Особенности работы вентиляции картера

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.

Что это такое

Во время работы двигателя внутреннего сгорания в камере образуется большое давление. Часть выхлопных газов «прорывается» в зазоре между поршнем и стенкой цилиндра. Они попадают в картер двигателя.

Многие возразят. На поршнях есть компрессионные и маслосъемные кольца, которые должны препятствовать этому. Но зазоры все равно существуют. По мере износа поршневой группы это расстояние увеличивается. Особенно это сильно проявляется у автомобилей с пробегом.

Кроме выхлопа в картер могут попасть пары бензина или само топливо, если дает сбой топливная система или зажигание. Вентиляция картерных газов служит для выведения продуктов сгорания топливно-воздушной смеси.

Последствия неисправной вентиляции картера

Последствия высокого давления в картерном пространстве:

1. Нарушение резиновых уплотнений коленчатого и распределительного вала. Через выдавленные сальники двигатель будет терять масло. Если вовремя не заметить резкое снижение уровня, масляное голодание может привести к износу трущихся пар, провороту вкладышей.
2. Поломка турбины. После смазывания и охлаждения деталей турбокомпрессора масло самотеком должно сливаться в поддон. Если в картерном пространстве будет подпор газов (своеобразная пробка), объем моторного масла, прокачиваемого через турбину, резко снизится. Из-за ухудшения теплоотвода масло начнет коксоваться внутри каналов и на раскаленных трущихся парах. Последствие – задиры на вкладышах и валу турбины, что равнозначно глубокой реставрации либо замене картриджа/турбокомпрессора в сборе.
3. Выдавливание щупа и забрызгивание маслом подкапотного пространства. В некоторых случаях щуп вылетает с такой силой, что оставляет заметную вмятину на капоте. В таком случае только мойкой подкапотного пространства не отделаться.

Коротко об устройстве смазочной системы

Продолжая проводить параллели между работой двигателя и кровеносной системой людского организма, рассмотрим, что заставляет масло циркулировать по каналам силового агрегата, выполняя отведённые ему функции.

Роль сердца, приводящего в движение животворящую жидкость, в моторе исполняет масляный насос. От него смазка по «сосудам», которые в силовой установке автомобиля представлены специальными каналами, распространяется во все уголки системы.

В большинстве современных легковых машин используется комбинированный способ подачи масла. Под определённым давлением смазочная субстанция из картера нагнетается в основную магистраль, минуя приёмник и фильтрующее устройство.

Очищенное масло достигает всех функционально значимых деталей и узлов мотора, наподобие подшипников коленчатого и опор распределительного вала или поршневых пальцев. Малейшие отклонения в нормальной работе системы регулируется специальными клапанами:

1. редукционный предназначен для контроля давления. Чрезмерное превышение нормативного показателя приводит к срабатыванию клапана. Через него излишки масла сбрасываются на вход;
2. в случае засорения масляного фильтра вступает в действие перепускной клапан. В его обязанности входит подача в систему неочищенной смазки.

На блоке цилиндров размещается специальный датчик. В его функции входит своевременное оповещение водителя о чрезмерном падении давления масла в смазочной системе силового агрегата.

Уход за системой вентиляции картерных газов

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.

Post Views: 230

Фильтрация масла в закрытой системе вентиляции картера

Конечно же, эффективный маслоотделитель важен для минимизации потребления масла. Но, кроме того, отделение масла в закрытой системе вентиляции картера является основополагающим процессом для соблюдения норм, установленных на выхлопные газы современных двигателей автомобилей.

Технически выброс масла способен вызвать критические отложения:

• в системе впуска,
• на поверхностях турбокомпрессора,
• на впускных клапанах,
• в системе промежуточного охладителя.

Этот фактор уменьшает срок службы и эффективную функциональность отмеченных компонентов. Кроме того, выбросы масла из картера двигателя нарушают процесс сгорания по предварительному зажиганию, увеличивают содержание частиц сажи в составе выхлопных газов. Наконец, остатки сгоревшего машинного масла оказывают негативное влияние на эффективность последующей обработки выхлопных газов.

ТЕСТЕР АКБ

Система вентиляции картерных газов (производства «MANN + HUMMEL») – устройство подобного исполнения встраивается непосредственно в структуру крышки головки блока цилиндров

Объём прорыва газов в картер, размер образующихся частиц и массовый расход машинного масла в неочищенном картерном газе, сильно зависят от конструкции двигателя и меняющихся условий эксплуатации. Вследствие этого маслоотделитель должен соответствовать высоким требованиям в плане:

• стоимости,
• компактности исполнения,
• надёжности работы.

Специально для применения в конструкциях легковых автомобилей используются только запасные части, которые не нуждаются в дополнительной подаче энергии. Как следствие, так называемые пассивные инерционные сепараторы устанавливаются и эксплуатируются в составе легковых автомобилей.

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.

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.

Система вентиляции картера

Система вентиляции картера предназначена для уменьшения выброса вредных веществ из картера двигателя в атмосферу. При работе двигателя из камер сгорания в картер могут просачиваться отработавшие газы. В картере также находятся пары масла, бензина и воды. Все вместе они называются картерными газами. Скопление картерных газов ухудшает свойства и состав моторного масла, разрушает металлические части двигателя.

Маслоотделитель предотвращает попадание паров масла в камеру сгорания двигателя, тем самым уменьшает образование сажи. Различают лабиринтный и циклический способы отделения масла от газов. Современные двигатели оборудованы маслоотделителем комбинированного действия.

В лабиринтном маслоотделителе (другое наименование успокоитель) замедляется движение картерных газов, за счет чего крупные капли масла оседают на стенках и стекают в картер двигателя.

Центробежный маслоотделитель производит дальнейшее отделение масла от картерных газов. Картерные газы, проходя через маслоотделитель, приходят во вращательное движение. Частицы масла под действием центробежной силы оседают на стенках маслоотделителя и стекают в картер двигателя.

Для предотвращения турбулентности картерных газов после центробежного маслоотделителя применяется выходной успокоитель лабиринтного типа. В нем происходит окончательное отделение масла от газов.

Клапан вентиляции картера служит для регулирования давления поступающих во впускной коллектор картерных газов. При незначительном разряжении клапан открыт. При значительном разряжении во впускном канале клапан закрывается.

Работа системы вентиляции картера основана на использовании разряжения, возникающего во впускном коллекторе двигателя. Посредством разряжения газы выводятся из картера. В маслоотделителе картерные газы очищаются от масла. После чего, газы по патрубкам направляются во впускной коллектор, где смешиваются с воздухом и сжигаются в камерах сгорания.

В двигателях с турбонаддувом осуществляется дроссельное регулирование вентиляции картера.

Источник

Ремонт и обслуживание

В большинстве случаев причинами неправильной работы вентиляции картера мотора является её засорение, «зарастание» масляными отложениями. Забивается маслоотделитель, картерные газы не в состоянии проходить по системе.

Устраняется обычной чисткой. Маслоотделитель имеет простую конструкцию – пластиковая деталь цилиндрической формы с тремя патрубками. Снимаются с него шланги. Он чистится от масляных отложений и промывается бензином.

С лабиринтовыми маслоотделителями дело обстоит сложней. Они, в большинстве случаев, не разборные, встроенные в клапанную крышку. Это характерно для вентиляции картера дизельных двигателей. Поэтому чистка его невозможно, а замена его прокладок не целесообразна. Лучше раскошелиться и купить весь узел в сборе вместе с уплотнителями, это выйдет чуть дороже, но в результате будите иметь новую деталь.

То же самое происходит с клапаном. При большом пробеге и увеличенном износе цилиндро-поршневой группы картерные газы насыщены масляными парами. Они нарастают на поверхности клапана. Что приводит к его заклиниванию.

Достаточно его снять, разобрать. Он ремонтопригодный, почистить и установить его обратно. В худшем случае может порваться мембрана клапана. Это определяется визуальным осмотром при его разборке. Продаются ремкомплекты, меняем мембрану, собираем все до кучи и устанавливаем в систему – радуемся проделанной работе.

Наращивание требований относительно сепарации машинного масла

Постоянное повышение давления сгорания вследствие уменьшения размеров, а также применение машинных масел с низкой вязкостью приводит к значительному уменьшению размера частиц. Соответственно производительность установленных пассивных инерционных сепараторов становится недостаточной при данных ограничивающих факторах. Новые технологии необходимы для применения в легковых автомобилях, чтобы обеспечить высокую эффективность разделения частиц, значительно меньших 1 мкм.

Центрифуга – технология под фильтр картерных газов

Эффективность разделения мелких капель в принципе может быть увеличена за счет увеличения силы инерции с использованием дополнительной энергии. Центрифуги являются хорошо известными примерами такого рода сепарационных технологий. Здесь энергия используется для приведения в действие какого-либо ротора, а частицы отделяются вследствие возникающей центробежной силы.

Как правило, центрифуги нуждаются в очень высокой скорости вращения – диапазон до 10 000 об/мин. Или же в качестве альтернативы конструкция должна быть очень большой, особенно для отделения частиц, значительно меньших, чем 1 мкм. Другим решением для повышения эффективности разделения является использование дополнительных механизмов, таких как диффузионное разделение.

Волоконный демистер – диффузионный фильтр картерных газов

Так называемый волоконный демистер выступает примером ещё одного типа сепаратора, объединяющего преимущества различных дополнительных механизмов разделения. Обе упомянутые технологии применяются на грузовых автомобилях, где аналогичные высокие требования. Между тем волоконные демистеры способны обеспечить эффективное решение на применении с легковыми автомобилями.

ФИЛЬТРЫ

Варианты конструктивного исполнения волоконных демистеров (фильтров масла), которые не менее эффективно могут применяться в системах фильтрации картерных газов легковых автомобилей

Вариант с демистером позволяет интегрировать фильтр картерных газов даже в сложные конструкции без ущерба для производительности, одновременно значительно снижая сложность интеграции и связанные с этим затраты. Волоконные элементы – демистеры, обычно заменяются в течение интервала обслуживания после определенного времени работы из-за отложения сажи на поверхности волокна.

Интервал обслуживания сильно зависит от конкретного применения. Основным требованием к пригодности волоконного демистера для применения в легковых автомобилях, является разработка новых волоконных демистеров. Таковые обеспечивают высокую производительность и приемлемый длительный интервал обслуживания при данных условиях эксплуатации.

В то же время перепад давления, а также размеры волоконных демистеров должны соответствовать общим требованиям легкового автомобиля. Поэтому производство, в том числе , стремятся решать эту проблему. Инженеры разрабатывают новые волоконные демистеры для применения в конструкциях легковых автомобилей.

Механизм фильтра картерных газов волоконным демистером

Фильтрующие сепараторы являются широко распространенным в мире методом высокоэффективного разделения сверхтонких частиц тех же картерных газов. Капли объединяются в процессе разделения жидкости / газа на поверхности волокна, образуя жидкую пленку, последовательно стекающую с фильтрующего материала.

СКАНЕР OBD

Принцип гравиметрического разделения содержимого картерных газов: 1 – аэрозольная форма потока; 2 – проникновение; 3 – повторное увлечение (унос); 4 — дренирование

Остаточные масляные капли на стороне фильтра с чистым картерным газом представляют либо неразделённые капли аэрозоля (так называемое проникновение), либо образования в виде пузырьков и колпачков из отделённой плёнки жидкости (так называемое увлечение). Эффективность гравиметрического разделения в стационарном состоянии рассчитывается по формуле:

Ng = 1 – (Mp + Me / Md + Mp + Me)

где: Ng – эффективность геометрического разделения; Mp – проникновение; Me – увлечение; Md – дренирование.

Различные виды механизмов разделения используются в целом в соответствии с теорией фильтрации картерных газов двигателей автомобилей. Для вентиляции картера (фильтрации картерных газов), соответствующими механизмами разделения, в частности, являются:

• удары,
• диффузия,
• перехват.

Эффективность разделения на основе ударов и перехвата увеличивается с увеличением размера частиц, тогда как эффективность разделения на основе эффектов диффузии увеличивается с уменьшением размера частиц.

Неисправность: засорилась система вентиляции картера двигателя

Многие автовладельцы имеют смутное представление о системе вентиляции картера двигателя своего автомобиля. Так как длительное время, пока автомобиль имеет небольшой пробег, она работает незаметно, ни чем не выдавая своего существования. Спустя годы и (или) сотню тысяч пробега система вентиляции постепенно засоряется выдавая первые признаки своей неисправности.

Признаки неисправности: засорилась система вентиляции картера двигателя

Выгоняет моторное масло из двигателя под сальники и прокладки

Так как система вентиляции отвечает за своевременное и эффективное удаление газов из картера двигателя в его впускной тракт, то малейшее сужение ее каналов по причине появления в них отложений приводит к повышению давления в картере и в самом двигателе. Повышенное давление заставляет моторное масло сочиться под сальники коленчатого и распределительного валов, прокладку поддона, прокладку клапанной крышки, пробку маслозаливной горловины. Замена сальников и прокладок в такой ситуации проблемы течи масла не решает.

Масло в корпусе воздушного фильтра двигателя (для карбюраторных двигателей)

По описанной выше причине повышенного давления в картере двигателя находящееся в нем моторное масло начинает активно выбрасываться вместе с газами под клапанную крышку и далее в корпус воздушного фильтра. Забивая фильтрующий элемент и жиклеры карбюратора.

Повышение расхода моторного масла

Так как моторное масло начинает активно выбрасываться во впускной тракт двигателя и догорать в камерах сгорания, соответственно растет его расход. Сначала практически незаметный он постепенно растет по мере засорения системы вентиляции.

Замасливание электродов свечей зажигания

По причине попадания моторного масла во впускной тракт двигателя и далее в камеры сгорания происходит замасливание электродов свечей зажигания. Свечи начинают работать с перебоями, двигатель троит на холостом ходу, появляются провалы и рывки в движении, сизый дым из глушителя.

Причины неисправности: засорилась система вентиляции картера двигателя автомобиля

Большой пробег автомобиля

Рано или поздно система вентиляции картера двигателя перестает эффективно справляться со своими обязанностями так как ей все время приходится иметь дело с картерными газами, несущими в себе частицы масла, сажи и пр. Все это со временем забивает маслоотделитель системы и оседает в виде сажевого налета на стенках ее шлангов и трубок.

Применение некачественных масел

Ускорить процесс засорения системы вентиляции картера может постоянная эксплуатация двигателя автомобиля на низкокачественном и (или) неподходящем для данного двигателя моторном масле. Количество сажевых отложений в таком случае возрастает в разы.

Износ поршневой группы двигателя

Изношенная поршневая группа двигателя автомобиля (кольца, поршни, цилиндры) позволяет большому объему газов из камер сгорания прорываться в картер, повышая в нем давление и способствует наступлению негативных последствий.

Что делать если имеются признаки засорения системы вентиляции картера двигателя?

Сменить моторное масло на соответствующее и качественное.

Проверить компрессию в цилиндрах двигателя, чтобы определить степень износа его поршневой группы.

Примечания и дополнения

На двигателях, у которых позволяет конструкция системы вентиляции, существует практика устранения негативных последствий засорения системы вентиляции и износа поршневой , заключающаяся в выводе основного шланга системы под двигатель. Картерные газы при этом выбрасываются в атмосферу. Так как они ядовиты, то страдает экология.

Для чего нужна система вентиляции картера двигателя? Система предназначена для удаления газов из картера двигателя в его впускной трубопровод, что предотвращает повышение их давления и как следствие течь масла под сальники и уплотнения. Помимо этого дожигание вредных картерных газов приводит к снижению токсичности выхлопа.

Система вентиляции картера закрытого типа. С принудительным удалением газов (за счет разрежения во впускном трубопроводе). Отбор газов производится через маслоотделитель, очищающий их от частиц моторного масла. Удаление газов производится по двум контурам (основного и холостого хода).

Пример: устройство системы вентиляции картера двигателя автомобиля.

1. Картер двигателя.

3. Шланг от сапуна к патрубку клапанной крышки.

4. Маслоотделитель под клапанной крышкой.

5. Тонкий шланг от клапанной крышки к штуцеру с жиклером блока дроссельной заслонки.

6. Штуцер с жиклером на блоке дроссельной заслонки.

7. Толстый шланг от клапанной крышки к впускной трубе.

Источник

Последствия неисправной вентиляции картера

Последствия высокого давления в картерном пространстве:

1. Нарушение резиновых уплотнений коленчатого и распределительного вала. Через выдавленные сальники двигатель будет терять масло. Если вовремя не заметить резкое снижение уровня, масляное голодание может привести к износу трущихся пар, провороту вкладышей.
2. Поломка турбины. После смазывания и охлаждения деталей турбокомпрессора масло самотеком должно сливаться в поддон. Если в картерном пространстве будет подпор газов (своеобразная пробка), объем моторного масла, прокачиваемого через турбину, резко снизится. Из-за ухудшения теплоотвода масло начнет коксоваться внутри каналов и на раскаленных трущихся парах. Последствие – задиры на вкладышах и валу турбины, что равнозначно глубокой реставрации либо замене картриджа/турбокомпрессора в сборе.
3. Выдавливание щупа и забрызгивание маслом подкапотного пространства. В некоторых случаях щуп вылетает с такой силой, что оставляет заметную вмятину на капоте. В таком случае только мойкой подкапотного пространства не отделаться.

Признаки неправильной работы

1. Обильные масляные запотевания в местах резиновых уплотнений. Менять прокладку ГБЦ, поддона либо сальники, без устранения причины повышенного давления картерных газов, бессмысленно. Причина может быть как в недостаточной производительности вентиляции картера, так и в критическом износе цилиндропоршневой группы (далее ЦПГ). В последнем случае в поддон просачивается больше картерных газов, нежели может пропустить через себя система вентиляции картера. На автомобилях с синтетическим фильтрующим элементом в первую очередь рекомендуем проверить состояние фильтра.
2. Чрезмерный расход масла. Повышенное давление в картерном пространстве препятствует эффективной работе маслосъемных колец, из-за чего масло сгорает в цилиндрах.
3. Плавающие обороты холостого хода. Причина в негерметичности системы. Трещины на шлангах, корпусе клапана PCV, неплотно затянутые хомуты – все эти факторы приводят к подсосу неучтенного воздуха.
4. Стойкий запах выхлопных газов при движении на небольшой скорости и во время стоянки с заведенным двигателем. Закрытая система вентиляции картера негерметична на отрезке до клапана ВКГ, из-за чего газы прорываются в подкапотное пространство, откуда затягиваются внутрь авто салонным вентилятором.
5. Большое количество масла во впускном коллекторе, патрубках и даже на воздушном фильтре. Причина в неисправном маслоуловителе.

Устройство и принцип работы клапана вентиляции картерных газов

Клапан вентиляции имеет настолько простое устройство, что даже начинающий автолюбитель легко может научиться его разбирать и чистить.

Схема движения газов через клапан вентиляции

Он состоит из:

• Пластикового корпуса.
• Крышки.
• Входного и выходного штуцеров.
• Двух полостей.
• Мембраны.
• Пружины.

Принцип работы клапана в современных автомобилях

Видео о принципе работы системы и клапана вентиляции картерных газов.

Клапан вентиляции открывается в среднем режиме, когда создается оптимальное давление на мембрану. В этом положении клапан преодолевает силу давления пружины. Пройдя через маслоотделитель, газы очищаются от капель масла, проходят в открытый клапан и завершают цикл, возвращаясь назад в камеры сгорания, где завершается их догорание. Если мы говорим о непринудительной системе вентиляции картерных газов, то клапан почти не открывается, в режиме работы холостого хода и закрыт при высоких оборотах. На высоких оборотах выделяется много газов, часто случается прорыв горячих газов в впускной коллектор. В этом случае клапан закрыт, так как есть риск воспламенения картерных газов в самом картере.

Работа клапана вентиляции картерных газов в разных режимах

Куда деваются газы, если клапан закрыт?

В любом случае картерные газы должны удаляться и ни в коем случае не оставаться внутри системы.  Существует еще один железный патрубок, который ведет еще к одному клапану. Это, так называемый «грибок» или редукционный клапан. Когда основной клапан закрыт (а это происходит, напомню, на высоких оборотах и на холостом ходу) то газы проходят через этот железный патрубок напрямую в «грибок».

Он также имеет два состояния: закрытое и открытое. Когда он прикрыт, то у него внутри приоткрывается маленькое калиброванное отверстие, которое пропускает через себя газовую смесь. В этом случае газы уходят через большое отверстие. То есть, система, состоящая из двух клапанов, обеспечивает бесперебойную и надежную вентиляцию картера.

Процесс вывода картерных газов

Выведение отработанных картерных газов имеет некоторое отличие у двигателей карбюраторного и инжекторного типа. Независимо от этого вся процедура имеет стандартную схему:

1. Выхлопные газы всасываются из картера мотора.
2. В маслоотделителе происходит очистка газов от примесей масляных паров и иных продуктов сгорания.
3. Очищенные газы продвигаются к впускному коллектору по воздушным патрубкам.
4. Картерные газы смешиваются с топливной смесью и сгорают в цилиндрах двигателя.

Не исключена возможность того, что в поддон картера попадает небольшой объем газа. В результате этого процесс отбора картерных газов нарушается.