Вентиляция картера в двигателе

Communities › ВАЗ: Ремонт и Доработка › Blog › Модернизация вентиляции картера

Товарищи! Прошу читать внимательней. Если есть вопросы задавайте. Акцент записи идет на минусы связки автомат-кондер-ВАЗ. Если у Вас механика ниже схемы 3 переделка будет избыточна.
Теория
В процессе работы двигателя из надпоршневой полости цилиндра в картер прорываются газы. Эти газы, называемые картерными состоят примерно из равных частей горючей смеси и продуктов полного и частичного сгорания. Вследствие этого картерные газы содержат пары топлива, окислы углерода (в том числе СО), серы, азота, продукты частичного окисления углеводородов топлива, , пары воды. Многие из этих компонентов активно воздействуют на масло, в результате чего оно окисляется, в нем образуются смо­листые и лакообразные вещества, кислоты, соли кислот и др. В результате этого масло теряет свои свойства или, как говорят, стареет. Активные кислоты, образуя с маслом эмульсию, попадают на трущиеся поверхности и вызывают их коррозию.
Для того чтобы свести к минимуму влияние картерных газов и уменьшить интенсивность процесса старения масла, необходимо их удалять из картерного пространства.
Процесс удаления газов называется вентиляцией картерного пространства, а комплекс устройств, обеспечивающих этот про­цесс, — системой вентиляции.
Вентиляция служит также для поддержания в картерном про­странстве давления, близкого к атмосферному. Если удаление газов недостаточно или отсутствует вообще, в картерном пространстве резко повышается давление за счет постоянного притока нового количества газов. Это может привести к выдавливанию масла через сальниковые уплотнения коленчатого вала и другие неплотности картера. Интенсивное удаление картерных газов приводит к подсосу в картер загрязненного пылью и влагой атмосферного воздуха.
Опыт показывает, что стабильность масла значительно повы­шается, если картерное пространство продувать небольшим коли­чеством свежего воздуха. Поэтому существует два типа систем вентиляции: вытяжные, т. е. без продувки картерного пространства воздухом, и приточно-вытяжные — с продувкой. Воздух, поступающий в картер при приточно-вытяжной вентиляции, обя­зательно очищается в самостоятельном фильтре или в воздухо­очистителе системы питания двигателя воздухом.
Картерные газы могут удаляться в атмосферу или возвращаться во впускной тракт двигателя. Системы вентиляции с удалением картерных газов в атмосферу называются открытыми. Системы с удалением газов во впускной тракт — закрытыми системами вентиляции.
Так как картерные газы содержат значительное количество весьма токсичных веществ, то выбрасывание их в атмосферу крайне нежелательно. Схема открытой системы вентиляции изображена на рис. 1, а. В этой системе картерные газы удаляются через эжекционную трубку 1, косой срез которой обращен по потоку воздуха, обтекающего трубку при движении автомобиля. За счет этого у среза трубки создается разрежение, обеспечивающее отсос газов. Чтобы предотвратить прямой выброс капелек масла с картерными газами, эжекционная трубка углублена в камеру 2. Воздух в картер поступает через маслозаливную горловину, крышка 3 которой снабжена фильтрующей набивкой. Такую систему венти­ляции имеют двигатели автомобилей «Запорожец», «Чайка», Урал-375, МАЗ

1 -Схемы вентиляции картерного пространства двигателей: а) открытая; б) закрытая вытяжная; в) закрытая приточно-вытяжная; г), д). е) — кон­струкции автоматических регулирующих клапанов закрытых систем вентиляции

На рис. 1, б показана схема закрытой вытяжной системы вентиляции. Газы отсасываются здесь из-под крышки клапанного механизма через эжекционную трубку 2, выведенную во входную горловину воздухоочистителя. Перед выходом картерных газов из-под крышки клапанного механизма установлена маслоотражательная шторка 1. Смешиваясь с потоком воздуха, картерные газы проходят через фильтрующую набивку 3 воздухоочистителя и осво­бождаются от капелек масла, сконденсировавшихся паров волы и прочих примесей (двигатели МЗМА-408, ЗМЗ-21 и до) Если воздухоочиститель имеет сухой бумажный фильтрующий элемент то картерные газы необходимо отводить во впускной тракт в зону за воздухоочистителем. В этом случае на пути картерных газов Устанавливается самостоятельный фильтрующий элемент. Благодаря простоте конструкции эти системы получили широкое распространение, особенно на зарубежных двигателях.
На рис. 1, в представлена схема закрытой приточно-вытяжной системы вентиляции, где картерные газы по трубке 3 удаляются в задроссельное пространство впускного тракта 4. Следовательно, картерные газы не проходят через дозирующие органы системы питыния и не загрязняют их, однако оказывают влияние на работу — карбюратора 5, снижая разрежение в его каналах. Чтобы свести кминимуму влияние такой системы вентиляции на смесеобразова­ние она снабжается клапанным устройством 2, регулирующим интенсивность удаления картерных газов. На выходе газов из кар­терного пространства установлена маслоулавливающая набивка или маслоотражательный козырек 1. Воздух для продувки картерного пространства поступает через маслозаливную горловину 6, обору­дованную фильтрующим элементом (двигатель ЗИЛ-130 и ряд двигателей американской фирмы «GMC»). Наличие клапанного устрой­ства усложняет систему вентиляции и увеличивает вероятность выхода системы из строя.
Конструкции клапанов, применяемые в системах вентиляции, выполненных по схеме рис. 1, в, показаны на рис. 1, г, д, е. (далее по тексту «PCV клапан»). Принцип работы автоматического клапана типа флуометра (плаваю­щий клапан) рассмотрим по схеме рис. 1, г. Клапан грибовидной формы со сквозными радиальным и аксиальным отверстиями в нера­бочем состоянии отжат пружинкой в крайнее правое положение и своей пяткой закрывает канал, сообщающийся с картерным про­странством. При пуске и работе двигателя на холостом ходу, ког­да во впускном трубопроводе возникают большие разрежения, клапан, преодолевая сопротивление пружинки, подсасывается к каналу, сообщающемуся со впускным трубопроводом, и пере­крывает его своим носком, а картерные газы проходят через калиб­рованные отверстия в самом клапане. По мере открытия дроссель­ной заслонки разрежение во впускном трубопроводе уменьшается, клапан отжимается пружинкой от седла и потоком газов удержи­вается в некотором среднем положении.
Аналогично работает клапан системы вентиляции двигателя ЗИЛ-130, конструкция которого показана на рис. 1, д. В нерабо­чем положении автоматический клапан нижним коническим концом перекрывает канал, соединяющийся с картерным пространством. При пуске и работе на холостом ходу клапан подсасывается вверх иигольчатым носком частично перекрывает выходное отверстие в корпусе клапана. На режимах средних и полных нагрузок клапан опускается и удерживается потоком примерно в среднем положении.
Помимо плавающих автоматических клапанов в системах вентиляции применяются управляемые мембранные клапаны с иглой или золотником, изменяющими проходное сечение канала вентиля­ции в зависимости от режима работы двигателя.
Конструкция мембранного клапана показана на рис. 1, е. (далее по тексту «Редукционный клапан») Корпус 4 клапана над мембраной 1 через отверстие сообщается сатмосферой, а полость под мембраной соединена с впускным трубопроводом. Мембрана, нагруженная пружиной 2, связана штоком с полым золотником 3, который располагается в трубке, соединен­ной с картерным пространством. По мере прикрытия дроссельной заслонки разрежение во впускном трубопроводе и в нижней поло­сти клапана увеличивается. Мембрана прогибается вниз и золотник начинает перекрывать отверстие в трубке, снижая тем самым интенсивность отсоса газов из картерного пространства. Мембран­ные клапаны достаточно эффективны, но из-за сложности и отно­сительной дороговизны широкого распространения в автомобиль­ных двигателях не получили.
Современные устройства для вентиляции картерного простран­ства двигателей представляют собой самостоятельную систему, оказывающую существенное влияние на работу других систем, двигателя.
Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигател внутреннего сгорания, 1971 г.
*Из данной статьи понятно, что еще в середине прошлого века были разработаны сложные системы управления вентиляцией картерных газов. Данные системы и по сей день устанавливаются на модели зарубежных производителей. ВАЗ в этом вопросе, как всегда подотстал. Будем исправлять.


1 схема работы вентиляции картерных газов.

На данных рисунках изображены схемы вентиляции картерных газов, применяемая на всех вазовских семействах двигателей. Одна с тросовым газом, другая с Е-ГАЗом. Разница между ними только во входе малого контура во впуск. Она представляет из себя два контура вентиляции которые работают на разных режимах нагрузки и оборотах.
Описание работы:
Малый контур вентиляции подключен к клапанной крышке и впускному коллектору, в за дроссельное пространство. Данная схема подключения обеспечивает интенсивную вентиляцию картера за счет разряжения, возникающего во впускном коллекторе, при закрытом дросселе. Что бы не возникало такого эффекта, как гипервентиляция, сечение малого контура ограничивается жиклером (впрессованным в шланг при Е-ГАЗе или жиклером в корпусе тросового дросселя), диаметром 1,7 миллиметров. Данный контур работает в районе 800-1500 оборотов.
Большой контур вентиляции подключен к клапанной крышке и воздушному патрубку, в пред дроссельном пространстве. Данная схема подключения обеспечивает интенсивную вентиляцию картера на повышенных оборотах. Сечение большого контура 16-18 миллиметров.
Достоинство: данная схема довольна проста, как в обслуживании так и в реализации.
Недостатки: рассмотрим подробнее основной недостаток. Представим, что машина едет с горки, передача включена. Что в этот момент происходит с двигателем. Повышенные обороты двигателя, при снижении нагрузки, обеспечивают интенсивное охлаждение двигателя. Повышенное давление и расход в масляной системе, улучшит охлаждение и смазку трущихся элементов. А что же расход. По идее мозги отключат подачу топлива, или уменьшат его количество ниже холостого хода. И тут вроде все хорошо, к чему столько букв? Самое интересное начинает происходить системе в вентиляции картерных газов. Двигатель имеет повышенные обороты, допустим 2000-3000. Значит и разряжение создаваемое внутри впускного коллектора будет увеличиваться, двигатель начнет работать как вакуумный насос. Увеличиваться будет и расход картерных газов через малый контур. Вроде то же не плохо. Но картерных газов, при малой нагрузке, так же мало и в картере создастся высокое разряжение (как стало понятно из теоретической части, это не есть хорошо). В результате произойдет следующее, подключится большой контур вентиляции. В нем нет никаких регулирующих клапанов, оба контура подключены в один объем маслоуловителя, а значит сильное разряжение в картере затянет свежую порцию воздуха в обход дросселя. ДМРВ покажет увеличенный расход воздуха, мозги попытаются прикрыть дроссель. Поняв, что это не возможно, он и так закрыт, последует коррекция обедненной смеси увеличением подачи топлива. То же самое будет происходить в пробках, при движении внатяг, при включенном кондиционере, в режиме «Драйв». Получается, что расход только вырастет, но почему так? Проблема в том, что весь внутренний объем двигателя будет работать как параллельный ресивер, весьма значительного объема, подключенный к впуску в обход дросселя. Именно этот объем и будет мешать качественному смеси образованию. Плюс такая система вентиляции сильнее выбрасывает масло в ресивер.
Недоделанная система вентиляции и вызывает сильную вибрацию, рывки и удары в трансмиссию на гранто-калинах с автоматом. Особенно это заметно, когда включен кондиционер и машина едет в пробке. В таком режиме происходит следующее, муфта компрессора подключается, нагрузка возрастает скачкообразно. Воздуха двигателю не хватает, он его начинает тянуть из картера в обход дросселя. Но мозги так же в курсе включения муфты и так же подают больше воздуха, открывая дроссель. Разряжение резко падает, вакуумнику не хватает сил удержать машину. Рывок вперед. Мозги видят увеличение кислорода, перекрывают дроссель. Резкий рост разряжения, вакуумник схватывает. Машина дергается, удар по трансмиссии. И так до бесконечности.

2 схема вентиляции картерных газов

vitalxbc › Блог › Система вентиляции картера двигателя, принцип работы, PCV.

Между деталями ЦПГ существуют определенные тепловые зазоры, соответствующие установленным разработчиками допускам. Какими бы минимальными ни были эти зазоры (с учетом того что поршневые кольца не обеспечивают 100% герметичности в виду особенности конструкции), через них из камеры сгорания в картер всегда проникают не сгоревшие частицы и газы, которые смешиваются с масляными парами, образуя так называемые картерные газы. Они оказывают негативное влияние на качество находящегося в картере моторного масла, которое с ростом пробега автомобиля неуклонно ухудшается, теряются смазывающие свойства и срабатывается присадочный пакет. Стоит отметить, что подобный эффект проявляется у абсолютно любых моторных масел. Попадающие в картер двигателя пары топлива, продукты горения, частицы сажи и воды неизбежно меняют состав масла, превращая его в масляную эмульсию с различными примесями, конечно после прогрева двигателя до рабочей температуры легкокипящие фракции этих паров испарятся (воды и топлива), но тяжелые — останутся, неизбежно окисляя и засоряя масло. Не стоит забывать и о том, что в процессе работы в цилиндрах мотора создается очень высокое давление — десятки атмосфер. В связи с этим газы, вырывающиеся с огромной силой, неизбежно попадают в картер, грозя выдавливанием сальников, прокладок, нарушению герметичности соединений с последующей потерей масла.

Читайте также:  Винтовые механизмы рулевого управления

Благодаря системе вентиляции картера выводятся прорвавшиеся отработавшие газы, а также обеспечивается и поддерживается нормальное рабочее давление, что благотворно влияет не только на состояние моторного масла, но и на надежность, продолжительность работы двигателя.

Виды систем вентиляции картера

На сегодняшний день принято выделять два типа систем вентиляции картера автомобильного двигателя: открытая, или эжекционная (отработанные газы выводятся наружу напрямую из картера при помощи специальной калиброванной эжекционной трубки) и закрытая, или принудительная система вентиляции (PCV – positive crancase ventilation).

Система вентиляции картера открытого типа характерна для силовых агрегатов автомобилей, выпускавшихся в прошлом веке и снятых в настоящее время с производства, хотя многие из них все еще бороздят просторы вселенной отечественное бездорожье. Особенностью такой системы является то, что прорвавшиеся из цилиндров газы вместе с масляным туманом выводятся за пределы двигателя, непосредственно в окружающую среду. Указанный способ вентилирования картера мотора отличает простота и дешевизна конструкции, что, впрочем, «компенсируется» существенным загрязнением атмосферы.

Принцип работы принудительной системы вентиляции картера (PCV).

Помимо указанного недостатка, открытая вентиляция картера имеет еще ряд отрицательных моментов. Подобная система малоэффективна при движении на малых скоростях и абсолютно бездейственна на неподвижном автомобиле с работающим на холостых оборотах двигателем, т.к. давление картерных газов минимально. Кроме того, через открытую систему вентиляции картера при охлаждении сильно разогретого двигателя возможно подсасывание не отфильтрованного атмосферного воздуха внутрь двигателя, вместе с пылью и водяными парами. Нередки случаи, когда на автомобилях с большими пробегами система открытого типа становилась основной причиной износа ЦПГ и как следствие потери компрессии и расхода масла.

Более современной и эффективной альтернативой открытой вентиляции картера является закрытая (принудительная) вентиляционная система. Одной из ключевых деталей такой системы является клапан PCV, выводящий попавшие в картер двигателя газы во впускной коллектор с последующим сжиганием в камерах сгорания. Разные автопроизводители по-разному реализуют идею закрытого вентилирования, но в большинстве случаев каждая из схем предусматривает наличие одних и тех же элементов: клапана вентиляции (клапан PCV), маслоотделителя (может быть несколько, либо внутренние — в клапанной крышке с лабиринтом и отверстиями для стока масла, либо внешними в виде отдельной конструкции со стоком масла непосредственно в картер) и соединительных патрубков. Стоит отметить, что системы вентиляции картерных газов для бензиновых и дизельных моторов, имеют свои особенности, но в целом имеют схожие конструкции.

Работа системы PCV

Принцип работы системы принудительной вентиляции довольно прост. При возникновении разрежения во впускном коллекторе под его воздействием открывается клапан PCV и картерные газы подаются на впуск, а затем, смешиваясь с очищенным воздухом, в цилиндры двигателя. Для препятствования проникновения паров масла в камеру сгорания система предусматривает установку маслоотделителя. Современные моторы оборудуются сложной системой маслоотделителей. Так, маслоотделитель лабиринтного типа способствует замедлению движения газов из картера. Это обеспечивает оседание маслянистых капелек на стенки и последующее их стекание в картер либо под клапанную крышку.

В некоторых современных двигателях дальнейшая очистка масла от картерных газов происходит при помощи центробежного маслоотделителя, который придает отработавшим газам вращение. Под влиянием центробежной силы частицы масла задерживаются на стенках и затем стекают в картер. Окончательная очистка масла от выхлопных газов производится в выходном лабиринтном успокоителей.

Клапан PCV – особенности конструкции.

Ключевая роль клапана PCV в системе закрытой вентиляции картера заключается в функции регулировки давления газов в картере путем их перепуска во впускной коллектор и поддержание разрежение во впускном коллекторе. В режиме ХХ и при торможении двигателем разрежение в коллекторе максимально (дроссель лишь чуть приоткрыт либо закрыт полностью), однако количество картерных газов не так велико, поэтому для полноценной вентиляции достаточно канала с небольшим проходным сечением. В таком режиме под действием большого разрежения золотник клапана полностью втягивается, но при этом канал перепуска картерных газов в значительной степени перекрывается, пропуская лишь небольшое их количество.
При нажатии на педаль акселератора и при высоких нагрузках количество отработавших газов в картере существенно возрастает. Золотник клапана занимает такое положение, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность канала. Существует еще и так называемый режим обратной вспышки, при котором горящие газы из цилиндра прорываются во впускной коллектор. В этом случае клапан PCV находится под действием давления, а не разрежения, поэтому полностью закрывается, исключая возможность поджога находящихся в картере паров топлива и масла.

Признаки неисправности системы вентиляции картерных газов

В случае неисправности системы лабиринтов (существенное засосрение закоксовавшимся маслом) возникает небольшой, но заметный расход масла (в районе 0,1-0,5л на 1000км), на свечах появляются следы сгоревшего масла в виде крупы или “ржавчины”, а в камере сгорания — нагар, все это ошибочно принимают за умершие маслосъемные колпачки или даже кольца, хотя дело совсем не в них. В некоторых случаях, особенно в холодное время года и медленному движению по пробкам, возможно постепенное оседание масляного тумана в виде жидкого масла прямо во впускном коллекторе, что приводит к проблемам холодного пуска, при запуске масло из раннеров попадает во впуск и заливает все вокруг, в т.ч. свечи, клапана и камеру сгорания, мешая нормального смесеобразованию и воспламенению горючей смеси. И когда запуск удается — попавшее масло начинает гореть в виде синего дыма, что опять же списывают на умершие маслосъемные колпачки…а на самом деле копать надо в систему вентиляции картера. Неправильная работа системы PCV может являться одной из причин загрязнения дросселя, клапана холостого хода, загрязнения воздушного фильтра, воздушной магистрали (патрубки и впускной коллектор), течи масла и выдавливания сальников и прокладок, чаще наружу, чем внутрь. Забившиеся патрубки системы вентиляции создают избыточное давление в картере двигателя, в результате чего отработавшие газы вместе с маслом будут искать альтернативные пути выхода. На начальных стадиях, когда система связанная с клапаном PCV забита (чаще всего забивает сам клапан, реже забивает маслоотделитель, лабиринты и патрубки), вентиляция начинает работать неправильно и масляные пары вместе с газами начинают поступать через вентиляционную трубку, первый признак этого — быстрое загрязнение дросселя со стороны входного патрубка. В некоторых автомобилях свежий воздух берется прямо из короба воздушного фильтра — при неисправности системы PCV фильтр начинает забрасывать маслом, а в некоторых случаях, т.к. картерные газы очень горячие, то возможно даже оплавление фильтра из синтетического материала и как следствие — лишение автомобиля системы фильтрации воздуха. В случаях когда забиты уже обе трубки, последствия плачевнее, начинает выкидывать щуп, также возможно образование масляных подтеков в местах уплотнений и соединений (прокладки, сальники). Совсем неприятный вариант – выдавливание сальников коленвала или уплотнителей масляного фильтра с значительными потерями объема масла. Некорректная работа самого клапана PCV может привести к неправильному учету поступающего воздуха, и приготовлению переобогащенной или переобедненной смеси, в зависимости от режима работы. В случае если клапан начинает пропускать газы во все стороны (разрушились поршеньки либо пружины), начинается сильный подсос воздуха во впускной коллектор, разрежение в нем падает, со всеми неприятностями в виде повышенного расхода топлива, неустойчивого либо повышенного холостого хода, обеднения горючей смеси, ухудшения работы вакуумного усилителя тормозов. Причем Check Engine может и не загораться, т.к. пропусков воспламенения обычно нет.

Система вентиляции картера двигателя: устройство, принцип работы, основные неисправности

Двигатель внутреннего сгорания работает по принципу сжигания топливно-воздушной смеси в цилиндрах. После сжигания топливного заряда отработавшие газы и другие продукты сгорания смеси воздуха и топлива в большей части выводятся через выпускную систему наружу, то есть выбрасываются в атмосферу.

Однако с учетом того, что в камере сгорания создается высокое давление, часть газов, остатки несгоревшего топлива и другие продукты прорываются через поршневые кольца и попадают в картер ДВС. Картер представляет из себя закрытую полость, в которой находится коленвал и другие детали силового агрегата.

Чтобы уменьшить количество газов и снизить давление, в конструкции современных ДВС используется система вентиляции картерных газов PCV (Positive Crankcase Ventilation). В этой статье мы поговорим об эволюции и устройстве данной системы, а также затронем вопрос распространенных неисправностей.

Устройство и конструктивные особенности системы вентиляции картера

Итак, система вентиляции картера позволяет удалить избыток картерных газов, повышает срок службы моторного масла, снижает выброс токсичных веществ в атмосферу, уменьшает давление в картере силового агрегата. Системы могут быть:

Сразу отметим, на разных типах ДВС конструкция данной системы может отличаться, при этом основные функциональные элементы на современных моторах представляют собой:

  • воздушные патрубки, по которым циркулируют газы;
  • клапан вентиляции картера, который регулирует давление картерных газов при их подаче во впускной коллектор;
  • маслоотделитель для предотвращения попадания масляных паров в камеру сгорания для уменьшения сажеобразования;

Другими словами, сегодня активно используется закрытый тип. Общий принцип работы такой системы вентиляции картера основан на разрежении, которое создается во впускном коллекторе. Благодаря разрежению газы выводятся из картера. Далее указанные газы проходят через маслоотделитель, который отделяет газы от масла. После очистки газы идут по воздушным патрубкам, после чего попадают во впуск. Из впускного коллектора картерные газы, перемешанные с воздухом, подаются в камеру сгорания и дожигаются.

Добавим, что в устаревшей открытой системе (эжекционного типа) избыток картерных газов попросту выбрасывается в атмосферу. Способ очень простой и дешевый, однако отмечается усиленное загрязнение окружающей среды. Также эффективность работы такого решения не самая высокая, так как при низких оборотах и в режиме ХХ подобная вентиляция не работает.

Еще такая система не выполняет своих функций на высоких оборотах. Параллельно существует риск того, что в картер будет засасываться недостаточно очищенный наружный воздух после остывания ДВС. Дополнительно следует выделить, что при наличии открытой системы на моторе возможно увеличение расхода масла, также смазка может выбрасываться вместе с газами наружу, в результате поверхности двигателя загрязняются масляными пятнами.

Читайте также:  Бортова́я се́ть автомобиля

Двигатель с такой системой работает стабильно, лучше держит обороты зимой, так как холодный наружный воздух во впуске подогревается картерными газами, снижается риск детонации. Однако при всех плюсах и эта схема устройства не лишена ряда недостатков.

В результате попадания картерных газов во впуск происходит усиленное загрязнение воздуховодов и элементов во впускной системе двигателя. Также специалисты отмечают, что принудительная система отсоса отработанных газов может являться причиной быстрого окисления моторного масла из-за сильного разрежения на высоких оборотах.

Также принудительная вентиляция может дополнительно реализовываться разными путями. При этом основным принципом остается то, что газы должны «вытягиваться» из картера, а также происходит их смешивание в результате подачи в картер наружного воздуха. После этого через специальный клапан смесь подается в цилиндры мотора.

На карбюраторных моторах, агрегатах с моновпрыском и инжекторных двигателях можно встретить различные типы реализации подвода картерных газов. Ранее достаточно часто встречалась конструкция, когда система имела два канала. Один был выведен перед дроссельной заслонкой, а второй канал с жиклером выводился за дросселем.

В режиме холостого хода газы подавались по каналу с жиклером за заслонкой. Однако после начала открытия заслонки и роста оборотов коленвала разряжение в области за заслонкой становилось меньше. При этом объем газов, которые прорывались в картер, становился больше. Канал с жиклером переставал выполнять свою функцию, но подключался вывод газов по каналу перед дросселем. Дальнейшее развитие системы вентиляции привело к появлению клапанных решений для регулирования подачи газов.

Если просто, клапан стоит в трубопроводе, через который подводятся газы из картера. Клапаны также делятся на золотниковые и мембранные. Добавим, что мембранные клапаны лучше дозируют количество газов, однако сама мембрана чаще выходит из строя.

Для чего нужен маслоотделитель в двигателе

Как уже было сказано выше, маслоотделитель (маслоуловитель) является элементом системы вентиляции картера. Главной задачей маслоотделителя становится не допустить попадания частичек масла в камеру сгорания.

По способу отделения масла от картерных газов можно выделить лабиринтный и циклический маслоуловитель. Отметим, что на современных моторах используется маслоотделитель комбинированного типа.

Центробежный маслоотделитель более тщательно отделяет смазку от газов. При прохождении через устройство газы фактически «раскручиваются», то есть на них воздействует центробежная сила. Под ее воздействием масло оседает на стенках и стекает в картер ДВС.

Чтобы избежать турбулентности газов, в комбинированном типе устройств за центробежным маслоотделителем на выходе устанавливается лабиринтный успокоитель. В успокоителе завершается процесс отделения частиц смазки от газов из картера.

Клапан системы вентиляции картера

Указанный клапан служит для того, чтобы отрегулировать давление газов, которые подаются во впуск. Если разрежение не сильно большое, тогда клапан находится в открытом положении.

В случае, когда разрежение во впускном канале значительное, происходит закрытие данного клапана. Еще отметим, что в турбомотрах вентиляция картера реализована посредством дроссельного регулирования.

Частые неисправности системы вентиляции картера

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что система вентиляции картера на современных двигателях является достаточно сложной. Выход из строя и нарушения в работе данной системы могут привести к ухудшению общей работоспособности ДВС, возникновению неполадок и уменьшению ресурса агрегата.

Сразу отметим, что проблемы с вентиляцией картера могут быть не так очевидны, однако проявляются в виде снижения мощности, увеличения расхода топлива, активного и быстрого загрязнения дроссельной заслонки и РХХ. Также в воздушном фильтре может появиться масло и т.д.

Что касается причин, клапан клинит как из-за засорения, так и в результате собственных повреждений. Как правило, первый вариант более распространен. Дело в том, что в картерных газах присутствует сажа, нагар и т.п.

Чем изношеннее мотор, (ЦПГ, другие узлы и системы), тем больше таких продуктов попадает в картер. Также различные загрязнения могут переноситься с микрочастицами масла. В результате грязь и отложения скапливаются в клапане, различных отверстиях, патрубках, каналах. Также рвутся и трескаются сами патрубки.

Как утверждают опытные автомеханики, c появлением стандарта Euro-4 стали встречаться двигатели, которые «падают» в аварийный режим работы при возникновении проблем с вентиляцией картера. При этом проведение компьютерной диагностики ничего не показывает, что усложняет поиск проблемы.

Также указанная система может доставить много неприятностей в зимний период. Дело в том, что в картерных газах содержатся частицы воды. Вода появляется из атмосферного воздуха, который засасывается мотором во время работы. После попадания в систему вентиляции, вода, которая находится в виде пара, может конденсироваться и скапливаться в отдельных местах системы вентиляции. После остывания ДВС влага попросту замерзает и становится льдом, закупоривая систему.

В результате вентиляция перестает работать, давление в картере растет и выдавливает масляный щуп, а двигатель и подкапотное пространство забрызгивает моторным маслом. Причем данная неисправность может возникнуть как на старом двигателе, так и на новом ДВС с небольшим пробегом. Дело в том, что далеко не на всех автомобилях система вентиляции имеет дополнительный обогрев.

Подведем итоги

Отметим, что в мануалах не всегда содержится какое-либо указание или предписание для отдельного обслуживания системы вентиляции картера двигателя. Однако на практике обслуживание должно проводиться, причем регулярно.

Такой подход позволит избежать критического засорения, в результате которого картерные газы попросту выдавят щуп и погонят масло из двигателя. Также чистота системы будет способствовать нормальному процессу смесеобразования, что отразится на приемистости агрегата, расходе горючего и смазки.

Напоследок отметим, что система вентиляции давно уже перестала являться решением только для снижения давления в картере. Сегодня данная схема является одним из эффективных инструментов для повышения общей экологичности двигателя наравне с системой EGR и установкой катализатора в выпуске. По этой причине современные производители автомобилей продолжают активно использовать и совершенствовать данное решение.

Назначение и устройство системы рециркуляции отработавших газов. Клапан EGR, система ЕГР высокого и низкого давления. Неисправности системы рециркуляции.

Почему рекомендуется отключить систему EGR на дизельном двигателе и как правильно отключать ЕГР. Механическое глушение клапана егр и программное отключение.

Принцип действия системы изменения фаз газораспределения VVT. Гидроуправляемая муфта, ступенчатое регулирование VVTL-i, VTEC. Электромагнитный привод ГРМ.

Для чего используется мочевина в системе очистки выхлопа дизельного двигателя. Применение реагента AdBlue в системе жидкостной очистки отработавших газов.

Почему забивается сажевый фильтр. Эксплуатация, профилактика. Основные способы очистки фильтра со снятием и без, жидкости для промывки. Как лучше прочищать.

Вентиляция картера

Во время работы двигателя через зазоры между кольцами и поршнем и в стыках колец из цилиндров в картер проникают пары горючего и отработавшие газы, которые ухудшают качество масла, находящегося в поддоне. Для удаления газов и охлаждения масла применяется вентиляция картера.

Рис. Схема вентиляции картера двигателя автомобиля ГАЗ-63: 1 — воздушный фильтр; 2 — трубка; 3 — маслозаливная труба; 4 — полость клапанной коробки; 5 — трубка

На рисунке показана схема вентиляции картера двигателя автомобиля ГАЗ-63. Полость 4 клапанной коробки соединена трубкой 5 с нижней частью воздушного фильтра 1, а маслозаливная труба 3 соединена трубкой 2 с верхней частью, воздушного фильтра.

При работе двигателя вследствие разности разрежения в нижней и верхней частях воздушного фильтра газы отсасываются из картера через трубку 5 и одновременно в картер по трубе 3 засасывается свежий воздух.

По такому же принципу устроена система вентиляции картера и других карбюраторных двигателей отечественных автомобилей.

Рис. Схема вентиляции картера двигателя ЯАЗ-М-206Б: 1 — нагнетатель; 2 — корпус регулятора; 3 — вентиляционная трубка; 4 — маслоуловительная сетка; 5 — крышка головки блока; 6 — канал в подъемном кольце; 7 — воздушная камера; 8 — полость картера двигателя; 9 — полость картера маховика

На рисунке показана схема вентиляции картера двигателя ЯАЗ-М-206Б. Когда поршень находится около верхней мертвой точки, воздух из продувочных окон проникает между поршнем и стенками цилиндра, а также через отверстия в канавках для маслосъемных колец в картер и создает в картере избыточное давление.

Под действием избыточного давления воздух, смешанный с находившимися в картере отработавшими газами, проходит через полости картера маховика и верхней передней крышки по каналам 6 в подъемных кольцах (рымах) в полость под крышкой 5 головки блока цилиндров. Отсюда воздух с тазами уходит через вентиляционные трубки 3 крышки головки блока и регулятора.

Картер, экология и детали мотора

Проблема в том, что в процессе работы двигателя, газы не только выходят по задуманному маршруту через выхлопную систему, но и просачиваться непосредственно из камер сгорания в картер мотора.

Помимо них, там уже присутствуют пары топлива, масла и воды, что в целом создаёт довольно-таки ядерную смесь, именуемую картерными газами, которая может попасть в атмосферу и оказывает разрушающее действие на детали силового агрегата, а также ухудшает работу системы смазки.

Для борьбы с этой проблемой инженеры придумали так называемую систему вентиляции картера, о которой мы сегодня и говорим.

Главным образом современный автопром использует принудительную вентиляцию закрытого типа. Что это такое, проясним далее.

Для чего нужен клапан вентиляции картерных газов?

Клапан отвода картерных газов регулирует процесс выпуска скопившихся паров. Принцип его работы основан на разности давлений перед клапаном и за ним. Чтобы понять, как работает клапан вентиляции, рассмотрим его конструкцию. Он состоит из пластикового корпуса, входного и выходного штуцеров, двух полостей, мембраны и пружины (образующих своего рода поршень). Если во впускном патрубке присутствует сильное разрежение, то под действием пружины клапан закрывается, и картерные газы не попадают в воздуховод. Если дроссельная заслонка полностью открыта, то во впускном коллекторе устанавливается атмосферное давление или даже превышающее его в случае турбонаддува, при этом клапан закрывается под действием наружного давления. Если создается незначительное разрежение, то поршень занимает нейтральное положение и газы свободно выходят.

У клапана вентиляции картерных газов только три рабочих положения.

И т.к. образовавшиеся газы подаются в камеру сгорания в качестве составляющей рабочей смеси, то систему вентиляции также называют системой рециркуляции, а клапан – рециркуляционным или в английском варианте – PCV клапан, что означает то же, а расшифровывается Positive Crankcase Ventilation (на рус. – система вентиляции картера).

Про систему вентиляции картера двигателя

Чтобы избежать скопления газов и повышения давления машины оборудуют вентиляционной системой закрытого типа. Принцип ее работы основан на выведении скопившихся газов во впускной коллектор.

Принцип действия может основываться на выводе газов, либо на притоке чистого воздуха. Сейчас наиболее распространена модель комбинированного типа. Данный узел состоит из четырех частей:

  • Маслоотделитель — удаляет частицы масла, которые не должны попасть в камеру сгорания.
  • Воздушные патрубки.
  • Клапан — регулирует давление,
  • Успокоитель — позволяет предотвратить турбулентность паров.

Устройство закрытой системы вентиляции картера

Как работает вентиляция картера в моторе?

Надо отметить, друзья, что вентиляция картера у разных моторов и уж тем более у разных производителей имеет разнообразный конструктив, хотя некоторые элементы этой системы являются незаменимыми практически для всех вариантов исполнения.

Если точнее, то это:

  • маслоотделитель;
  • клапан вентиляции картера;
  • различные воздушные трубки и патрубки.
Читайте также:  Дизель 1,9 TDI Golf, VW, Audi

Давайте рассмотрим эти узлы детальнее.

Маслоотделитель

Нужен для разделения мух и котлет, а если точнее – картерных газов от смазки.

Как правило, на современные машины устанавливается комбинированный маслоотделитель, который объединяет в себе лучшие стороны лабиринтных и центробежных видов. Он представляет собой устройство, в которое из картера подаётся масло, насыщенное картерными газами – их то нам и нужно разделить.

Первым делом поступившая смесь раскручивается, в результате чего более тяжёлая смазка оседает на стенках отделителя, благодаря центробежным силам и стекает в картер.

Газы, в свою очередь попадают в лабиринт выходной успокоителя, где происходит их окончательная фильтрация.

На этом путь газов не заканчивается.

Клапан вентиляции.

Этот узел регулируется отрицательным давлением во впускном коллекторе. Если разряжение небольшое, путь газам открыт и они поступают к впускным клапанам, а затем и в цилиндры, где благополучно сгорают.

Если разряжение велико – то тогда клапан вентиляции находится в закрытом состоянии. Такой вот алгоритм работы системы.

Что ж, коллеги-автолюбители, как мы видим, вентиляция картера, не представляет собой ничего сложного, хотя работу выполняет полезную не только для экологии, но и для двигателя автомобиля.

О том какие ещё интересные инженерные решения встречаются в современных машинах, мы обязательно рассмотрим в следующих статьях, не пропустите!

Принцип работы системы вентиляции картерных газов

Схема расположения клапана вентиляции картерных газов

Газы проходят очистку от масляных капель, которые впоследствии стекают назад в поддон, и по воздушным патрубкам очищенные газы поступают в систему подачи воздуха в камеры сгорания. За выход газов во впускной коллектор отвечает клапан отвода картерных газов. Очистка от масла играет важную роль, потому что это не только экономия масла, но и борьба с нагаром на рабочих деталях.

Вывод

Высокое давление картерных нередко говорит не только о засорении, но и повреждении мотора. Сильное разряжение при большом пробеге тоже не является признаком отличного состояния двигателя. Придется произвести диагностику всей системы, чтобы определить причины отклонений. Если вентиляционная система засорена, ее можно прочистить самостоятельно.

Устройство автомобилей

Вентиляция картера двигателя

Вентиляция картера предназначена для удаления картерных газов, образующихся в результате прорыва продуктов сгорания топлива через зазоры между гильзой и поршневыми кольцами и их взаимодействия с парами масла.

В газах содержатся загрязняющие масло серистые соединения и пары воды, которые образуют серную и сернистую кислоты, значительно ухудшающие качество масла. Пары воды вызывают вспенивание масла и образование эмульсии, что затрудняет поступление масла к трущимся поверхностям. Прорвавшиеся в картер газы повышают в нем давление, что может вызвать утечку масла через уплотнения картерного пространства.

Недопустимо также проникновение газов под капот двигателя, а затем в кузов и кабину автомобиля, так как содержащиеся в газах вредные вещества опасны для пассажиров и водителя. Отсос картерных газов уменьшает старение масла, а также, создавая разрежение в поддоне, предотвращает возможность утечки масла через уплотнения.

В автомобильных двигателях применяется вентиляция картера двух типов:

  • открытая – с отводом картерных газов в окружающую среду;
  • закрытая – с отсасыванием газов во впускную систему двигателя.

Открытая вентиляция (рис. 1) осуществляется под действием разрежения, возникающего в газоотводящей трубке вследствие относительного перемещения воздуха при движении автомобиля. Чтобы вместе с картерными газами не уносились частицы масла применяется специальный сапун лабиринтного типа, на стенках которого масляные капли оседают и стекают в поддон.

Недостатком открытой системы вентиляции картера является ее низкая эффективность, а также отравление окружающей среды вредными для здоровья человека и живой природы веществами.

В закрытых системах газы могут отводиться в воздухоочиститель до карбюратора или непосредственно во впускной трубопровод. Отвод газа через воздухоочиститель не создает требуемой интенсивности отсоса при минимальных частотах вращения коленчатого вала и полной нагрузке.
Кроме того, проход картерных газов через карбюратор вызывает осмоление его каналов, жиклеров и подвижных деталей. Поэтому более предпочтительной является система с отсосом газов непосредственно во впускной трубопровод двигателя, в котором всегда имеется разрежение.

Система вентиляции, показанная на рис. 2, работает следующим образом: под действием разрежения во впускном трубопроводе 10 картерные газы поднимаются вверх и через угольник 9 и шланг 5 попадают в корпус маслоотделителя, закрытый крышкой 1.
Между крышкой и корпусом находится резиновая мембрана 2, поджимаемая пружиной 3 к корпусу. Оседающие на дне корпуса маслоотделителя частицы масла по трубке 6 сливаются в картер двигателя.

С помощью мембраны 2, которая находится с одной стороны, под давлением атмосферного воздуха, а с другой – под давлением картерных газов и пружины, в картере поддерживается избыточное давление.

На рис. 3 показана схема вентиляции картера карбюраторного двигателя автомобилей марки «ВАЗ».
Здесь картерные газы отсасываются через маслоотделитель 7 и шланг 6 в вытяжной коллектор 4 воздушного фильтра 3. Из вытяжного коллектора на холостом ходу и при малых нагрузках двигателя (когда разрежение в воздушном фильтре невелико) картерные газы поступают через шланг 2 и золотник 1 под дроссельные заслонки карбюратора.

При остальных режимах работы двигателя картерные газы поступают в карбюратор через воздушный фильтр 3. В маслоотделителе 7 масло выделяется и по отводной трубке 8 стекает в масляный поддон.
Пламегаситель 5 предотвращает проникновение пламени в картер двигателя при возможных вспышках в карбюраторе.

avtoexperts.ru

Среди различных систем авто система вентиляции картера играет значительную роль в формировании топливовоздушной смеси, стабильной и экономичное его работе, полной отдаче мощности, защите моторного масла и продления ресурса цилиндропоршневой группы.

