Предметы:
- Вентиляция картера в целом
- Клапан вентиляции картера
- Картерные газы
- Варианты вентиляции картера и вентиляции картера
- Маслоотделители
- Электрообогрев вентиляции картера.
- Распространенные проблемы с вентиляцией картера
Общие сведения о вентиляции картера:
Вентиляция картера — это система, которая отводит пары из картера во впускной коллектор двигателя. Помимо моторного масла, в масляном поддоне также находится воздух. Этот воздух смешивается с парами масла и минимальным количеством продуктов сгорания, которые проходят через поршневые кольца в двигателе. возчик завершить. Мы называем их «прорывными» газами. Этот пар не должен выбрасываться в наружный воздух. Если это делается намеренно, как раньше со старыми двигателями, мы называем это отрицательной вентиляцией картера. Однако это вредно для окружающей среды, дым состоит из остатков сгорания, водяного пара и паров бензина.
В настоящее время пары подаются во впускной тракт двигателя через шланги и трубки (видны на изображении ниже). Таким образом, картерные пары всасываются в двигатель и затем участвуют в процессе сгорания. После того, как они сгорят, они уже не опасны. Мы называем полностью закрытую вентиляцию картера «положительной вентиляцией картера», сокращенно PCV. Принудительная вентиляция картера оснащена так называемым клапаном PCV, который регулирует давление в картере.
Вентиляцию картера и вентиляцию картера часто путают. Между вентиляцией картера и деаэрацией картера имеется существенная разница:
- при вентиляции картера удаляются картерные пары и подается свежий воздух;
- При вентиляции картера удаляются только картерные пары.
Клапан вентиляции картера:
Вентиляция картера является одновременно обратным клапаном и клапаном регулирования давления, который сбрасывает избыточное давление из вентиляции картера во впуск двигателя, но закрывается в обратном направлении. В большинстве случаев клапан вентиляции картера выполнен в виде подпружиненного мембранного клапана, который поддерживает отрицательное давление в картере примерно на уровне 0,02–0,03 бар по сравнению с давлением наружного воздуха.
При открытии этого клапана PCV пары воды и картерные газы поглощаются входящим воздухом и совместно сгорают в цилиндре.
Клапан вентиляции картера соединен с наружным воздухом с одной стороны и с впускным коллектором с другой стороны. Цель состоит в том, чтобы поддерживать низкое постоянное давление в картере при изменении давления во впускном коллекторе.
- На холостом ходу давление во впускном коллекторе низкое (отрицательное давление). Клапан почти закрыт;
- При ускорении дроссельная заслонка приоткрывается и тогда давление воздуха во впускном коллекторе повышается (разрежение меньше). Клапан открывается немного дальше.
Когда клапан открыт, уплотнительный диск перемещается вверх против силы пружины. Таким образом, проход увеличивается, чтобы обеспечить возможность выхода большего количества паров картера во впускное отверстие.
Картерные газы:
Газы, поступающие в картер из камеры сгорания, называются картерными газами. Картерные газы могут попасть в картер разными способами. Наибольшее влияние на количество картерных газов, вырабатываемых двигателем, оказывают такие факторы, как зазор поршня, состояние поршневых колец, а также овальность и износ стенок цилиндра.
При сгорании на литр топлива выделяется примерно один кг водяных паров, часть которых попадает в картер двигателя по поршневым кольцам.
При прогреве холодного двигателя и богатой смеси при ускорении образуется большая часть картерных газов, из-за чего несгоревшее или не полностью сгоревшее топливо попадает в картер. Картерные газы на 10–40% состоят из масла, а остальная часть состоит из таких газов, как H20, CO, Co2, HC и NOx.
Варианты вентиляции картера и вентиляции картера:
На изображениях показана часть блока двигателя, по которой можно распознать тип вентиляции картера. Компоненты вентиляции картера обозначены пневматическими символами.
В легенде показаны значения символов.
Каждый тип вентиляции картера имеет номер (от 1 до 7).
1. нерегулируемая вентиляция картера со сливом под газовый клапан:
Сапун картера состоит из маслоотделителя и шланга к воздушному шлангу между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой. Это самый простой вариант вентиляции картера, с которым мы сталкиваемся в легковых автомобилях. Недостатков у такой конструкции немало:
– пары картера могут вызвать расходомер воздуха загрязнять;
– разрежение в картере зависит от сопротивления воздушного фильтра.
2. Вентиляция картера с обратным клапаном спереди и дросселем после дроссельной заслонки:
По сравнению с номером 1 (выше) вентиляция лучше, поскольку при частичной нагрузке поток воздуха через дроссельную заслонку лучше. Недостаток – конструкция сложнее, чем №1.
3. Вентиляция картера с изменением направления потока в вентиляционном патрубке:
Большой плюс в том, что речь идет о вентиляции картера, а не только о деаэрации. Недостатки заключаются в том, что требуется второй маслоотделитель и что поток воздуха в маслоотделителе меняется на противоположный.
4. регулируемая вентиляция картера со сливом после газового клапана:
Поскольку эта версия расположена после дроссельной заслонки, в системе вентиляции картера создается большее разрежение (более сильный эффект всасывания). Поэтому необходим регулятор давления. Между маслоотделителем и впускным патрубком установлен регулятор давления, который открывается только при определенном давлении в картере. Без избыточного давления в картере регулятор давления закрыт.
5. регулируемая система вентиляции картера с вытяжкой под газовый клапан:
В этой версии мы также видим регулятор давления. Дополнением в этой системе является шланг между воздухозаборным патрубком перед дроссельной заслонкой и патрубком на клапанной крышке. Это делает возможной вентиляцию. Недостаток – наличие ложного воздуха над дроссельной заслонкой.
6. Неконтролируемая вентиляция картера двигателя с наддувом:
В шланге вентиляции картера между дроссельной заслонкой и впускным коллектором имеется обратный клапан. Это не позволяет турбине нагнетать избыточное давление в систему вентиляции картера. В условиях полной нагрузки этот предохранительный клапан останется закрытым, и давление в картере поднимется слишком высоко. По этой причине на стороне всасывания турбины прикреплен дополнительный маслоотделитель со шлангом.
7. управляемая система вентиляции картера двигателя с наддувом:
Шланг к клапанной крышке обеспечивает вентиляцию картера. Клапан регулирования давления с двумя обратными клапанами обеспечивает более высокое отрицательное давление в маслоотделителе. Недостатком является то, что эта система сложна.
Маслоотделители:
Для предотвращения засасывания моторного масла во впускной канал через вентиляцию картера с картерными газами производители используют маслоотделители. Без маслоотделителя такие компоненты, как расходомер воздуха, турбина, клапаны и каталитический нейтрализатор или сажевый фильтр, могут быть загрязнены или повреждены. Как следует из названия, маслоотделитель отделяет воздух и остатки масла. Маслоотделители доступны в различных исполнениях: циклонные, лабиринтные и электролитические маслоотделители. Эти три версии описаны в следующих параграфах.
Циклонный маслоотделитель:
Циклонный маслоотделитель разделяет масло и воздух в парах картера путем вихревого перемешивания воздуха. Центробежная сила, создаваемая во время завихрения, заставляет более тяжелые частицы масла выбрасываться внутрь корпуса.
Оставшиеся капли масла возвращаются в картер через шланг. Воздух толкает клапан регулирования давления вверх против силы пружины и подается на впуск двигателя. На изображении мы видим, что турбо засасывает этот воздух.
Клапан регулирования давления закрывается, когда в картере возникает угроза образования вакуума, например, когда турбина всасывает много воздуха. Слишком высокий вакуум в картере может привести к повреждению прокладок и уплотнений.
Лабиринтный маслоотделитель:
Лабиринтный маслоотделитель часто комбинируют с циклонным сепаратором. В лабиринтном маслоотделителе картерные пары сталкиваются с перегородками. Капли масла отделяются от воздуха и попадают обратно в картер. Оставшиеся остатки масла затем отделяются от паров в циклонном сепараторе.
При повышенном давлении в картере и чрезмерном испарении картерных газов, например, из-за чрезмерного износа поршневых колец, клапан ограничения давления открывается, чтобы предотвратить слишком высокое повышение давления в картере.
На изображениях ниже показана клапанная крышка двигателя VW 2.0 TDI. Оба типа маслоотделителей установлены в клапанной крышке.
На изображениях ниже показано расположение лабиринтных и циклонных маслоотделителей. Картерные пары попадают в лабиринт (слева). В лабиринте крупные остатки масла отделяются от поступающего воздуха. Из лабиринта картерные пары попадают в циклонную секцию для удаления последних остатков масла из воздуха.
Электростатический маслоотделитель:
Упомянутые ранее маслоотделители не обеспечивают 100% эффективного разделения. Если пар картера проходит через маслоотделители такого типа на низкой скорости, что может происходить на низких скоростях, в паре все равно остаются небольшие капли масла. Электростатический маслоотделитель также удаляет эти мелкие капли из паров картера. Очищенные картерные пары содержат менее одного процента масла, попавшего в неочищенные картерные пары.
На следующем рисунке показан электростатический маслоотделитель.
Высокое напряжение придает намагниченность даже самым маленьким каплям масла, поэтому они прилипают к сепаратору. Таким образом масло отделяется от воздуха.
В корпусе размещен трансформатор, преобразующий бортовое напряжение 12 или 24 вольта (в легковом или коммерческом автомобиле) в высокое напряжение от 9 до 12 киловольт.
Электрообогрев вентиляции картера:
Картерные пары содержат водяной пар. В разделе «Картерные газы» уже было описано, что на литр топлива выделяется примерно один кг водяных паров, часть которых попадает в картер по поршневым кольцам. На холодном двигателе, где температура в вентиляционном отверстии картера составляет менее 70 градусов Цельсия, водяной пар конденсируется в виде воды. При частом холодном запуске и коротких поездках в блоке двигателя скапливается большое количество воды.
Во время работы двигателя часть влаги испаряется и пары удаляются через систему вентиляции картера. Картерные пары конденсируются на более холодных частях двигателя, включая шланги вентиляции картера. Чтобы пары в шланге не замерзали при низких температурах наружного воздуха, многие производители автомобилей устанавливают в шланг вентиляции картера один или несколько нагревательных элементов.
Подогрев активируется ЭБУ при холодном запуске.
На двигателях без нагревательного элемента или где обогрев не работает, существует вероятность замерзания шланга сапуна. В этом месте происходит блокировка. При этом давление в картере становится значительно выше. В результате повышенного давления в картере может возникнуть утечка масла через сальник коленвала или прокладки (клапанную крышку или прокладку масляного поддона).
Двигатели, которые недостаточно достигают рабочей температуры, могут привести к замерзанию воды в масляном поддоне. Поскольку масло плавает на воде, лед блокирует поток масла в масляный фильтр. Низкое давление масла приводит к повреждению двигателя. Описанный в этом пункте электрообогреватель не решает эту проблему: отопитель предотвращает замерзание шлангов вентиляции картера, которые могут располагаться в верхней части моторного отсека. Чтобы предотвратить скопление большого количества воды в картере, рекомендуется часто прогревать двигатель, совершая длительные поездки, не откладывая интервалы технического обслуживания и по возможности избегая коротких поездок на несколько километров.
Распространенные проблемы с вентиляцией картера:
- Засоренная вентиляция картера: в картере создается высокое давление, затрудняющее работу двигателя. В двигателях с большим количеством белого осадка (остатки масла с влагой, возникающие из-за постоянной езды на короткие расстояния, когда двигатель никогда не достигает рабочей температуры, или из-за неисправного термостата) вентиляция картера может полностью засориться. Шланги тогда полны осадка и могут замерзнуть зимой (поскольку белый осадок часто состоит из влаги). Если это произойдет, шланги могут самопроизвольно разрушиться.
- Треснувшие шланги: масло разъедает резину. Картерные газы содержат остатки масла, а шланги впуска часто изготавливаются из резины. По мере старения эти шланги могут порваться. Эти шланги часто кажутся жевательной резинкой и являются признаком того, что их необходимо заменить.
- Порванный шланг вентиляции картера может стать причиной неприятного запаха масла в моторном отсеке, а значит, и в салоне. Двигатель также будет всасывать ложный воздух, поскольку дополнительный всасываемый воздух не был измерен расходомером воздуха. Избыток воздуха может привести к нестабильной работе двигателя, потреблению большего количества топлива и загоранию индикатора двигателя.
- Загрязнение двигателя: пары картера все еще могут содержать мелкие капли масла, несмотря на маслоотделители. Это может привести к загрязнению впускного тракта двигателя, включая корпус дроссельной заслонки и впускные клапаны.
- Повышенное давление в картере: Это не проблема самой вентиляции картера, но ее можно наблюдать через вентиляцию. Если через систему вентиляции картера продувается много воздуха, возможно повреждение одного или нескольких (компрессионных) поршневых колец или стенки цилиндра. Смесь просачивается через поршневые кольца в картер во время такта сжатия (продувка). Чтобы точно знать, кроется ли причина в поршневых кольцах, необходимо провести проверку компрессии или проверку герметичности цилиндра. В двигателе, который страдает от этого, моторное масло будет загрязняться и стареть быстрее из-за топлива и дымовых газов.
