Предмети:
- Вентиляція картера в цілому
- Клапан вентиляції картера
- Продувні гази
- Варіанти вентиляції картера і вентиляції картера
- Олійні сепаратори
- Електропідігрів вентиляції картера
- Поширені проблеми з вентиляцією картера
Загальна вентиляція картера:
Вентиляція картера – це система, яка відводить гази з картера у впускний колектор двигуна. Окрім моторного масла, масляний піддон також містить повітря. Це повітря змішується з масляними парами та мінімальною кількістю газів згоряння, які проходять через поршневі кільця двигуна. візник закінчити. Ми називаємо їх газами, що продуваються. Ці пари не повинні потрапляти у зовнішнє повітря. Якщо це робиться свідомо, як у минулому зі старими двигунами, ми називаємо це негативною вентиляцією картера. Однак це шкідливо для навколишнього середовища, випари складаються із залишків згоряння, водяної пари та парів бензину.
У наш час пари транспортуються до впускного тракту двигуна через шланги та труби (видно на зображенні нижче). Таким чином, пари з картера всмоктуються в двигун і потім беруть участь у процесі згоряння. Після їх спалювання вони вже не шкідливі. Ми називаємо повністю закриту вентиляцію картера «позитивною вентиляцією картера», скорочено PCV. Примусова вентиляція картера оснащена так званим клапаном PCV, який регулює тиск у картері.
Вентиляцію картера і вентиляцію картера часто плутають. Між вентиляцією картера і деаерацією є суттєва різниця:
- при вентиляції картера відводиться картерна пара і подається свіже повітря;
- При вентиляції картера відсмоктуються лише пари з картера.
Клапан вентиляції картера:
Вентиляція картера є одночасно зворотним клапаном і клапаном регулювання тиску, який відводить надлишковий тиск з вентиляції картера на вхід двигуна, але закривається в протилежному напрямку. У більшості випадків вентиляційний клапан картера сконструйований як підпружинений мембранний клапан, який підтримує негативний тиск у картері на рівні приблизно 0,02–0,03 бар порівняно з тиском зовнішнього повітря.
При відкритті цього клапана PCV водяні пари та гази, що надходять, поглинаються вхідним повітрям і спільно згоряються в циліндрі.
Клапан вентиляції картера з'єднаний з зовнішнім повітрям з одного боку і з'єднаний з впускним колектором з іншого боку. Мета полягає в тому, щоб підтримувати низький постійний тиск у картері зі змінним тиском у впускному колекторі.
- На холостому ходу тиск у впускному колекторі низький (негативний тиск). Клапан майже закритий;
- Коли ви прискорюєтеся, дросельна заслінка трохи відкривається, і тоді тиск повітря у впускному колекторі зростає (менше розрідження). Клапан відкривається трохи далі.
Коли клапан відкривається, ущільнювальний диск рухається вгору проти сили пружини. Таким чином, прохід збільшується, щоб дозволити більшій кількості парів з картера виходити на вхід.
Продувні гази:
Гази, які надходять у картер із камери згоряння, називаються продувними газами. Продувні гази можуть потрапляти в картер різними способами. Такі фактори, як поршневий зазор, стан поршневих кілець, а також овальність і знос стінки циліндра найбільше впливають на кількість газів, що утворюються двигуном.
При згорянні на літр палива утворюється приблизно один кг водяної пари, частина якої потрапляє в картер уздовж поршневих кілець.
Під час прогріву холодного двигуна і багатої суміші з прискоренням утворюється більшість газів, що продуваються, через що незгоріле або неповністю згоріле паливо потрапляє в картер. Продувні гази складаються з 10-40% нафти, а решта складається з газів, таких як H20O, CO, Co2, HC і NOx.
Варіанти вентиляції картера і вентиляції картера:
На зображеннях показана частина блоку двигуна, в якій можна розпізнати тип вентиляції картера. Компоненти вентиляції картера позначаються пневматичними символами.
Легенда показує значення символів.
Кожен тип вентиляції картера пронумерований (від 1 до 7).
1. нерегульована вентиляція картера зі зливом для газового клапана:
Сапун картера складається з масловідділювача і шланга до повітряного шлангу між повітряним фільтром і дросельною заслінкою. Це найпростіший варіант вентиляції картера, який ми зустрічаємо в легкових автомобілях. Недоліків у такої конструкції досить багато:
– випари з картера можуть спричинити масомір повітря забруднювати;
– негативний тиск в картері залежить від опору повітряного фільтра.