В конструкции автомобиля система вентиляция картера – это «легкие» двигателя, необходимые для его нормальной жизнедеятельности. Система носит название PCV (Positive Crankcase Ventilation).

Однако именно ей незаслуженно уделяется минимум внимания и обслуживания, а многие автовладельцы даже не знают о ее существовании.

В этой статье постараемся разобраться для чего нужна данная система, как она работает, присущие ей неисправности и методы проверки ее работоспособности.

Что такое «картерные газы»?

Топливовоздушная смесь, при сгорании, резко увеличивается в объеме, создавая огромное давление внутри камеры сгорания. Расширяющиеся газы от сгорания заставляют поршень двигаться к нижней мертвой точке, приводя во вращательное движение коленчатый вал двигателя.

Часть газов через неплотности между кольцами и зеркалом цилиндров проникают в поддон картера, где, смешиваясь с парами масла, создают давление, агрессивно воздействующее на уплотнения коленчатого вала и прокладку поддона, и канал масляного щупа.

Такт расширения повторяется в каждом цилиндре, постоянно нагнетая в поддон следующую порцию газов и если вентиляция картера не будет работать, то газы либо выдавят сальники коленчатого вала, либо «выбьют» масляный щуп и выгонят масло из картера, со всеми вытекающими…

Помимо этого, вместе с газом в поддон переносятся частицы несгоревшего топлива, мелкие фрагменты нагара, пары влаги, которые смешивается с моторным маслом, находящимся в поддоне двигателя. Это, в свою очередь, ведет окислению масла, засоряет его продуктами износа, снижая его рабочие свойства и уменьшая его эксплуатационный ресурс.

Конструкция системы

Для того, чтобы снизить до минимума воздействие давления газов в конструкции двигателя предусмотрена систем вентиляции картера. В современных автомобилях применяется система вентиляция закрытого типа, что необходимо для соблюдения экологических норм.

Несмотря на различие систем на разных марках авто, все они имею три общих компонента, таких как:

• Воздушные патрубки для отвода газов из картера;

• Клапан вентиляции, отвечающий за урегулирование величины давления газов;

• Маслоотделитель, отсекающий масляные пары при выходе газов из поддона двигателя.

Клапан открывается при появлении избыточного давления и при разряжении закрывается, то есть принцип его работы основан на разности давлений за и перед ним.

Отделение частиц масла осуществляется при прохождении газов через систему лабиринтов, завихрений и сеток в маслоотделителях. Затем отделившееся масло стекает обратно в поддон двигателя. Это позволяет не только экономить масло, но и защищать детали двигателя от нагара.

При этом маслоотделители могут размещаться внутри крышки клапанов, быть встроенными в мотор или выполненные как отдельный узел.

Принцип работы

Система работает следующим образом. Патрубок вентиляции связан с впускным коллектором, где сразу после запуска двигателя создается разряжение, благодаря которому картерные газы «вытягиваются» из поддона и проходя через маслоотделитель попадают во впуск, где, смешиваясь с поступающим воздухом попадают в камеру сгорания и догорают.

Достоинства системы вентиляции

Применение вентиляции картера позволяет сократить процент вредных выбросов в атмосферу, снизить угар моторного масла, поддерживать стабильные обороты двигателя при прогреве, так как заборный воздух смешиваясь с картерными газами нагревается, что в целом благоприятно воздействует на работу силовой установки.

Недостатки

Несмотря на наличие маслоотделителя воздуховоды и элементы впуска загрязняются от прохождения картерных газов, вызывая частые отказы приборов при работе.

Так на бензиновых моделях авто покрываются налетом узел дроссельной заслонки и регулятор холостого хода, так как они имеют специальные каналы, выполняющие вытяжную функцию. Подобное может наблюдаться и на карбюраторных моделях, например, с карбюратором «Солекс», оснащенным штуцером для вентиляции картера.

Узел дроссельной заслонки и вытяжной клапан газов на карбюраторах являются так называемой малой ветвью и задействуются тогда, когда разрежение в воздушном фильтре недостаточное.

Признаки неисправности PCV

• Появление следов масла в воздушном фильтре;

• Запотевание сальников и стыка крышки клапанов двигателя;

• Дым из выхлопа по причине попадания частиц масла с газами в камеру сгорания;

• Следы масла вокруг крышки заливной горловины и на крышке клапанов.

Помимо этого, данные симптомы указывают и на сильный износ или неисправность (сгорел клапан, залегли кольца, лопнули перегородки поршня) поршневой группы и необходимости их проверки путем замера компрессии.

Причины неисправности:

• Забит или неисправен клапан вентиляции картерных газов;

• Загрязнились вытяжные отверстия в узле дросселя или штуцере карбюратора;

• Сильный износ поршневой группы;

Проверка исправности

Для проверки работы системы вентиляции нужно снять на заведенном моторе крышку с заливной горловины. Если все исправно, то могут наблюдаться лишь отдельные «выстреливающие» капельки масла, либо вообще не будет следов его появления. В противном случае из горловины будет выбрасываться моторное масло.

Если прикрыть отверстие рукой, то при исправной системе не должно чувствоваться какого-либо давления на нее, а когда система находится под избыточным давлением, то газ будет пытаться оттолкнуть ладонь и это усилие будет постепенно увеличиваться.

Для проверки исправности клапана вентиляции, а он обычно расположен во впускном коллекторе, нужно отсоединить шланг от картера к клапану, завести мотор и закрыть пальцем освободившийся штуцер на клапане. Если клапан рабочий, то палец почувствует создание вакуума, а при снятии пальца со штуцера, последует характерный щелчок. В противном случае клапан требует замены.

Нарушение работы клапана отражается на нарушении состава топливной смеси и сопутствующими проблемами.

В заключении.

При обнаружении признаков неисправности вентиляции картера, рекомендуется, не откладывая на спасительное завтра, приступить к прочистке и профилактике системы, чтобы сократить до минимума угар масла и износ двигателя.

Ссылка на основную публикацию