Известно, что в процессе своей работы, двигатель перерабатывает топливную смесь, излишки которой, смешиваясь с воздухом должны выходить в виде отработанных газов наружу. С помощью выхлопной трубы, так все и происходит, но что бы хоть как-то минимизировать вред для окружающей среды, применяют различные фильтры. Есть свои специфические фильтры и непосредственно в двигателе, применяющиеся в системе вентиляции картера.
Картер - главная корпусная деталь двигателя, имеющая самую большую полость, в которой находится коленчатый вал, а ее верхняя часть вмещает в себя блок цилиндров. Картер также можно назвать отдельной деталью (если речь идет об небольших двигателях), такой себе коробкой, объединивший в себе все детали мотора.
При работе двигателя, часть отработанных газов из камер сгорания могут просачиваться в картер и без того уже содержащий пары топлива, масла и воды. В итоге, слившись воедино, эта смесь носит название картерных газов, сильное скопление которых значительно понижает состав и положительные свойства моторного масла, разрушая при этом металлические части двигателя.
Кроме того, эти вредные вещества попадают в атмосферу, тем самым сильно загрязняя ее. Что бы этого не случилось, существует вентиляция картера. Об конструкции и особенностях этой системы, мы расскажем в этой статье.
Особенности системы вентиляции картера ДВС
Как уже говорилось, любой современный двигатель оборудуется специальными фильтрами (можно и так назвать систему вентиляции), которые предотвращают выход из него горючих и токсичных картерных газов, путем их утилизации. Система вентиляции картера, или как ее еще называют «Система отсоса картерных газов» включает в себя большую и малую ветвь. Первая представленная в виде трубы с пламягасителем и маслоотделителем внутри (детальнее о них чуть позже), а вторая являет собой трубку, с помощью которой большая ветвь соединяется с задроссельным пространством.
В прилагающейся к автомобилю технической документации, касающееся его ремонта и обслуживания, не смотря на видимую существенную роль данной системы, ей уделяется мало внимания. А зря, ведь на современных двигателях выход из строя вентиляции картера грозит ему значительным понижением работоспособности.
Что бы система вентиляции исправно работала, необходимо учитывать такие важные моменты как наличие свежего воздуха и забор вредных газов. За способом подвода воздуха все картерные вентиляционные системы можно разделить на открытые и закрытые. Первый вариант базируется на заборе воздушных потоков непосредственно с внешней среды, а второй - использует части системы питания, такие как, например впускной такт.
Открытая вентиляционная система не работает при малых оборотах двигателя и на холостом ходу. Также, она не выполняет свое назначение на больших оборотах, а еще из-за нее возможно засасывание нефильтрированного атмосферного воздуха. Иногда, использование такой системы служит одной из причин слишком большого расхода масла и, соответственно, замасливания мотора.
Закрытая вентиляционная система картера используется в случае необходимости уменьшения степени загрязнения окружающей среды. С этой целью устанавливается специальный клапан, который выводит попавшие от принудительной вентиляции газы, во впускной коллектор мотора. Такая система имеет как плюсы, так и минусы. К первой группе следует отнести сравнительно меньший расход масла, стабильную работу двигателя зимой (входной воздух обогревается картерными газами), стойкость двигателя к детонации, так как топливно-воздушная консистенция разбавляется. Ко второй группе, включающей минусы использования относят: сильное загрязнение входных воздуховодов и карбюратора и возможность влияния на окисление масла.
Существует также классификация подобных систем в зависимости от способа отвода картерных газов. С этой точки зрения выделяют системы принудительного (подводят газы к впускному коллектору) и эжекционного (отводят газы в окружающую среду) действия.
До 1961 года все автомобилестроение применяло в выпускаемых транспортных средствах открытую систему с эжекционным принципом действия, в которых для вывода из картера газов использовали эжекционную трубку, проходящую вдоль всего двигателя к нижнему поддону картера. Когда машина двигалась, возле края трубки образовывалось незначительное разрежение, хорошо влияющее на вентиляцию картера.