2. вентиляція картера зі зворотним клапаном спереду і обмеженням після дросельної заслінки:
Порівняно з номером 1 (вище), є краща вентиляція, оскільки є кращий потік повітря через дросельну заслінку при частковому навантаженні. Недоліком є те, що конструкція складніша, ніж номер 1.
3. вентиляція картера зі зміною напрямку потоку у вентиляційній трубі:
Великим плюсом є те, що це передбачає вентиляцію в картері, а не тільки деаерацію. Недоліки полягають у тому, що потрібен другий масловідділювач і те, що потік повітря в масловіддільнику реверсований.
4. регульована вентиляція картера зі зливом після газового клапана:
Оскільки ця версія розташована після дросельної заслінки, у вентиляції картера створюється більший знижений тиск (більший ефект всмоктування). Тому потрібен регулятор тиску. Між масловіддільником і впускним патрубком знаходиться регулятор тиску, який відкривається тільки при певному тиску в картері. При відсутності надлишкового тиску в картері регулятор тиску закритий.
5. регульована система вентиляції картера з вихлопом для газового клапана:
Також ми бачимо регулятор тиску в цій версії. Доповненням у цій системі є шланг між повітрозабірною трубою перед дросельною заслінкою та з’єднанням на кришці клапана. Це робить можливим провітрювання. Недоліком є помилкове повітря над дросельною заслінкою.
6. Неконтрольована вентиляція картера двигуна з наддувом:
У шлангу вентиляції картера між дросельною заслінкою і впускним колектором є зворотний клапан. Це запобігає надлишковому тиску турбіни в систему вентиляції картера. За умов повного навантаження цей запобіжний клапан залишатиметься закритим, а тиск у картері підвищуватиметься занадто високо. З цієї причини на стороні всмоктування турбіни приєднаний додатковий масловіддільник зі шлангом.
7. керована система вентиляції картера двигуна з наддувом:
Шланг до клапанної кришки забезпечує вентиляцію картера. Клапан регулювання тиску з двома зворотними клапанами забезпечує вищий негативний тиск для масловіддільника. Недоліком є те, що ця система є складною.
Олійні сепаратори:
Щоб запобігти всмоктуванню моторного масла у впускний канал через вентиляцію картера з продувними газами, виробники використовують масловідділювачі. Без масляного сепаратора такі компоненти, як масомір повітря, турбіна, клапани та каталітичний нейтралізатор або сажовий фільтр, можуть забруднитися або пошкодитися. Як випливає з назви, масловідділювач відокремлює повітря та залишки масла. Масловіддільники випускаються в різних варіантах: циклонні, лабіринтові та електролітичні масловіддільники. Ці три версії описані в наступних параграфах.
Циклонний масловіддільник:
Циклонний масловідділювач розділяє масло та повітря в парах картера за допомогою завихрення повітря. Відцентрова сила, яка створюється під час завихрення, змушує більш важкі частинки масла відкидатися всередину корпусу.
Краплі масла, що залишилися, повертаються в картер через шланг. Повітря штовхає клапан регулювання тиску вгору проти сили пружини та подається до вхідного отвору двигуна. На зображенні ми бачимо, що турбіна всмоктує це повітря.
Клапан регулювання тиску закривається, коли в картері загрожує розрідження, наприклад, коли турбіна всмоктує багато повітря. Занадто високий вакуум у картері може пошкодити прокладки та ущільнення.
Лабіринтовий масловіддільник:
Лабіринтовий масловіддільник часто комбінують з циклонним сепаратором. У лабіринтовому масловідділювачі пари картера стикаються з перегородками. Краплі масла відокремлюються від повітря і потрапляють назад в картер. Потім залишки масла відокремлюються від пари в циклонному сепараторі.
При підвищеному тиску в картері і надмірному випаровуванні картера, наприклад через надмірний знос поршневих кілець, клапан обмеження тиску відкривається, щоб запобігти надто високому підвищенню тиску в картері.
На зображеннях нижче показано клапанну кришку двигуна 2.0 TDI VW. Масловіддільники обох типів встановлені в клапанній кришці.
На зображеннях нижче показано розташування лабіринтового та циклонного масловіддільників. Картерні пари потрапляють у лабіринт (зліва). У лабіринті грубі залишки масла відокремлюються від потоку повітря. З лабіринту пари з картера потрапляють у секцію циклону для видалення з повітря останніх залишків масла.
Електростатичний масловіддільник:
Згадані раніше масловіддільники не досягають 100% ефективного відділення. Якщо пари з картера проходять через ці типи масловідділювачів на низькій швидкості, як це може статися на низьких швидкостях, маленькі крапельки масла все ще залишаються в парах. Електростатичний масловідділювач також видаляє ці дрібні краплі з парів картера. Очищені пари картера містять менше одного відсотка масла, яке потрапило в неочищені пари картера.
