При работе двигателя внутреннего сгорания в картер всегда поступает некоторое количество газов из камеры сгорания. В свежем двигателе это в основном топливовоздушная смесь, просачивающияся из цилиндра на такте сжатия, но по мере износа начинают преобладать отработавшие газы (попадающие на такте расширения).
На подавляющем большинстве тойот 90-х годов применяется одна и та же схема вентиляции картера, использующая регулируемый клапан PCV "переменного сечения". В отличие от старой системы с каналами постоянного сечения, ее производительность находится в большем соответствии с объемом образующихся картерных газов.
 |
Как и обычно, в системе PCV картерные газы подсасываются во впускной коллектор создающимся в нем разрежением. Но их количество фактически обратно пропорционально разрежению - максимально на режимах полной нагрузки и минимально на холостом ходу. В некотором роде компенсация этой разницы и возложена на клапан PCV.
|
Если двигатель выключен
, то под действием основной пружины клапан полностью закрыт и газы из картера не поступают во впускной коллектор. Аналогично клапан действует при обратной вспышке ("выстреле во впуск"), чтобы пламя не прошло в картер, где оно может поджечь концентрированные пары топлива.
|
|
|
На холостом ходу и при замедлении
(принудительный холостой ход) образуется небольшое количество картерных газов, но разрежение в коллекторе велико. В результате золотник клапана полностью втягивается, преодолевая сопротивление пружин, и значительно перекрывает канал разрежения, так что, несмотря на полное открытие канала PCV, перепуск картерных газов минимален и на впуск не подсасывается лишний воздух со стороны фильтра.
|
 |
|
При движении с небольшой нагрузкой
золотник занимает промежуточное положение, позволяя перепускать более значительное количество газов.
|
 |
|
При ускорении и движении с большой нагрузкой количество картерных газов велико, так что золотник занимает положение, при котором канал разрежения имеет максимальное сечение. Если количество образующихся картерных газов превышает пропускную способность клапана PCV, часть их отправляется через вентиляционный шланг в корпус воздушного фильтра и далее на впуск. |
 |
Само собой разумеется, состояние системы вентиляции отражается на работе двигателя в целом. Забитый клапан PCV нарушает расчетные параметры поступления воздуха на впуск, что может приводить к переобогащению смеси, а работа системы только через оставшийся вентиляционный шланг ведет к появлению масла в воздушном фильтре и коксованию дроссельной заслонки. Забитый вентиляционный шланг при работающем клапане PCV приводит к возникновению в картере повышенного разрежения и увеличивает расход масла на угар. Если оба канала вентиляции забиты (пережаты, обмерзли), то создающимся в картере избыточным давлением в лучшем случае выбивает масло (например, через отверстие для щупа), а в худшем - выбивает сальники двигателя.
Краткая проверка состояния системы PCV выполняется следующим образом:
- Запустите и прогрейте двигатель.
- Перемкните выводы TE1 и E1 диагностического разъема DLC1.
- Дождитесь стабилизации частоты вращения холостого хода.
- Пережмите вакуумный шланг между клапаном PCV и впускным коллектором.
- Если система функционирует относительно исправно, то частота вращения должна упасть примерно на 50 об/мин.
Казалось бы, сама по себе работа ДВС служит источником, осуществляющим сильное загрязнение атмосферы, а мы пытаемся говорить тут про вентиляцию. Однако не все так просто, мотору, как и всем остальным, тоже нужен свежий воздух. Обеспечивает его и система вентиляции картера.
О назначении системы вентиляции
Все проблемы, как всегда, таятся в мелочах. В данном случае это касается имеющихся зазоров между поршнем и блоком цилиндров двигателя. Казалось бы, конструкцией предусмотрены специальные элементы, минимизирующие эти зазоры. И все же, несмотря на уплотняющие кольца, происходит попадание продуктов сгорания топлива, его несгоревших частиц, паров воды в объем картера двигателя. Следствием этого является ухудшение качества масла и потеря его смазывающих свойств. Проявляется подобный эффект в том, что обычное масло становится водно-масляной эмульсией, а также происходит его разжижение.
В цилиндрах двигателя, при его работе, создается повышенное давление, так что нет ничего удивительного, что газы вырываются оттуда с повышенным давлением. Следствием этого будет создание такого же повышенного давления в картере, что может привести к выдавливанию сальников и утечке масла.
Именно для предотвращения подобных явлений, описанных выше, предназначена система вентиляции картера. Она позволяет вывести из него прорвавшиеся отработанные газы, обеспечить нормальное давление, тем самым, повысить надёжность и долговечность двигателя.
Как происходит вентиляция картера
Как всегда в таких случаях, существует выбор.
Реализация данной системы может быть двух типов:
- открытая;
- закрытая.
В первом случае, когда система вентиляции картера двигателя открытая, прорвавшиеся выхлопные газы удаляются наружу, за пределы силового агрегата. Простота и дешевизна этого способа компенсируется загрязнением окружающей среды.
Кроме того, следует знать, что открытая вентиляция:
- не работает при малой скорости и на холостом ходу;
- не справляется со своими обязанностями при высоких оборотах;
- через нее возможно засасывание атмосферного нефильтрованного воздуха при остывании двигателя;
- может послужить одной из причин увеличенного расхода масла, а также причиной замасливания мотора.
Закрытую или принудительную вентиляцию картера осуществляют тогда, когда пытаются уменьшить степень загрязнения, оказываемую автомобилем.
Для этого устанавливается специальный клапан, благодаря которому, при принудительной вентиляции картера, попавшие туда выхлопные газы, выводятся во впускной коллектор двигателя.
К недостаткам такой системы можно отнести:
- усиленное загрязнение карбюратора и входных воздуховодов;
- сильная тяга на высоких оборотах в системе отсоса отработанных газов, что может служить дополнительной причиной окисления масла.
К достоинствам следует отнести:
- уменьшенный расход масла;
- стабильную работу в зимний период за счет подогрева входного воздуха картерными газами;
- они же повышают детонационную стойкость двигателя за счет разбавления топливно-воздушной смеси.
Варианты создания принудительной очистки от картерных газов
Правда не все так просто, как кажется с первого взгляда. Существует два подхода, по которым может быть выполнена принудительная вентиляция картера. Из картера могут выводиться выхлопные газы, а возможно и обратное действие — приток воздуха снаружи.
Пример того, как построена система принудительной вентиляции картера, основанная на отводе выхлопных газов, приведен выше. При этом прорвавшиеся отработанные газы, оказываются под действием разрежения во впускном коллекторе и поступают через маслоотделитель (1), клапан (2) и по шлангам, очистившись от частиц масла, попадают опять в цилиндры двигателя.
Вариант, когда система вентиляции построена на притоке свежего воздуха, приведен на рисунке ниже. В этом случае наружный воздух попадает в картер мотора, смешивается с картерным газами, и через специальный клапан PCV поступает обратно в цилиндры мотора. Построенная таким образом система вентиляции, позволяет избежать попадания продуктов работы ДВС в атмосферу. Именно такой подход используется современными автопроизводителями, при проектировании и изготовлении автомобилей.
Для поддержания нормальной работы мотора на холостом ходу, клапан PCV запирает выход газов из картера, при глубоком разрежении в трубопроводе.
Непременным атрибутом современного ДВС является вентиляции картера, выполненная чаще всего как закрытая система. Она позволяет повысить надёжность работы мотора и уменьшить отрицательное воздействие выхлопа автомобиля на атмосферу.
Это вторая версия статьи, созданная вместе с участниками группы проекта, в ней исправлены грубые ошибки по работе вентиляции картера двигателя для вывода картерных газов. Итак система вентиляции картера необходима для уменьшения вредных веществ, выходящих из картера двигателя в воздух. В картере безусловно находятся пары бензина, воды и пары масла — все это картерные газы. Скопление картерных газов ухудшает свойства и состав моторного масла, разрушает металлические части двигателя, в Honda Civic при сбоях в системе или же агрессивной эксплуатации двигателя, количество паров возрастает и двигателя покрывается нагаром изнутри. Очевидным фактом сбоя ялвяется понижение мощности, увеличение расхода топлива. Визуально это видно как нагар на дроссельной заслонке, нагар на впускном коллекторе.
Нагар в любом его проявлении является негативном факторе влияющем на характеристики двигателя. Уменьшается диаметр дроссельной заслонки, это значит меньше воздуха будет поступать во впускной коллектор. Нагар на впускном коллекторе уменьшит его объем а значит и отдачу. Закупорка каналов соотвественно введет к неправильном составу смеси и воздушному голоданию.
Схемы работы системы вентиляции картера
Система вентиляции картера Honda Civic, практически ни чем не отличается от большинства легковых автомобилей с ДВС. В качестве источника потока воздуха используется впускной тракт. Свежий поток воздуха попадает в ГБЦ, далее в двигатель, поток проходит до низа двигателя в картер, и выводит с собой через камеру сапуна отработанные газы на вторичную переработку во впускной коллектор. Такая система нужна для переработки материала, негативно влияющего на экологию. Именно поэтому эта система закольцована в двигателе а не выходит после камеры сапуна наружу.
Как вы понимаете данная система кроме контура вентиляции и впускного тракта имеет еще два компонента, камера сапуна выполняющего функцию приемника тяжелый частиц и клапан PCV (Positive Crankcase Ventilation) — клапан принудительной вентиляции картера. PCV необходим для направления движения потока. Немного иллюстраций для понимания терминов.
Проблема нагара в системе
Откуда идет нагар? Допустим двигатель новый, и функцию примитивного фильтра выполняет камера сапуна. В котором масло оседает, а газы уходят ка полагается через клапан PCV во впуск снова в двигатель. Все идеально, тяжелые части масла отделяются, а насыщенный бензином поток идет на переработку. Но это в идеальном случае. Во первых со временем камера сапуна загрязняется просто до жутчайшего состояния, вентиляция ухудшается. Так как идеального ничего не бывает, то картерные газы все равно несут в себе масло, даже после сапуна. И клапан PCV начинает загрязняться, и в итоге он забивается маслом, грязью, и тд. В итоге циркуляция газов нарушается, в зависимости от того в каком положение клапан "заклинило" будут те или иные последствия.
- PCV всегда открыт, дополнительный подсос воздуха мимо дроссельной заслонки через ГБЦ — более бедная смесь, в следствие чего добавление компьютером больше топлива, повышенный расход, не устойчивая работа Холостого Хода
- PCV всегда закрыт, газы копятся в двигателе, повышение давление в картере, может повысится риск "выдавливания" сальников коленвала от давления масла. Картерные газы выходят через ГБЦ обратно во впускной тракт, нагар оседает на дроссельной заслонке, впускном коллекторе, и форсунках, в конечном счете доходит и до поршней.
Решение проблемы нагара
Решение простое, необходимо чистить клапан PCV и камеру сапуна. Но это подходит для городского движения. Если вы постоянно давите педаль акселератора, то тут неизбежно все равно будет загрязнение впускного коллектора. Решение пришло из автоспорта, где главное это производительность, в мотоциклах маслоуловитель устанавливался чаще чем в автомобилях. Уловитель масла, маслоуловитель, маслопомойка, маслоотделитель, Oil Catch Can\Tank это различные названия одного и того же изделия, способного отделить масло из картерных газов. В идеале их нужно две штуки, один на впуск, другой около PCV.
Устройство маслоуловителя и принцип работы
Банка-ёмкость с двумя штуцерами и фильтр отбора для масла внутри банки, все это в любой цветовой гамме. Это примитивное описание устройства, которое стоит по 40-300 долларов. Кроме стоимости прежде всего нужно описать принцип работы. Устанавливается в разрезе шланга от ГБЦ к впускному тракту. На входной штуцер подается картерные газы со смесью паров масла, далее попав в банку этот поток газов попадает в хитрую структуру препятствия.
В одном случае это просто металлическая стенка, по типу как сделаны зажигалки для сигарет. Это самый плохой способ, хотя и работающий.
Второй случай это фильтр поролон, сетка, или же металлическая губка. Это хороший способ для фильтрации, масло будет оседать на проволоке стекать вниз. Использовав поролон, но будет проблема прохода самих газов во впускной коллектор. Чистка такого маслоуловителя тоже будет проблематична.
Самая нормальная система маслоуловителя, спиральная с металлическим фильтром. Поток ударяется в стенку, газы быстро находят выход во впускной коллектор, а тяжелые масляные капли стекают вниз и остаются внутри, во закрытой части маслоуловителя. Остается только слить накопившейся масло во время, есть варианты когда масло обратно попадает в двигатель, тем самым масло из двигателя не уходит почти совсем.
Топливный фильтр как дешевая замена
Как полумера, топливный фильтр (например ВАЗ), может быть использован. Небольшая стоимость в 1-2 доллара и доступность. Но, такие фильтра рассчитаны на бензин а не на тяжелые масла. Фильтр засорится очень быстро. Итог — закупоривание канала, вентиляции картерных газов, и их циркуляция и накопление внутри двигателя во всех его частях. Особенно это заметно при низких температурах. Далее падение мощности, с очень большим шансом не стабильной работы двигателя, на пример двигатель начинает троить.
Узнай что то новое
Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.
Уменьшение выброса из картера ДВС разнообразных вредных соединений в атмосферу осуществляется посредством специальной системы вентиляции картера.
