Subiecte:
- Ventilația carterului în general
- Supapă de ventilație carter
- Gaze de scurgere
- Versiuni de ventilație carter și ventilație carter
- Separatoare de ulei
- Încălzire electrică pentru ventilarea carterului
- Probleme comune de ventilație a carterului
General ventilatie carter:
Ventilația carterului este un sistem care evacuează gazele din carter către galeria de admisie a motorului. Pe lângă uleiul de motor, baia de ulei conține și aer. Acest aer este amestecat cu vapori de ulei și o cantitate minimă de gaze de ardere care trec prin segmentele pistonului din motor cărăuș sfârșesc. Acestea le numim gazele de „suflare”. Acești vapori nu trebuie eliberați în aerul exterior. Dacă acest lucru este făcut în mod deliberat, ca în trecut cu motoarele vechi, o numim ventilație negativă a carterului. Cu toate acestea, acest lucru este dăunător pentru mediu, fumurile constau din reziduuri de ardere, vapori de apă și vapori de benzină.
În prezent, vaporii sunt transportați către tractul de admisie al motorului prin furtunuri și țevi (vizibil în imaginea de mai jos). Vaporii carterului sunt astfel aspirați în motor și apoi participă la procesul de ardere. După ce sunt arse, nu mai sunt dăunătoare. Numim ventilația carterului complet închisă „Ventilație pozitivă a carterului”, prescurtată ca PCV. Ventilația pozitivă a carterului este echipată cu o așa-numită supapă PCV, care reglează presiunea către carter.
Ventilația carterului și ventilația carterului sunt adesea confundate. Există o diferență esențială între ventilația carterului și dezaerarea carterului:
- în timpul ventilației carterului, vaporii de carter sunt îndepărtați și este furnizat aer proaspăt;
- La ventilarea carterului sunt extrași doar vaporii carterului.
Supapa de ventilare a carterului:
Ventilația carterului este atât o supapă de reținere, cât și o supapă de control al presiunii, care drenează excesul de presiune din ventilația carterului la admisia motorului, dar se închide în sens opus. În cele mai multe cazuri, supapa de ventilație a carterului este proiectată ca o supapă cu diafragmă cu arc care menține presiunea negativă în carter la aproximativ 0,02 până la 0,03 bar în comparație cu presiunea aerului exterior.
La deschiderea acestei supape PCV, vaporii de apă și gazele de scurgere sunt absorbiți în aerul de admisie și co-arsați în cilindru.
Supapa de ventilație a carterului este conectată la aerul exterior pe o parte și conectată la galeria de admisie pe cealaltă parte. Scopul este de a menține o presiune scăzută și constantă în carter cu presiuni diferite în galeria de admisie.
- La ralanti, presiunea în galeria de admisie este scăzută (presiune negativă). Supapa este aproape închisă;
- Când accelerați, supapa de accelerație este deschisă ușor și apoi presiunea aerului din galeria de admisie crește (mai puțin vid). Supapa se deschide puțin mai departe.
Când supapa este deschisă, discul de etanșare se mișcă în sus împotriva forței arcului. Pasajul este astfel mărit pentru a permite evacuarea mai multor vapori de carter în orificiu de admisie.
Gaze de scurgere:
Gazele care intră în carter din camera de ardere se numesc gaze de suflare. Gazele de scurgere pot pătrunde în carter în multe feluri. Factori precum jocul pistonului, starea segmentelor de piston și ovalitatea și uzura peretelui cilindrului au cea mai mare influență asupra cantității de gaze de scurgere produse de un motor.
În timpul arderii, se produce aproximativ un kg de vapori de apă pe litru de combustibil, din care o parte ajunge în carter de-a lungul segmentelor pistonului.
În timpul încălzirii unui motor rece și a unui amestec bogat cu accelerare, se creează majoritatea gazelor de scurgere, ceea ce face ca combustibilul nears sau ars incomplet să ajungă în carter. Gazele de suflare constau din 10 până la 40% ulei, iar restul constă din gaze precum H20, CO, Co2, HC și NOx.
Versiuni de ventilație carter și ventilație carter:
Imaginile arată o parte a blocului motor în care poate fi recunoscut tipul de ventilație a carterului. Componentele ventilației carterului sunt indicate prin simboluri pneumatice.
Legenda arată semnificațiile simbolurilor.
Fiecare tip de ventilație a carterului este numerotat (de la 1 la 7).
1. ventilație nereglată carter cu scurgere pentru supapa de gaz:
Ventilatorul carterului constă dintr-un separator de ulei și un furtun către furtunul de aer dintre filtrul de aer și supapa de accelerație. Aceasta este cea mai simplă versiune a ventilației carterului pe care o întâlnim la mașinile de pasageri. Există o mulțime de dezavantaje la această construcție:
– vaporii carterului pot provoca contor de masă de aer a polua;
– presiunea negativă în carter depinde de rezistența filtrului de aer.
2. ventilație carter cu supapă de reținere în față și restricție după supapa de accelerație:
În comparație cu numărul 1 (de mai sus), există o ventilație mai bună, deoarece există un flux de aer mai bun peste supapa de accelerație la sarcină parțială. Un dezavantaj este că construcția este mai complicată decât numărul 1.
3. ventilație carter cu schimbarea direcției de curgere în conducta de ventilație:
Marele plus este că aceasta implică ventilație în carter, și nu doar dezaerare. Dezavantajele sunt că este necesar un al doilea separator de ulei și că fluxul de aer în separatorul de ulei este inversat.
4. ventilație reglată carter cu scurgere după supapa de gaz:
Deoarece această versiune este situată după supapa de accelerație, există mai multă subpresiune în ventilația carterului (un efect de aspirație mai mare). Prin urmare, este necesar un regulator de presiune. Între separatorul de ulei și conducta de admisie există un regulator de presiune care se deschide doar la o anumită presiune în carter. Fără suprapresiune în carter, regulatorul de presiune este închis.
5. sistem de ventilație reglat carter cu evacuare pentru supapa de gaz:
Vedem și regulatorul de presiune în această versiune. Adăugarea în acest sistem este furtunul dintre conducta de admisie a aerului din fața supapei de accelerație și racordul de pe capacul supapei. Acest lucru face posibilă ventilația. Dezavantajul este că există aer fals peste supapa de accelerație.
6. Ventilație necontrolată a carterului unui motor supraalimentat:
Există o supapă de reținere în furtunul de aerisire a carterului între supapa de accelerație și galeria de admisie. Acest lucru împiedică turbo-ul să sufle presiune în exces în sistemul de ventilație a carterului. În condiții de încărcare maximă, această supapă de limitare a presiunii ar rămâne închisă, iar presiunea în carter ar crește prea mult. Din acest motiv, pe partea de aspirație a turbo este atașat un separator suplimentar de ulei cu un furtun.
7. sistem de ventilație controlată a carterului unui motor supraalimentat:
Furtunul de la capacul supapei permite ventilarea carterului. Supapa de reglare a presiunii cu două supape de reținere permite o presiune negativă mai mare pentru separatorul de ulei. Dezavantajul este că acest sistem este complex.
Separatoare de ulei:
Pentru a preveni aspirarea uleiului de motor în canalul de admisie prin ventilația carterului cu gazele de suflare, producătorii folosesc separatoare de ulei. Fără un separator de ulei, componente precum contorul de masă de aer, turbo, supapele și convertizorul catalitic sau filtrul de particule ar putea fi contaminate sau deteriorate. După cum sugerează și numele, separatorul de ulei separă aerul și reziduurile de ulei. Separatoarele de ulei sunt disponibile în diferite versiuni: separatoare de ulei cu ciclon, labirint și electrolitic. Aceste trei versiuni sunt descrise în paragrafele următoare.
Separator de ulei ciclon:
Separatorul de ulei ciclon separă uleiul și aerul din vaporii carterului prin agitarea aerului în vortex. Forța centrifugă creată în timpul învârtirii face ca particulele de ulei mai grele să fie aruncate spre interiorul carcasei.
Picăturile de ulei care rămân sunt returnate în carter printr-un furtun. Aerul împinge supapa de control a presiunii în sus împotriva forței arcului și este alimentat la admisia motorului. În imagine vedem că turbo-ul aspiră acest aer.
Supapa de reglare a presiunii se închide atunci când un vid amenință să se dezvolte în carter, de exemplu când turbo aspiră mult aer. Un vid prea mare în carter poate deteriora garniturile și garniturile.
Separator de ulei labirint:
Un separator de ulei labirint este adesea combinat cu un separator ciclon. În separatorul de ulei labirint, vaporii carterului se ciocnesc cu deflectoarele. Picăturile de ulei sunt separate de aer și cad înapoi în carter. Resturile de ulei rămase sunt apoi separate de vapori în separatorul cu ciclon.
Cu o presiune crescută în carter și vapori excesivi în carter, de exemplu din cauza uzurii excesive a segmentelor pistonului, supapa de limitare a presiunii se deschide pentru a preveni creșterea prea mare a presiunii în carter.
Imaginile de mai jos prezintă un capac de supapă de la un motor VW 2.0 TDI. Ambele tipuri de separatoare de ulei sunt montate în capacul supapei.
Imaginile de mai jos arată pozițiile separatoarelor de ulei labirint și ciclon. Vaporii carterului ajung în labirint (stânga). În labirint, reziduurile grosiere de ulei sunt separate de aerul care curge. Din labirint, vaporii de carter ajung în secțiunea ciclonului pentru a elimina ultimele reziduuri de ulei din aer.
Separator electrostatic de ulei:
Separatoarele de ulei menționate anterior nu realizează o separare eficientă de 100%. Dacă vaporii de carter trec prin aceste tipuri de separatoare de ulei la viteză mică, așa cum se poate întâmpla la viteze mici, mici picături de ulei rămân totuși în vapori. Separatorul electrostatic de ulei îndepărtează și aceste mici picături din vaporii carterului. Vaporii de carter curățați conține mai puțin de un procent din uleiul care a intrat în vaporii de carter necurățați.
Figura următoare prezintă separatorul electrostatic de ulei.
Tensiunea ridicată face chiar și cele mai mici picături de ulei magnetice, astfel încât acestea să se lipească în separator. În acest fel uleiul este separat de aer.
Carcasa conține un transformator care transformă tensiunea de la bord de 12 sau 24 volți (într-un vehicul de pasageri sau comercial) la o tensiune înaltă de 9 până la 12 kilovolți.
Încălzire electrică pentru ventilarea carterului:
Vaporii carterului conțin vapori de apă. În secțiunea „gaze de scurgere” s-a descris deja că se eliberează aproximativ un kg de vapori de apă pe litru de combustibil, din care o parte ajunge în carter de-a lungul inelelor pistonului. Cu un motor rece, unde temperatura din orificiul de ventilație al carterului este mai mică de 70 de grade Celsius, vaporii de apă se vor condensa sub formă de apă. Cu multe porniri la rece și călătorii scurte, o cantitate mare de apă se adună în blocul motor.
În timp ce motorul funcționează, o parte din umiditate se evaporă, iar vaporii sunt îndepărtați prin ventilația carterului. Vaporii carterului se condensează pe părțile mai reci ale pieselor motorului, inclusiv pe furtunurile de aerisire a carterului. Pentru a preveni înghețarea vaporilor din furtun la temperaturi scăzute ale aerului exterior, mulți producători de mașini instalează unul sau mai multe elemente de încălzire într-un furtun de aerisire a carterului.
Încălzirea este activată de ECU în timpul pornirii la rece.
La motoarele fără element de încălzire sau unde încălzirea nu funcționează, există șansa ca furtunul de aerisire să înghețe. În acea locație are loc un blocaj. Presiunea în carter devine apoi considerabil mai mare. Ca urmare a presiunii crescute în carter, pot apărea scurgeri de ulei prin etanșarea arborelui cotit sau prin garnituri (capacul supapei sau garnitura baii de ulei).
Motoarele care nu ating suficient temperatura de funcționare pot provoca înghețarea apei din baia de ulei. Deoarece uleiul plutește pe apă, gheața blochează curgerea uleiului în sita de ulei. Presiunea scăzută a uleiului cauzează deteriorarea motorului. Încălzirea electrică descrisă în acest paragraf nu oferă o soluție: încălzirea previne înghețarea furtunurilor de ventilație a carterului care pot fi amplasate în partea de sus a compartimentului motor. Pentru a preveni acumularea multă apă în carter, este bine să lăsați motorul să se încălzească des făcând călătorii lungi, fără amânarea intervalelor de întreținere și evitând pe cât posibil călătoriile scurte de câțiva kilometri.
Probleme frecvente de ventilare a carterului:
- Ventilație înfundată a carterului: presiunea ridicată se acumulează în carter și împiedică funcționarea motorului. La motoarele cu mult nămol alb (reziduuri de ulei cu umiditate, cauzate de mersul mereu pe distanțe scurte unde motorul nu atinge niciodată temperatura de funcționare, sau de un termostat defect), ventilația carterului se poate înfunda complet. Furtunurile sunt apoi pline de nămol și pot îngheța iarna (deoarece nămolul alb este adesea format din umiditate). Dacă se întâmplă acest lucru, furtunurile se pot prăbuși spontan.
- Furtunuri crăpate: uleiul atacă cauciucul. Aburii carterului conțin reziduuri de ulei, iar furtunurile de la admisie sunt adesea din cauciuc. Pe măsură ce aceste furtunuri îmbătrânesc, se pot rupe. Aceste furtunuri simt adesea ca guma de mestecat în avans și este un indiciu că trebuie înlocuite.
- Un furtun de ventilație a carterului rupt poate provoca un miros neplăcut de ulei în compartimentul motor și, prin urmare, și în interior. De asemenea, motorul va aspira aer fals, deoarece aerul suplimentar aspirat nu a fost măsurat de contorul de masă de aer. Excesul de aer poate face ca motorul să funcționeze neregulat, să consume mai mult combustibil și să aprindă ledul motor.
- Contaminarea motorului: vaporii carterului pot conține totuși mici picături de ulei în ciuda separatoarelor de ulei. Acest lucru poate afecta tractul de admisie al motorului, inclusiv corpul clapetei și supapele de admisie.
- Creșterea presiunii în carter: Aceasta nu este o problemă cu ventilația carterului în sine, dar poate fi observată prin ventilație. Dacă este suflat mult aer prin ventilația carterului, unul sau mai multe segmente de piston (de compresie) sau peretele cilindrului pot fi deteriorate. Amestecul se scurge dincolo de segmentele pistonului în carter în timpul cursei de compresie (suflare). Pentru a ști cu siguranță dacă cauza poate fi găsită în segmentele pistonului, trebuie efectuat un test de compresie sau un test de scurgere a cilindrului. Într-un motor care suferă de acest lucru, uleiul de motor se va contamina și se va îmbătrâni mai repede din cauza combustibilului și a gazelor de ardere.