На наступному малюнку показано електростатичний масловідділювач.
Висока напруга робить навіть найдрібніші крапельки олії магнітними, так що вони прилипають до сепаратора. Таким чином масло відокремлюється від повітря.
Корпус містить трансформатор, який перетворює бортову напругу 12 або 24 вольта (у легковому або комерційному транспортному засобі) у високу напругу 9-12 кіловольт.
Електропідігрів вентиляції картера:
Картерна пара містить водяну пару. У розділі «продувні гази» вже було описано, що на літр палива виділяється приблизно один кг водяної пари, частина якої потрапляє в картер уздовж поршневих кілець. При холодному двигуні, де температура в вентиляційному отворі картера менше 70 градусів за Цельсієм, водяна пара буде конденсуватися у вигляді води. При багатьох холодних запусках і коротких поїздках у блоці двигуна накопичується велика кількість води.
Під час роботи двигуна частина вологи випаровується, а пари видаляються через сапун картера. Картерні пари конденсуються на холодніших частинах двигуна, включаючи вентиляційні шланги картера. Щоб пари в шлангу не замерзали при низькій температурі зовнішнього повітря, багато автовиробників встановлюють один або кілька нагрівальних елементів в шланг вентиляції картера.
Обігрів активується ECU під час холодного запуску.
У двигунах без нагрівального елемента або в тих, де обігрів не працює, існує ймовірність замерзання вентиляційного шланга. У цьому місці виникає закупорка. Тоді тиск у картері стає значно вищим. Внаслідок підвищення тиску в картері може виникнути витік масла через сальник колінчастого вала або прокладки (клапанна кришка або прокладка піддона).
Двигуни, які не досягають достатньої робочої температури, можуть спричинити замерзання води в масляному піддоні. Оскільки масло плаває на воді, лід блокує потік масла в масляний фільтр. Низький тиск масла викликає пошкодження двигуна. Електричний обігрів, описаний у цьому параграфі, не є рішенням: обігрів запобігає замерзанню вентиляційних шлангів картера, які можуть бути розташовані у верхній частині моторного відсіку. Щоб запобігти накопиченню великої кількості води в картері двигуна, варто часто давати двигуну прогріватися, здійснюючи тривалі поїздки, не відкладаючи інтервали технічного обслуговування та уникаючи коротких поїздок на кілька кілометрів, наскільки це можливо.
Поширені проблеми з вентиляцією картера:
- Засмічена вентиляція картера: високий тиск створюється в картері і перешкоджає роботі двигуна. У двигунах із великою кількістю білого шламу (залишки масла з вологою, спричинені постійною поїздкою на короткі відстані, коли двигун ніколи не досягає робочої температури, або несправним термостатом), вентиляція картера може бути повністю засмічена. Тоді шланги заповнені мулом і можуть замерзнути взимку (оскільки білий мул часто складається з вологи). Якщо це станеться, шланги можуть спонтанно зруйнуватися.
- Тріснуті шланги: масло пошкоджує гуму. Випари з картера містять залишки масла, а шланги до впускного отвору часто виготовляються з гуми. Коли ці шланги старіють, вони можуть порватися. Ці шланги часто нагадують жувальну гумку заздалегідь і є ознакою того, що їх потрібно замінити.
- Порваний вентиляційний шланг картера може викликати неприємний запах масла в моторному відсіку, а отже, і в салоні. Двигун також засмоктуватиме фальшиве повітря, оскільки додаткове всмоктуване повітря не було виміряно масоміром. Надлишок повітря може спричинити нерівномірну роботу двигуна, споживання палива та загоряння індикатора двигуна.
- Забруднення двигуна: випари з картера все ще можуть містити дрібні краплі масла, незважаючи на масловіддільники. Це може забруднити впускний тракт двигуна, включаючи дросельну заслінку та впускні клапани.
- Підвищення тиску в картері: це не проблема самої вентиляції картера, але її можна спостерігати через вентиляцію. Якщо через вентиляцію картера надходить багато повітря, одне або кілька (компресійних) поршневих кілець або стінка циліндра можуть бути пошкоджені. Суміш просочується через поршневі кільця в картер під час такту стиснення (продування). Щоб точно визначити, чи можна знайти причину в поршневих кільцях, необхідно провести перевірку компресії або перевірку герметичності циліндра. У двигуні, який страждає від цього, моторне масло забруднюється та старіє швидше через паливо та гази згоряння.
Пов'язані сторінки:
