveg hreyfilsins, þar á meðal inngjöf og inntaksventla.
- Aukinn þrýstingur sveifarhússins: Þetta er ekki vandamál með loftræstingu sveifarhússins sjálfs, en það má sjá það í gegnum loftræstingu. Ef mikið loft er blásið í gegnum loftræstingu sveifarhússins geta einn eða fleiri (þjöppunar) stimplahringir eða strokkveggurinn skemmst. Blandan lekur framhjá stimplahringunum inn í sveifarhúsið meðan á þjöppunarslaginu stendur (blása framhjá). Til að vita með vissu hvort orsökin sé að finna í stimplahringunum þarf að framkvæma þjöppunarpróf eða lekaprófun á strokknum. Í vél sem þjáist af þessu mun vélarolían mengast og eldast hraðar vegna eldsneytis og brennslulofttegunda.
