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.
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.
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:
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.
При работе автомобильного двигателя пары и газы образуются не только в самом моторном блоке, но и в картере или в поддоне, который предназначен для хранения масла и располагается в нижней части мотора. Это газы, образовавшиеся из паров масла, бензина и воды. Также в картер через зазоры могут попасть газы, образовавшиеся при сжигании топливно-воздушной смеси. Все пары и газы, находящиеся в картере, называют картерными. Концентрация таких газов нарушает свойства моторного масла и оказывает вредное влияние на металл деталей мотора.
Для отведения образовавшихся газов служит система вентиляции картера. Она состоит из маслоотделителя, клапана картерных газов и патрубков отвода воздуха.
Схема расположения клапана вентиляции картерных газов
Газы проходят очистку от масляных капель, которые впоследствии стекают назад в поддон, и по воздушным патрубкам очищенные газы поступают в систему подачи воздуха в камеры сгорания. За выход газов во впускной коллектор отвечает клапан отвода картерных газов. Очистка от масла играет важную роль, потому что это не только экономия масла, но и борьба с нагаром на рабочих деталях.
Для чего нужен клапан вентиляции картерных газов?
Клапан отвода картерных газов регулирует процесс выпуска скопившихся паров. Принцип его работы основан на разности давлений перед клапаном и за ним. Чтобы понять, как работает клапан вентиляции, рассмотрим его конструкцию. Он состоит из пластикового корпуса, входного и выходного штуцеров, двух полостей, мембраны и пружины (образующих своего рода поршень).
Если во впускном патрубке присутствует сильное разрежение, то под действием пружины клапан закрывается, и картерные газы не попадают в воздуховод.
Если дроссельная заслонка полностью открыта, то во впускном коллекторе устанавливается атмосферное давление или даже превышающее его в случае турбонаддува, при этом клапан закрывается под действием наружного давления.
Если создается незначительное разрежение, то поршень занимает нейтральное положение и газы свободно выходят.
У клапана вентиляции картерных газов только три рабочих положения.
И т.к. образовавшиеся газы подаются в камеру сгорания в качестве составляющей рабочей смеси, то систему вентиляции также называют системой рециркуляции, а клапан – рециркуляционным или в английском варианте – PCV клапан, что означает то же, а расшифровывается Positive Crankcase Ventilation (на рус. – система вентиляции картера).
Где находится клапан вентиляции картерных газов?
В верхней части картера расположен маслоотделитель. Обычно, это сочетание двух типов: лабиринтного и центробежного. Газы, поднимаясь, проходят через оба типа маслоотделителя и затем упираются в клапан, который обычно располагается во впускном коллекторе.
Как проверить клапан вентиляции картерных газов?
Проверить клапан достаточно несложно.
- Снимите шланг, идущий от картера к клапану PCV.
- Запустите двигатель.
- Заткните пальцем освободившийся штуцер клапана. При работающем клапане вы почувствуете, что вакуум создается. После освобождения отверстия вы услышите щелчок.
Если вакуума вы не почувствовали, то клапан вентиляции картерных газов проверку не прошел.
Неисправности клапана вентиляции картерных газов
Невозможно удалить все частички масла при отводе газа из картера, поэтому со временем образуется загрязнение составных частей системы вентиляции. Если система сильно засорилась, то возможно увеличение давления в картере и выход масла через щуп или через сальники двигателя.
Признаком попадания масла в камеру сгорания служит появление неприятного запаха и копоти на выходе из двигателя. Если срочно не принять меры, то это может привести к серьезным неисправностям в цилиндропоршневой группе.
Если масляный налет появился на впускном коллекторе и воздушном фильтре, то это свидетельствует о проблемах маслоуловителя.
В случае забивания системы или поломки клапана отвода картерных газов в двигателе может начаться жор масла. Чаще всего это происходит из-за заклинивания мембраны. В таких случаях необходимо заменить либо мембрану клапана вентиляции картерных газов, либо полностью клапан. Данное явление сопровождается нарушением работы системы впрыска и нестабильной работой двигателя.
Таким образом, система вентиляции картерных газов, хотя и не выглядит одной из жизнеобеспечивающих систем работы двигателя, является ее важной составляющей и нуждается в периодической чистке и проверке.
Подробнее об устройстве и предназначении системы вентиляции картерных газов смотрите в видео на нашем сайте!