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.
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.
Как устроена система вентиляции картера? Зачем она нужна и как работает? Что делает клапан PCV? Ответим на эти и некоторые другие вопросы, связанные с системой вентиляции картерных газов.
Эта простая и порой незаметная система устанавливается на все автомобили — старые и новые, карбюраторные и инжекторные, бензиновые и дизельные…
Со временем данная система становится умнее и сложнее, а пользу от её труда невозможно переоценить.
Система вентиляции картера выполняет самую грязную, но очень полезную работу как для экологии, так и для самого двигателя.
Но мало кто уделяет ей должное внимание и даже больше — мало кто задумывается, зачем, вообще, данная система нужна и какую роль она играет в работе двигателя внутреннего сгорания.
Зачем нужна система вентиляции картера
Дело в том, что при работе двигателя внутреннего сгорания неизбежно проникновение некоторого количества газов из камеры сгорания в картер двигателя. Эти газы просачиваются через неплотности между поршнем и стенками цилиндра. Плюс ко всему, от перепадов температур постоянно меняется давление в картере.
Прорвавшиеся газы пагубно влияют на свойства масла и окружающую среду, а также повышают давление в картере, что неизбежно приведёт к течи в местах уплотнений двигателя и перерасходу масла.
Вот для отвода этих газов и для снижения давления в картере двигателя и нужна данная система.
Как работает система вентиляции картера
Существует два типа данных систем:
- Открытого типа — более старая. В данной системе полость картера соединялась непосредственно с атмосферой. У данной системы было два существенных недостатка. Первый — это сильное загрязнение окружающей среды, а второй — при остывании двигателя в картер засасывалась влага, пыль и т.п. Можно и сейчас наблюдать, как под капотом стареньких Жигулей телепается шланг, а из него валит огромное количество дыма. Это пример системы открытого типа. На самом деле этот шланг должен был идти к корпусу воздушного фильтра, подводя картерные газы к карбюратору для дальнейшего сжигания их в двигателе. Но чтобы не загрязнять впускной тракт маслянистыми отложениями от работы изношенного двигателя, наши люди, как всегда нашли простое решение.
- Закрытого типа (или принудительная вентиляция) — система вентиляции картера нашего времени. В данной системе полость картера не имеет непосредственного контакта с атмосферой. Её мы и будем рассматривать более подробно на примере автомобиля Шевроле Лачетти. Но принцип работы ни чем существенным не отличается от других автомобилей.
Система вентиляции картера закрытого типа, как уже говорилось, не сообщается непосредственно с атмосферой, поэтому одновременно с отсосом газов и паров бензина в картере образуется разрежение при всех режимах работы двигателя, что повышает надежность различных уплотнений двигателя и уменьшает выброс токсичных веществ в атмосферу. Это касается исправных двигателей. Если двигатель сильно изношен и сапунит, то производительности системы вентиляции для создания разрежения в коллекторе может не хватить.
В систему вентиляции картерных газов обычно входят три составляющие — соединительные шланги, маслоотделитель (сепаратор) и клапан PCV.
Вся суть системы основана на отсосе газов из картера благодаря разрежению во впускном коллекторе. Простыми словами, двигатель сам высасывает газы из своего же картера и их сжигает.
Из картера газы по шлангу поступают к штуцеру клапанной крышки
В полости клапанной крышки находится маслоотделитель, который отделяет частички масла от газов. Эти частички собираются в капли и под действием силы тяжести стекают обратно в картер.
Пройдя маслоотделитель, газы подходят ко второму штуцеру клапанной крышки, расположенному на противоположном конце. В штуцер вкручен клапан вентиляции картера PCV. А также подключаются две трубки — перед клапаном и после клапана
Первая трубка отводит газы в полость перед дроссельной заслонкой, а вторая, через клапан в задроссельное пространство.
Именно клапан является самой важной составляющей правильной работы системы вентиляции картера любого автомобиля с закрытым типом вентиляции.
Не смотря на свой примитивный вид, он не такой простой, как кажется. Многие ошибочно считают, что это обычный обратный клапан. Да, это обратный клапан, но не обычный
Были случаи, когда некоторые умельцы пытались его заменить каким-либо похожим обратным клапаном. Этого делать категорически нельзя!
Вот я показал устройство клапана PCV на видео
Клапан PCV выполняет несколько функций:
- не пускает воздух в обратном направлении (из дросселя в картер)
- снижает пропускную способность при большом разрежении в коллекторе
- открывается полностью при низком разрежении в коллекторе
При полностью открытой дроссельной заслонке, когда разрежение во впускном коллекторе невелико, клапан полностью открыт под действием встроенной в него пружины и картерные газы свободно проходят из картера в коллектор. При закрытой дроссельной заслонке (режим холостого хода) разрежение во впускном коллекторе увеличивается, а проходное сечение клапана уменьшается. Благодаря этому поступление картерных газов в коллектор ограничивается и обеспечивается устойчивая работа двигателя в режиме холостого хода.
Вот пример работы клапана вентиляции картера (PCV)
Засорение клапана вентиляции картерных газов может привести к его заклиниванию, что обязательно отразится на работе двигателя.
При заклинивании в открытом положении:
- возрастут обороты холостого хода (РХХ их понизит, конечно, но проблема от этого не исчезнет)
- может увеличиться расход топлива
- работа на хх может стать неустойчивой
При заклинивании в закрытом положении:
- возрастёт давление в картере
- течь масла через всевозможные уплотнения и сальники
- возможно нарушение работы системы смазки
Думаю, этих доводов достаточно, чтобы проверить работу клапана PCV и всю систему вентиляции картера в целом. А также начать проводить обслуживание системы через определённый промежуток времени или через определённый пробег.
Для этого достаточно вывернуть клапан PCV
Осмотреть его на наличие загрязнений и повреждений
Промыть клапан PCV и трубки очистителем инжектора
Как проверить клапан PCV
После промывки, можно проверить общее состояние клапана. При малейшем подозрении на неисправность, клапан лучше заменить.
Проверка клапана системы вентиляции картера:
Я данную процедуру провожу при каждой .
Плюсы и минусы закрытой системы вентиляции картерных газов
В конце хотелось бы сравнить достоинства и недостатки системы вентиляции картера для тех, кто мечтает избавиться от неё.
Минусы системы вентиляции картера:
- замасливание впускного тракта двигателя — необходима регулярная чистка
- при плачевном состоянии двигателя объём картерных газов на столько велик, что о нормальной работе системы и двигателя можно забыть — требуется ремонт двигателя
Плюсы системы вентиляции картера:
- чище наш с Вами воздух, так как картерные газы на много токсичней отработанных
- меньше шансов наблюдать течь через уплотнения и сальники
- увеличивается ресурс моторного масла
- уменьшаются окислительные процессы внутри двигателя
- картерные газы повышают детонационную стойкость
- картер не сообщается с атмосферой, в следствие чего в него не засасывается пыль и влага
Хотя ладно, ещё кое-что напишу
Что будет если заглушить систему вентиляции картера
Это реальная история.
Жил-был хороший парень и был у него Ваз 2106. Как и большинство водителей он отключил шланг вентиляции картерных газов от фильтра на карбюраторе и оставил его телепаться под капотом. Всё было как у всех — ездил, дымил потихоньку, никого не трогал.
Затем ему в голову пришла на первый взгляд нормальная идея — всё это дело окультурить, чтобы не дымило под капотом и не тянуло этой гадостью в салон. Он взял более длинный шланг и протянул его под днищем в район подвесного подшипника кардана. Всё хорошо подвязал и снова ездил дымил потихоньку.
Пришла зима. Вечером, после работы, каждый по своим машинам и собираемся разъезжаться по домам. Он завёл двигатель и стал ждать пока я отъеду, чтобы освободить проезд.
Я в своих мыслях тыкаю ключ в замок, включаю зажигание и тут раздаётся жуткий взрыв! Я с перепугу даже не понял, что происходит. Выскочил из машины, смотрю, у напарника глаза по пять копеек, весь трусится, а из под капота дымок идёт.
Открываем капот, а там… Хай Бог милует… Всё в масле, щупа нету на месте, шланг его вентиляции сорвало. Проводка, двигатель, капот — всё истекает маслом! Жуть, в общем…
Заглянули под машину, а из его шланга вентиляции висит большая-прибольшая сосулька. Тут всё стало понятно. Шланг этот был длинный и подвязан в нескольких местах. Мало того, что шёл «волнами», так ещё и немного вверх. Там постоянно собирался конденсат и никуда не стекал, а с приходом морозов, начал обмерзать, пока не заглушил вентиляцию картера полностью.
Вот такие дела.
Теперь, в принципе, и всё, о чём хотелось написать про систему вентиляции картера.
Ну, и видео про систему вентиляции картера
Всем Мира и ровных дорог!!!
Ещё в сообществе Мой Лачетти:
Мне нравится 4+
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.
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.