Особенности системы вентиляции картера ДВС
Отработавшие газы могут попадать в картер из камер сгорания при работе автомобильного двигателя. Кроме того, в картере нередко отмечается присутствие паров воды, топлива и масла. Все эти вещества принято именовать картерными газами.
Их чрезмерное накапливание чревато разрушением тех частей ДВС, которые изготавливаются из металла. Это обусловлено снижением качества состава и эксплуатационных характеристик моторного масла.
Интересующая нас система вентиляции предназначается для того, чтобы предотвратить описанные негативные явления. На современных транспортных средствах она выполняется принудительной. Принцип ее работы достаточно прост. Он базируется на применении разрежения, формирующегося во впускном коллекторе. Когда появляется указанное разрежение, в системе наблюдаются следующие явления:
- вывод из картера газов;
- очистка от масла этих газов;
- движение по воздушным патрубкам соединений, прошедших очистку, в коллектор;
- последующее сжигание газов в камере сгорания при их смешивании с воздухом.
Конструкция вентиляционной системы картера
На разных моторах, которые производятся различными производителями, описываемая система характеризуется собственной конструкцией. При этом в каждой из таких систем в любом случае имеется несколько общих компонентов. К ним относят:
- клапан вентиляции;
- маслоотделитель;
- воздушные патрубки.
Клапан необходим для корректирования давления газов, которые заходят во впускной коллектор. Если их разрежение является существенным, клапан переходит в закрытый режим, если несущественным – в открытый.
Маслоотделитель, которым располагает система, снижает явление формирования сажи в камере сгорания за счет того, что не позволяет масляным парам проникать в нее. От газов масло может отделяться по двум схемам:
- циклической;
- лабиринтной.
В первом случае говорят о маслоотделителе центробежного вида. Такая система предполагает, что газы вращаются в ней, и это приводит к оседанию масла на стенках устройства, а затем и его стеканию в картер. А вот лабиринтный механизм действует иначе. В нем картерные газы замедляют свое движение, благодаря чему и происходит осаждение масла.
Двигатели внутреннего сгорания наших дней, как правило, оснащаются комбинированными системами отделения масла. В них лабиринтное устройство монтируется после циклического. Это обеспечивает отсутствие турбулентности газов.
Подобная система на данный момент без преувеличений идеальна.
Штуцер вентиляции картера
На карбюраторах «Солекс», кроме того, всегда имеется штуцер вентиляции (без него система вентиляции не работает). Штуцер очень важен для стабильного функционирования вентиляции картера двигателя, и вот по какой причине. Иногда качественного удаления газов не происходит из-за того, что в разрежение имеет малую величину. И тогда с целью увеличения работоспособности системы в нее вводят добавочную ветвь (обычно ее называют малой).
На современных двигателях вентиляция картера довольно сложная система. Нарушение работы вентиляции приводит к сбоям в работе мотора, а также к снижению его ресурса. Обычно проблемы с этой системой характеризуются следующими симптомами:
падение мощности;
повышенный расход топлива;
быстрое и сильное загрязнения дроссельной заслонки и регулятора холостого хода;
масло в воздушном фильтре.
Большинство этих признаков можно отнести и к другим неисправностям, например, к сбоям в работе системы зажигания. Поэтому при диагностике рекомендуется проверять и систему вентиляции картера. По мере износа силовой установки в картер попадает всё больше сажи, нагара и других загрязнений. Со временем они откладываются на стенках каналов и патрубков.
Неисправная система вентиляции картера может доставить немало проблем в зимний период. В карьерных газах всегда присутствуют частички воды, попадая в систему вентиляции, они могут конденсироваться в пар и скопиться в любом месте. Когда двигатель остывает вода, естественно, застывает и превращается в лёд, перекрывая каналы. В запущенных случаях каналы и патрубки закупориваются настолько, что в картере повышается давление и выдавливает измерительный щуп, весь моторный отсек при этом забрызгивает маслом. Случится это может на моторе с любым пробегом, исключением являются двигатели м дополнительным подогревом картера.
Неисправность системы вентилирования картерных газов может привести к повышенному расходу масла и даже необходимости . Поэтому важно не только понимать, как работает вентиляция картера, но и знать признаки поломки. Рассмотрим принцип работы, устройство клапана PCV, а также способы проверки и диагностики системы.
Предназначение системы отвода картерных газов
При сгорании топливовоздушной смеси в цилиндре создается огромное давление. Поэтому через поршневые кольца даже на исправном двигателе часть отработавших газов неминуемо прорывается в картер. Также из камеры сгорания через кольца на такте сжатия и при неполном сгорании ТПВС в поддон попадает дизельное топливо, пары бензина.
