Что такое вентиляция картера и как она спасает нашу планету от загрязнения?

Оказывается, бой за чистоту ведётся не только на уровне , но и в самом моторе и в этой статье мы расскажем ещё об одной из автомобильных систем, стоящей на страже экологии – вентиляция картера.

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 .

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.

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.

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!

Система принудительной вентиляции картера

Во всех двигателях газы, прорывающиеся в картер, удаляются системой принудительной вентиляции картера (PCV - positive crankcase ventilation). Эта система выкачивает испарения из картера во впускной коллектор, - впервые она появилась в 1961 году в большинстве автомобилей в штате Калифорния, а с 1963 года стала использоваться во всех автомобилях, эксплуатируемых в США. Испарения подаются в цилиндры вместе с всасываемой топливно-воздушной смесью и сжигаются в камерах сгорания. В определенных режимах работы двигателя эти газы выталкиваются обратно в картер через впускной фильтр (рис. 6.24).

ПРИМЕЧАНИЕ

Засорение и нарушение пропускной способности системы принудительной вентиляции картера - это основная причина высокого потребления масла двигателем и одна из причин возникновения различного рода утечек масла. Прежде чем приступать к дорогостоящему ремонту двигателя проверьте состояние системы принудительной вентиляции картера.

Рис. 6.24. Система принудительной вентиляции создает в картере постоянное разрежение за счет пониженного давления во впускном коллекторе. Чистый воздух, пройдя через воздушный фильтр, поступает в картер и, смешавшись с газами, прорывающимися через поршневые кольца, выбрасывается во впускной коллектор. Клапан принудительной вентиляции (PCV-клапан) регулирует поток газовой смеси, поступающей в двигатель, и отсекает его в случае возникновения обратной вспышки в двигателе, предотвращая распространение пламени во внутреннюю область картера.

ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА

Правильно работающая система принудительной вентиляции картера должна обеспечивать отвод газов из картера во впускной коллектор. Если пропускная способность трубопроводов, шлангов и самого клапана принудительной вентиляции не нарушена, то во внутреннем пространстве картера создается разрежение. В картере создается незначительное разрежение (обычно оно составляет меньше 1 дюйма ртутного столба при измерении через отверстие щупа для измерения уровня масла). Оно создается также и в других полостях двигателя. Через дренажные отверстия масло стекает в масляный поддон. Через эти же отверстия происходит распространение зоны пониженного давления в пространстве под крышками головок блока цилиндров и в развале блока цилиндров - в большинстве V-образных двигателей. Проверка функционирования системы принудительной вентиляции картера осуществляется разными способами.

Проверка с помощью встряхивания

Способ проверки встряхиванием заключается в том, что клапан принудительной вентиляции картера снимают и встряхивают в руке (рис. 6.25).

Если клапан принудительной вентиляции картера не дребезжит , то он определенно неисправен и подлежит замене.

Если клапан принудительной вентиляции картера дребезжит , то это еще не гарантирует того, что он исправен. Во всех PCV-клапанах стоят пружины, которые со временем, и следствие циклического нагрева-охлаждения, становятся слабее. PCV-клапан следует периодически заменять точно таким же через установленные производителем автомобиля периоды (обычно каждые три года или после 60 000 км пробега).

Рис. 6.25. Пример типичной конструкции клапана принудительной вентиляции картера (PCV-клапана). Причиной неровной работы и внезапных остановок двигателя может быть неисправность или засорение PCV-клапана или шланга. Поскольку расход воздуха, прогоняемого через PCV-клапан, составляет около 20% объема воздуха, необходимого для работы двигателя на холостом ходу, установка клапана другого типа, чем рекомендованный производителем, может заметно повлиять на работу двигателя в режиме холостого хода

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 при , 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 недостаточное.

Признаки неисправности PCV

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.

В двигателе любого автомобиля нет практически ни одной лишней системы. Работа всех деталей и узлов полностью взаимосвязана и выход из строя одного элемента, может привести к гибели другого. Этому суждению соответствует и система вентиляции картера двигателя. Рассмотрим, для чего она нужна, ее устройство и принцип работы. В конце, мы дадим вам небольшую справку по неисправностям системы.

Зачем нужна вентиляция картера двигателя?

Масло и топлива в двигателе отделяются двумя взаимодействующими деталями – цилиндр-поршень. Дело в том, что конструкция этих узлов не позволяет полностью герметизировать камеру сгорания и систему смазки двигателя. Часть газов через компрессионные и маслосъемные кольца все-таки прорываются в картер двигателя и нарушают состав масла. Такие газы называются картерными.

Проблема заключается в следующем. Дело в том, что газы в картере с маслом увеличивают давление внутри системы смазки. Повышенному давлению подвергается и масло, которое начинает давить на самые слабые участки двигателя – сальники и уплотнители. В конечном итоге происходит утечка масла, которая сопровождается масляным голоданием.

Кроме того, повышенное давление масла увеличивает скорость его старения, а значит, увеличивает износ смазывающего компонента, который придется менять раньше положенного срока.

Для борьбы с повышением давления в системе смазки предусмотрена специальная система, которая называется системой вентиляции . Многие задают вопросы, для чего необходимо создание целой системы вентиляции, когда можно попросту провести шланг из картера в подкапотное пространство, как делалось это на «Жигулях». Дело в том, что картерные газы являются недогоревшим остатком топлива, а потому содержат множество вредных веществ, которые оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Видео - Вентиляция картерных газов

Устройство и принцип работы системы вентиляции картера

Данная система состоит из множества узлов, основными из которых являются: специальный клапан с редукционным приводом, система различных шлангов и трубок, клапан для создания принудительной вентиляции и устройство, предназначенное для маслоотделения.

Самым основным элементом можно назвать устройство для маслоотделения. Оно располагается в самой верхней части картера и представляет собой полый короб, в котором одна стенка выполнена в виде решетки, которая согнута на 30 градусов. В нижней части картера устанавливается маслоотражатель. Последний нужен для того, чтобы отсеивать масло от газов, которое тоже будет стремиться попасть в систему вентиляции. Вверху маслоотделителя устанавливается штуцер, идущий в трубопровод системы вентиляции.

Далее идет самый основной компонент системы – это клапан принудительной вентиляции. Сам клапан имеет в своем составе два цилиндра и пружину с поршнем внутри. Так как принудительная вентиляция может происходить только при создании определенного разрежения внутри системы, то и положение поршня должно быть разным. Поэтому в клапане предусмотрено три положения, которые определяют основные режимы работы клапана.

• Положение А. Источник, создающий разряжение имеет очень низкое давление. Соответственно, такое давление недопустимо для работы клапана и он под действием появившейся силы, преодолевая действие пружины, закрывается.
• Положение Б . В этом случае разряжение довольно высокое, соответственно и давление газов тоже становится большим. Такой режим работы становится не нормальным, а соответственно и клапан под действием пружины также запирается. Такое бывает при повышении оборотов двигателя или применении турбокомпрессоров для ускоренной закачки больших объемов воздуха в цилиндры.
• Положение А и Б . Для создания такого режима, источник разряжение должен создать оптимальное давление для жесткости пружины клапана. В этом случае, она смещает поршень в промежуточное положение и, таким образом, открывает клапан.

Основой для работы клапана вентиляции картера является обыкновенная разность между давлением за дроссельной заслонкой и после нее. Соответственно, перепад давлений может замеряться и возле турбокомпрессора. Однако, если с обычным мотором все понятно, то с турбированным возникают определенные трудности. Дело в том, что разность давлений в этом слишком высока, что потребует дополнительной регулировки. Для этой цели конструкторы разработали специальный .

Редукционный клапан в своем составе имеет: диафрагму из специальной маслостойкой резины, колодец из металла, в котором имеются два отверстия, и пружину. Если давление, которое создается у источника разряжения, находится на нормальном уровне, то пружина распрямляется и поднимает диафрагму, открывая, при этом, клапан основного отверстия, давая проход для картерных газов.

В том случае, если же давление будет слишком низким, то диафрагма будет смещаться вниз и заставит пружину сжаться. Клапан основного клапана закроется, но при этом, откроется клапан второго отверстия с меньшим сечением. Картерные газы будут проходить именно через него.

Для обеспечения наиболее плавного хода диафрагмы применяется третий клапан, который установлен сверху корпуса клапана. Таким образом, достигается регулировка давления, воспринимаемого пружинами системы вентиляции.

Редукционный клапан помогает производить вентиляцию не только картера, но и блока цилиндров в целом. Это связано с его возможностью использоваться при повышенных нагрузках двигателя, когда давление увеличивается прямопропорционально.

Неисправности системы вентиляции

Несмотря на простоту системы, она может подвергнуться и банальным неисправностям, которые рано или поздно дадут о себе знать.

Прежде всего – это изменение положение поршня, относительно его посадочного места. Может проявиться в виде и периодическими пропусками зажигания.

Другая проблема – это замерзание редукционного клапана в холодную погоду. Данная проблема касается не всех двигателей, но тоже имеет место быть. Может проявиться в виде повышенного расхода смазочного компонента. При увеличении нагрузки на мотор эта величина увеличивается.

Вот и все, что нужно знать о системе вентиляции картера двигателя.

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.