Чуть позже результаты, проведенных компанией GENERAL MOTORS
исследований доказали, что основное количество вредных веществ, образующиеся в следствии неполного сгорания углеводорода, выбрасывается в атмосферу именно через эжекционную трубку системы вентиляции. В следствии этого открытия, начиная с 1961 года, все автомобили, поступающие в продажу в штат Калифорния (Америка), были обязаны оборудоваться системой вентиляции принудительного действия, а с 1962 года, это требование начало действовать на всей территории США. С тех пор прошло не одно десятилетие, но двигатели именно с этой системой продолжают выпускаться и в наше время.
Конструкция вентиляционной системы картера
И так, мы уже выяснили, что в двигателях современных автомобилей применяется картерная система вентиляции принудительного действия, но разные производители, по разному подходят к вопросу ее конструкции. Наиболее сложной (но самой эффективной) является система в которой, воздух попадает в картер через отдельный воздушный фильтр.
В бензиновых двигателях, при условии, что нагрузки небольшие, одна часть разбавленных воздухом газов, попадает в воздушный фильтр, находящийся за фильтрующим эллементом, а вторая часть, через регулирующий жиклер поступает в задроссельное пространство.
Детально разбирать каждый вид вентиляционной системы картера, для отдельно взятых двигателей (бензиновых, дизельных, газовых и т.д.) очень долго, да и сейчас совершенно неуместно, поэтому сосредоточим свое внимание на основных, общих для всех компонентах: маслоотделителе, воздушных патрубках (для циркуляции газов) и вентиляционных клапанах.
Маслоотделитель создан для препятствования попаданию паров масла в полость камеры сгорания. Благодаря ему уменьшается количество образования сажи. Выделяют три способа разделения масла и газа: циклический, лабиринтный и комбинированный, который в настоящее время наиболее часто применяется. Лабиринтный маслоотделитель (успокоитель) нацелен на замедление движения картерных газов. В следствии этого, большие масляные капли стекая по стенкам попадают в картер двигателя.
Дальнейшее очищение масла от картерных газов выполняет центробежный маслоотделитель, проходя через который они начинают вращаться. В итоге, под воздействием центробежной силы, частички масла оседают на стенках, а затем также стекают в картер. Что бы предотвратить турбулентность газов, после прохождения ими центробежного маслоотделителя в ход пускают выходной лабиринтный успокоитель. Именно тут проходит окончательное разделение масла и газа.
Вентиляционный клапан картера нужен для регулировки давления картерных газов, попадающих в колектор. Если разряжение во впускном канале не очень существенное - клапан открыт, но если оно довольно ощутимое, то клапан самостоятельно закрывается.
Вся система вентиляционной работы картера базируется на разряжении, возникающем во впускном коллекторе двигателя. С помощью этого процесса переработанные газы выводятся из картера в маслоотделитель, где очищаются от масла и по специальным патрубкам переходят во впускной колектор. Там, смешавшись с воздухом, они ликвидируются в камерах сгорания. Если двигатель оснащен турбонадувом, то регуляция вентиляции картера может осуществляться с помощью дроссельной заслонки.
Штуцер вентиляции картера
Названием «Штуцер» обозначают патрубки с резьбовым соединением, помогающие объеденить части трубопровода, или соединить вентили, емкости и прочие детали жидкостных и газовых преобразующих систем. Что касается системы вентиляции картера, то тут штуцер просто незаменим, а система вентиляции карбюраторных двигателей «Солекс» без него вообще работать не будет.
Такая его незаменимость объясняется достаточно просто. Бывает, что в процессе качественного удаления газов возникают проблемы. Чаще всего, причина этого кроется в недостаточном разряжении картерных газов, находящихся в воздушном фильтре.
Для того, чтоб увеличить работоспособность системы вентиляции в нее внедряют еще одну, дополнительную ветвь (малая ветвь). Она имеет вид трубки, с помощью которой задроссельная зона соединяется со штуцером, отвечающий за отвод картерных газов от двигателя внутреннего сгорания. Диаметр этой ветви совсем маленький и составляет не больше пары миллиметров. Также, штуцер может помочь в диагностике некоторых причин сбоя в вентиляции картера. Для этого на него надевают трубку, а затем дуют в нее, если воздух не проходит - значит надо прочистить каналы системы, так как они, скорее всего, засорены.
Штуцер располагается в нижней части карбюратора, рядом с дроссельной заслонкой первичной камеры, под насосом ускорения. В случае необходимости, на эту деталь натягивают шланг, выполняющий вытяжную функцию.
Плохая вентиляция в автомобильном двигателе доставляет немало хлопот хозяевам автомашин – внутри двигателя создается повышенное давление картерных газов, и масло выдавливает через все прокладки.
Чтобы картерные газы (КГ) выводились из картера во время работы ДВС, в современных автомобильных моторах используется принудительная вентиляция – под действием разрежения они выводятся во впускной коллектор. В этой статье мы рассмотрим, что такое клапан вентиляции картерных газов: принцип работы устройства, его наиболее характерные поломки, как меняется или ремонтируется эта деталь на различных моделях машин.
Система вентиляции картерных газов (СВКГ) устроена несложно, принципы ее работы очень простой. Внутреннее пространство двигателя соединяется с впускным коллектором шлангом, и под действием разрежения скопившиеся в моторе КГ изнутри забираются во впускной тракт, затем попадают в цилиндры. Клапан вентиляции картерных газов (КВКГ) имеет однополярную направленность, он позволяет газам двигаться только в одном направлении (из картера во впускной коллектор), не пуская их обратно.
СВКГ – это по сути дела тот же самый сапун, который имеется в коробке переключения передач, автомобильных мостах. Но если в трансмиссии клапан открывается, выпуская скопившиеся КГ в окружающую атмосферу, то в моторе они под действием разряжения удаляются быстрее и эффективнее в самом ДВС. Можно привести пример – на движках ЗМЗ-24 раньше использовалась вентиляция открытого типа, и через отводную трубку в крышке толкателей КГ выходили наружу (на рисунке внизу обозначена стрелкой).
С 1977 года стала применяться принудительная СВКГ закрытого типа – через шланг, идущий с клапанной крышки ДВС, газы стали отводится под карбюратор. За счет принудительной СВКГ:
- уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу;
- более эффективно снижается давление внутри картера, поэтому не выдавливаются сальники и прокладки;
- движок не «задыхается», работает с нормальной отдачей.
В классической схеме СВКГ присутствует два отвода газов из двигателя во впускной тракт:
- один из них прямоточный;
- другой – принудительного типа.
Также в качестве примера можно рассмотреть систему двигателя ЗМЗ-402, на рисунке внизу видно, что с клапанной крышки газы через толстый патрубок поступают непосредственно в карбюратор, а через нижний – в сам впускной коллектор, минуя устройство, которое создает необходимую пропорцию воздуха с топливом.
В современных автомобильных двигателях применяется КВКГ мембранного типа (PCV). Устроен подобный клапан чрезвычайно просто, в стандартном варианте он имеет:
- корпус, на котором имеются два штуцера – для подачи картерных газов и для их отвода;
- крышку;
- диафрагму (мембрану клапана вентиляции картерных газов);
- возвратную пружину.
Принцип работы такого механизма следующий:
- когда мотор заглушен, под силой пружины клапан перекрывается мембраной;
- на холостых оборотах под воздействием разряжения мембрана начинает преодолевать силу пружины, и часть КГ проходит из ДВС во впускной тракт;
- на больших оборотах диафрагма полностью освобождает канал, и картерные газы засасываются во впускной коллектор в полном объеме.
По мере засорения клапан перестает работать, но прежде чем менять КВКГ, все же следует его проверить. Снятый с двигателя исправный КВКГ должен продуваться в одну сторону, в обратном направлении воздух через него проходит в небольшом объеме.
Еще клапан можно проверить на работающем двигателе, для этого от устройства нужно отсоединить шланг со стороны впускного тракта. На исправном КВКГ присутствует разрежение, и если к штуцеру приложить палец руки, будет чувствоваться, как палец «присасывается». При неисправном устройстве разрежения не создается.
Через систему вентиляции двигателя можно проверить, насколько хорошо себя «чувствует» поршневая группа ДВС. Делается проверка следующим образом – между PCV и впускным коллектором устанавливается простой прозрачный топливный фильтр. Если за небольшой пробег в фильтре появляется масло и копоть, значит, поршневые кольца не в порядке, и мотору необходим ремонт.
Неисправности в системе вентиляции картерных газов
Все неисправности в СВКГ можно разделить на два типа:
- выход из строя самого клапана вентиляции КГ;
- засорение (закоксовывание) шлангов системы.
Частая причина возникновения неполадок в этой системе – износ деталей цилиндро-поршневой группы ДВС. Если в цилиндрах слабая компрессия, а маслосъемные поршневые кольца не «держат» масло, создается повышенное картерное давление, и система вентиляции перестает справляться с отводом КГ. Масло и копоть забивает шланги, нарушается целостность мембраны PCV.
Когда забиваются патрубки СВКГ, картерные газы прорываются через все возможные соединения в двигателе, именно поэтому выдавливает прокладки, начинают течь сальники.
Замена КВКГ
Заменить клапан несложно практически на любом легковом автомобиле, но у каждой модели двигателя СВКГ имеет свои конструктивные особенности. Рассмотрим для примера, как меняется КВКГ на моторе М54 В22, марка машины – BMW пятой серии в кузове E39. Клапан КВКГ находится под впускным коллектором спереди ДВС, и чтобы до него добраться, необходимо снимать:
- электронную дроссельную заслонку;
- регулятор холостого хода.
Для удобства можно снять и сам впускной коллектор, но тогда работа получается достаточно трудоемкой, к тому же придется приобретать коллекторные прокладки. После того, как доступ к клапану обеспечен, отсоединяем от КВКГ шланги и демонтируем само устройство. Производим установку нового механизма, устанавливаем все детали на свои места.
СВКГ на многих автомобилях Фольксваген, Ауди, а также Seat и Skoda, устроена относительно сложно, так как имеет целую систему пластмассовых и резиновых патрубков. В процессе эксплуатации двигателя шланги в системе со временем закоксовываются, и тогда требуется чистка всех элементов вентиляции. Некоторые автовладельцы машин, не находя времени и желания на прочистку системы, раньше решали проблему просто – в обход штатной СВКГ на клапанной крышке устанавливали шланг и выводили газы в атмосферу.
У этого способа есть большие минусы:
- газы загрязняют окружающую среду;
- водителю и пассажирам в салоне приходится самим дышать вредным выхлопом, так как трубка выводится под капот.
На современных моторах VAG уже трубки отвода никто не устанавливает, и в случае засорения системы автовладельцы производят прочистку. Рассмотрим СВКГ на примере турбированного 4-цилиндрового двигателя AEG 2.0 л, работающего на бензиновом топливе.
Картерные газы на моторе VAG отводятся не сверху, с клапанной крышки, как сконструировано на многих ДВС, а с блока цилиндров (БЦ). На отверстии, расположенном с правой стороны БЦ, устанавливается маслоотделитель.
Какую функцию выполняет маслоотделитель, можно понять из названия – это устройство не позволяет подниматься маслу по трубкам в систему вентиляции. В СВКГ проходят только газовые пары, сама смазка остается в масляной системе. Чтобы масло не текло, между маслоотделителем и блоком устанавливаются уплотнительные прокладки.
К маслоотделителю крепится пластмассовая трубка, между шлангом и трубкой располагается тройник, в нем
устанавливается КВКГ.
Клапан имеет три режима работы, на холостых и больших оборотах он закрывается, в открытом состоянии находится при средних оборотах ДВС. Исправный КВКГ продувается только в одну сторону. На другом конце шланга крепится эжекционный насос, который усиливает разрежение в системе.
Эжекционный насос соединяется с выпускным коллектором, а от тройника еще отходит металлическая трубка, которая ведет к редукционному клапану.
Редукционный клапан (РК) работает приблизительно по тому же принципу, что и КВКГ, только он перекрывает более широкий канал. Проверяется РК также с помощью продувания – если из бокового отверстия при полностью закрытом нижнем канале воздух проходит, это означает, что РК неисправен.
На многих двигателях серии Z автомобилей Опель, например, на моторе Z16XEP, клапан вентиляции вмонтирован непосредственно в клапанную крышку. Если механизм выходит из строя, требуется замена детали. Снять и установить крышку несложно, работа не требует специальных навыков.
Отдельно КВКГ на эти моторы в продаже не встречается, поэтому приходится покупать его в сбое с клапанной крышкой. Так как новая деталь стоит дорого, есть смысл поискать бу.
Стоимость КВКГ может быть абсолютно разной, цена в большой степени зависит от модели автомобиля и самого двигателя. Например, оригинальный клапан на ДВС M54 (BMW) стоит около 2200-2400 рублей, это устройство также подходит на моторы серии M52, ставится на авто E39 5-й серии, X3, X5, «БМВ компакт». На автомобили Форд (двигатели Duratec HE) клапан вентиляции можно купить в среднем по цене 1300-1800 рублей, стоимость зависит от продавца – на заказ детали получаются дешевле, если запчасти нужны не срочно.
Есть оригинальные детали, которые стоят достаточно дорого, к тому же их не всегда можно найти в продаже, поэтому есть смысл покупать контрактные запчасти – они стоят значительно дешевле, более доступны. Например, даже контрактный КВКГ Mitsubishi для двигателя 4G94 из Владивостока обойдется около 3 тысяч рублей, сколько стоит новый механизм, сказать сложно. Еще детали также можно поискать по авторазборкам, различным объявлениям в интернете.
Со временем в системе ВКГ накапливаются смолистые отложения, каналы и шланги от грязи забиваются. Чтобы вентиляция засорялась как можно реже, необходимо:
- заливать в двигатель качественное моторное масло, оно при угаре оставляет минимум отложений, еще рекомендуется заливать один и тот же сорт масла;
- заправляться на проверенных заправках хорошим топливом;
- если внутри двигателя скапливаются отложения, производить замену масла с промывкой.
Допускать сильного засорения СВКГ не следует, промывку системы необходимо делать регулярно. Понять, есть ли грязные отложения на внутренних деталях двигателя, не так сложно, достаточно снять крышку маслозаливной горловины и посмотреть на нее.
Большое количество нагара и грязи на крышке говорит о том, что такими отложениями покрыты и все внутренние детали двигателя, в таком случае необходима промывка всего мотора, а не только системы вентиляции. Еще СВКГ быстро забивается, когда ДВС исчерпывает свой ресурс, и требуется ремонт поршневой группы. Если двигатель не расходует масло, а в цилиндрах нормальная компрессия, тогда и вентиляция будет в полном порядке.
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 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 и попадают в картер . Картер представляет из себя закрытую полость, в которой находится и другие детали силового агрегата.
В картере постоянно присутствует масляный туман, пары несгоревшего топлива, частицы воды и газы. Указанные газы называются картерными газами. Картерные газы оказывают негативное влияние на моторное масло. Параллельно с этим избыток картерных газов может привести к росту давления в картере. В результате моторное масло начинает выдавливаться.
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.
Читайте в этой статье
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:
- открытого типа;
- закрытого типа;
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 . 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 , также смазка может выбрасываться вместе с газами наружу, в результате поверхности двигателя загрязняются масляными пятнами.
Закрытая система вентиляции картера, которую также называют принудительной, сложнее по конструкции. При этом именно данное решение позволяет уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу с учетом экологических стандартов и снизить расход масла.
Двигатель с такой системой работает стабильно, лучше держит обороты зимой, так как холодный наружный воздух во впуске подогревается картерными газами, снижается риск . 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 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.
Лабиринтный маслоотделитель, который еще называется успокоитель, замедляет движение газов. В результате объемные частицы масла попросту оседают на стенках, после чего стекают обратно в картер.
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.
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 и . Также в воздушном фильтре может появиться масло и т.д.
Часто при диагностике указанные проблемы пытаются решить путем поверки и ремонта системы питания или зажигания, забывая о системе вентиляции картерных газов. Важно понимать, что закрытая система предполагает наличие специальных каналов в и , а также клапанов, патрубков и шлангов для циркуляции газов. Хорошо известно, что клапаны рано или поздно могут начать подклинивать. Прежде всего, это приводит к нарушению состава рабочей топливно-воздушной смеси.
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.
Назначение и устройство системы рециркуляции отработавших газов. Клапан EGR, система ЕГР высокого и низкого давления. Неисправности системы рециркуляции.
В столь сложном механизме, каковым является современный двигатель внутреннего сгорания, не может быть каких-то мелочей. Любая система, даже если она имеет простейшее устройство, выполняет строго определенную функцию, внося свой вклад в бесперебойную работу силового агрегата. О существовании многих из систем рядовой автолюбитель даже не подозревает, хотя нарушение их нормального функционирования самым серьезным образом оказывает влияние на работоспособность двигателя в целом. Важнейшая роль в ДВС отведена так называемой вентиляции картера.
О том, каковы ее назначение, принцип работы и состав компонентов, поговорим в данной статье. Не секрет, что между деталями цилиндро-поршневой группы существуют строго определенные зазоры, соответствующие установленным разработчиками допускам. Какими бы минимальными ни были эти зазоры, через них из камеры сгорания в картер проникают несгоревшие частицы, 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, теряя смазывающие свойства. Стоит отметить, что подобный эффект проявляется как у масел бюджетного класса, так и у дорогих образцов от именитых брендов. Попадающие в картер двигателя пары топлива и воды неизбежно разжижают масло, превращая его в масляную эмульсию. Не стоит забывать и о том, что в процессе работы в цилиндрах мотора создается очень высокое давление. В связи с этим газы, вырывающиеся с огромной силой, попадают в картер, грозя выдавливанием сальников и последующим вытеканием масла.
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 эжекционной трубки) и закрытая, или принудительная (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. Особенностью такой системы является то, что прорвавшиеся из цилиндров газы выводятся за пределы двигателя, непосредственно в окружающую среду. Указанный способ вентилирования картера мотора отличает простота и дешевизна конструкции, что, впрочем, «компенсируется» 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. Кроме того, через открытую систему вентиляции картера при охлаждении сильно разогретого двигателя возможно подсасывание неотфильтрованного атмосферного воздуха. Нередки случаи, когда на автомобилях с большими пробегами система открытого типа становилась основной причиной возросшего расхода масла и, как следствие, замасливания силового агрегата.
Более современной и эффективной альтернативой открытой вентиляции картера является закрытая (принудительная) вентиляционная система. Одной из ключевых деталей такой системы является клапан, выводящий попавшие в картер двигателя газы во впускной коллектор. 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) и соединительных патрубков. Стоит отметить, что системы вентиляции картерных газов для бензиновых и дизельных моторов, хотя и обладают определенными особенностями, 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 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.
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 успокоителе.
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. В режиме ХХ и при торможении двигателем разрежение в коллекторе максимально (дроссель лишь чуть приоткрыт), 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.
Признаки неисправности системы вентиляции картерных газов
Неудовлетворительная работа системы PCV может являться одной из причин течи масла. 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 масло начнет гнать через отверстие для щупа, также возможно образование масляных пятен в местах уплотнений и соединений (прокладки, хомуты). Совсем неприятный вариант – выдавливание сальников.
Если перестанет нормально функционировать маслоотделитель системы вентиляции картера, то масляные отложения появятся на дроссельной заслонке и даже на воздушном фильтре. Некорректная работа самого клапана PCV может привести к неправильному учету поступающего воздуха, и, как следствие, приготовлению переобогащенной смеси.
В настоящее время, несмотря на стремительное развитие технологий, создать совершенно герметичную пару трения деталей — цилиндра и поршневого кольца - не представляется возможным. Поэтому в ДВС со временем при функционировании скапливаются продукты сгорания.
В поддон картерные газы проходят через которые прилегают к цилиндрам неплотно. В результате тепло отводится хуже, сокращается срок эксплуатации смазочной жидкости и образуется чрезмерное давление на все блочные уплотнения. Система вентиляции картера предотвращает чрезмерное картерное давление.
Развитие устройства
В начале механизм выглядел следующим образом: из картера просто выводилась трубка, выпускающая газы в атмосферный воздух и загрязняющая его. Но нормы по выбросу газов от транспортных средств серьезно ужесточались. Поэтому система вентиляции картера была вынужденно разработана производителями.
Принцип действия механизма
В том виде, в котором система известна в настоящее время, газы не просто выбрасываются в атмосферу. Они направляются в мотор посредством выведенной трубки из картера, другой конец которой подсоединен ко Оттуда газы направляются в камеру сгорания. В момент вспышки часть из них сгорает, а другая часть выбрасывается через выпускной механизм. Лишь малая доля от этих газов снова попадает в картер. Так процесс происходит без перерыва.
Типы системы рециркуляции картера
Известны два типа системы:
- открытая;
- закрытая.
В первом случае, как описано в начале статьи, газы отводятся просто в атмосферу. Во втором они отсасываются во впускной трубопровод. Закрытая система вентиляции картера: ВАЗом и "Ладой", БМВ и "Мерседесом", японцами и американцами применяется в основном в настоящее время.
Помимо этого, закрытые системы бывают с переменным или постоянным потоком. Первый вид более точно способен регулировать рециркуляцию картера. Он меняется в зависимости от количества поступаемых газов.
Устройство
Наверху находится маслоотделитель системы вентиляции картера, а внутри него — масляной отражатель. В его задачу входит освобождение газов от частиц масла. Маслоотделитель системы вентиляции картера имеет выход с трубопроводом. При нормальном функционировании мотора в картере постоянно должно происходить определенное разрежение. Клапан может срабатывать в трех вариантах.
Принудительная система вентиляции картера: клапан
Рассмотрим вкратце все три эти варианта.
1. За дросселем образовывается низкое давление от 500 до 700 мБар. Система вентиляции картера такой режим не выдерживает. И поршень, под действием разрежения, закрывает клапан.
2. Если дроссель открыт полностью, то давление там одинаковое с атмосферным или даже выше. При достижении 500-700 мБар поршень закрывает клапан для прохождения газов.
3. В среднем положении обеспечивается нормальное давление поршня.
Если работа клапана вызывает вопросы, то его исправность легко проверить. Для этого на холостых оборотах на горловину, куда заливается масло, кладется лист бумаги. Если он будет опускаться и подниматься вместе с мембранным движением, то клапан является исправным.
Нормальное функционирование можно проверить и другим способом. В режиме холостого оборота следует снять шланг вентиляции и закрыть его пальцем: должно чувствоваться всасывание.
Редукционный клапан
Если мотор функционирует на больших оборотах, во впускном коллекторе появляется давление, которое имеет равное значение с атмосферным или превышает его. В этом случае в картер попадает больше газов. Если во впуске имеется турбокомпрессор, то разрежение будет чересчур большим и его следует уравновесить.
Для этого предусматривается который срабатывает во впускном коллекторе, когда открывается заслонка. Механизм, состоящий из мембраны и пружины, вставляется в пластиковый корпус, в котором имеются входной и выходной штуцеры.
Работа редукционного клапана
При нормальном разрежении пружина не нагружается. При этом мембрана приподнята и газы пропускаются свободно.
При пониженном давлении диафрагма опускается и закрывает выход, преодолевая действие пружины. Тогда газы начинают движение через обходной путь — канал с калиброванным отверстием.
К сожалению, действуя положительно с одной стороны, система вентиляции картера двигателя создает проблему с другой. Выйдя из поддона, газы захватывают и частички смазки, загрязняя таким образом впускную систему. Кроме того, они оседают на поверхностях каналов выхода и деталях рециркулирующего клапана. Это ведет к сужению каналов и может стать причиной неисправностей в работе впрыска. Если же диафрагма будет заклинивать, то увеличится. Тогда придется менять клапан.
Также нужно не забывать о другой немаловажной детали и вовремя менять шланг системы вентиляции картера — обычно это делается вместе с рециркулирующими клапанами. В противном случае, на нем образуются трещины и разрывы.
Чтобы предотвратить дорогостоящий ремонт, необходимо обращать внимание на появляющиеся пятна на уплотнениях двигателя, увеличении расхода горюче-смазочной жидкости и нестабильном функционировании мотора. Если вовремя подъехать в сервисный центр, проблему удастся решить в зародыше, пока она не успела нанести существенный вред агрегату.