При работе смесь из паров масла, бензина, отработанных газов и водяного пара создает повышенное давление в картерном пространстве. Если не отводить это гремучую смесь, давление не только будет мешать съему масла со стенок цилиндров, но и выдавит , распределительного вала.
Согласно экологическим нормам, все современные автомобили должны оборудоваться системой вентиляции картера закрытого типа. Это значит, что смесь паров и выхлопных газов подается обратно во впускной коллектор.
Устройство системы
Особенности устройства и принципа работы системы зависит от конкретной модели двигателя, но типичная конструкция предполагает наличие клапана вентиляции картера, патрубков и маслоотделителя.
Принцип работы
Выхлопные газы, смешавшиеся с парами бензина, из-за образовывающегося давления протекают к маслоотделителю. В корпусе маслоуловителя мелкодисперсные частички масла собираются на стенках фильтрующего элемента. Образовавшиеся капли под воздействием силы притяжения стекают в маслосборник, а отфильтрованные газы через клапан вентиляции картера попадают во впускной коллектор.
Устройство представленной выше системы предполагает наличие интеркулера, который служит для охлаждения воздушного потока. Необходимость в снижении температуры обусловлена не столько работой вентиляции картера, сколько особенностями , которой оборудован представленный на схеме двигатель TDI.
Масляные частицы, оседающие на стенках впускного тракта, приводят к уменьшению ресурса ДМРВ, ДАД, ДТВ, способствуют загрязнению дроссельного узла, РХХ. Для опасность еще и в том, что масляная пленка собирает на себе частички пыли и сажи, которые выступают абразивом для привода заслонок. Поэтому большинство современных систем вентиляции картерных газов оборудуются маслоуловителем.
Разделение потоков
Стандартная система вентиляции картера имеет два патрубка подвода газов во впускной тракт. Связанно это с разницей давления перед дросселем и в задроссельном пространстве. В режиме минимальной нагрузки, когда дроссельная заслонка едва открыта, проходное сечение минимально, поэтому наибольшее разрежение как раз в задроссельном пространстве. В режимах большой и полной нагрузки открытая дроссельная заслонка не создает значимого сопротивления протекающему потоку воздуха, поэтому разряжение во впускном тракте минимально. Разделение точек входа позволяет гибко дозировать порцию картерных газов.
Маслоуловитель
Наибольшее распространение получил циклический и лабиринтный способ фильтрации. В наиболее современных системах вентиляции картера применяются оба способа отделения масла.
Лабиринтный метод выступает в качестве стадии грубой фильтрации и служит для отделения крупных частиц масла. Принцип работы уловителя заключается в прохождении потока картерных газов через канал с маслоотражательными пластинами. Соприкасаясь с пластинами, крупные частицы оседают на стенках, после чего стекают в обратную масляную магистраль.
На стадии тонкой очистки картерные газы проходят через циклический (центробежный) маслоотделитель. Принцип работы основан на прохождении газов по окружности корпуса отделителя. Под воздействием центробежных сил капли масла, масса которых больше массы выхлопных газов, смещаются наружу и оседают на стенке. После отделения мельчайшие частички масла стекают в обратную магистраль.
Для уменьшения вредного влияния турбулентности газовых потоков на входе в воздушный тракт устройство системы такого типа предполагает наличие выходной успокоительной камеры. Благодаря ей после прохождения центробежного маслоотделителя снижается кинетическая энергия газа. Кроме того, на стенках камеры также оседают мелкодисперсные частицы моторного масла.
В некоторых системах вентиляции картера используется синтетический фильтрующий элемент. При прохождении через него картерных газов частички масла оседают на волокнах, собираются в крупные капли и стекают в магистраль обратного слива.
Клапан PCV
Клапан системы вентиляции картерных газов необходим для ограничения разряжения. Высокое разряжение, как и избыточное давление, может привести к повреждению сальников. Поэтому клапан PCV открывает доступ картерным газам по мере падения разрежения во впускном коллекторе.
В нормальном состоянии клапан возвратной пружиной удерживается в открытом положении. При работе двигателя на холостых оборотах разряжение преодолевает усилие пружины и перекрывает канал, соединяющий картер двигателя и впускной коллектор. Соответственно, по мере открытия дроссельной заслонки и снижения разряжения возвратная пружина приоткрывает канал для доступа газов.
На многих автомобилях VAG с двухступенчатой системой фильтрации работа клапана PCV заключается в прерывании потока от ступени грубой очистки к ступени тонкой очистки.
Симптомы неисправности
Признаки неправильной работы вентиляции картера:
