Система вентиляции картера двигателей 2108, 21081, 21083 с карбюратором Солекс

Классическая схема фильтрации картерных газов

Различные виды механизмов распыления, а также эффект конденсации, являются причиной значительного насыщения картерных газов малыми частицами машинного масла. Количество дозируемого масла, а также частичное распределение по размерам капель, — эти факторы зависят от конструкции двигателя и условий эксплуатации.

Обычно размер частиц масла варьируется от несколько микрон до нанометров. Дополнительными компонентами прорыва картерных газов являются:

• топливо,
• вода,
• сажа,
• другие продукты полного и неполного сгорания топлива.

Как правило, закрытая система вентиляции картера защищает окружающую среду от вредных выбросов (включая масляные пятна на дороге).

Основными для системы картерной вентиляции являются две функции:

1. Максимально возможное извлечение масла.
2. Контроль давления в картере.

Типичная схема установки закрытой системы вентиляции картера бензиновых двигателей, дополненных турбокомпрессором, показана на рисунке ниже.

Схема фильтра картерных газов: 1 – воздушный фильтр; 2 – турбокомпрессор; 3 – дроссель; 4 – обратный клапан; 5 – клапан контроля давления; 6 – маслоотделитель; 7 – резервуар; 8 – обратный клапан слива масла; 9 – двигатель автомобиля; В – прорыв газов в картер (blowby); ВМ – возврат масла; ОМ – отстойник (картер) масла; ВГ – выпускные газы

Система вентиляции (фильтрации) картерных газов включает компоненты для отделения масла, а также дополнительные компоненты для контроля давления и расхода. Вся система традиционно встраивается в тело крышки головки цилиндров.

Вентиляция картера двигателя

Вентиляция картера предназначена для удаления картерных газов, образующихся в результате прорыва продуктов сгорания топлива через неплотности поршневых колец и их взаимодействие 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 или 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 ДВС применяется вентиляция картера двух типов:

• открытая — с отводом картерных газов в окружающую среду;

• закрытая — с отсасыванием газов во впускную систему двигателя.

Открытая вентиляция (рис. 6.10) осуществляется под действием разрежения, возникающего в газоотводящей трубке 3

вследствие относительного перемещения воздуха при движении автомобиля. Сапун
1
лабиринтного типа препятствует уносу частиц масла вместе с картерным газом, так как, проходя через каналы лабиринта, он резко меняет направление своего движения, в результате чего частицы масла отделяются и стекают в поддон.

Рис. 6.10.Открытая вентиляция картера двигателя ЯМЗ-642: 7 — сапун; 2 —

хомуты;
3
— газоотводящая трубка;
4 —
фланец сапуна

Недостатком открытой системы вентиляции картера является ее низкая интенсивность, а также отравление окружающей среды вредными для здоровья человека веществами.

В закрытых системах газы могут отводиться в воздухоочиститель до карбюратора или непосредственно во впускной трубопровод (рис. 6.11).

Отвод газа через воздухоочиститель не создает требуемой интенсив­ности отсоса при минимальных частотах вращения коленчатого вала и

Рис. 6.11.Закрытая система вентиляции картера дизеля ЗИЛ-645: / — крышка фильтра систе­мы вентиляции картера; 2

— мембрана;
3
— пружина;
4 —
крышка клапана;
5 —
шланг отвода картерных газов;
6 —
трубка для слива масла: 7 — блок-картер;
8 —
крышка головки блока цилиндров;
9 —
угольник;
10
— впускной трубопровод

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 повышенное разрежение.

Система вентиляции, показанная на рис. 6.11, 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 7. 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 окружающего воздуха, а с другой — под давлением картерных газов и пружины, в картере поддерживается избыточное давление.

На рис. 6.12 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

Рис. 6.12. Вентиляция картера двигателей легковых автомобилей марки «ВАЗ»: / — золотник; 2, 6 —

шланги;
3
— воздушный фильтр;
4 —
коллектор; 5— пламегаситель; 7— маслоотдели­тель;
8 —
трубка

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.

Контрольные вопросы

1. Назовите виды трения и способы смазывания.

2. Что входит в обозначение моторных масел?

3. Как работает шестеренный масляный насос? Назначение его редукционного кла­пана.

4. С какой целью устанавливаются сливные и дифференциальные клапаны?

5. Расскажите о классификации масляных фильтров.

6. Расскажите о работе смазочной системы.

7. Почему картерные газы необходимо удалять?

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.

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.

Уходит масло? Проверьте вентиляцию!

Все мы обожаем искать сложные ответы на простые вопросы. И повышенный расход масла — один из таких примеров. Однако, очень часто решение лежит буквально на поверхности. Да, бывают сложные случаи: когда необходима замена поршневых колец, маслосъемных колпачков или вовсе капремонт поршневой группы. Но нередко проблема постоянных доливок масла кроется в неработающей вентиляции картера. Решить которую вполне по силам самостоятельно. Об этом и поговорим. Но для начала, чуть-чуть теории.

Как вы уже наверняка знаете, в цилиндре сжигается топливовоздушная смесь, и под действием её взрыва поршень идет вниз, совершая полезную работу. Но поршень не просто болтается в своём «колодце» с зазором в палец, и также не трётся вплотную о стенку цилиндра. Между стенкой цилиндра и самим поршнем есть поршневые кольца

. Да-да, те самые, которые со временем «залегают», но сегодня не об этом. Так вот, как бы точно не был собран двигатель, в микрозазор между кольцами и стенкой всё равно прорывается небольшая часть газов, которые образуются в такт рабочего хода. А с годами объем таких «убежавших» во время работы постепенно увеличивается. Что происходит? В картерном пространстве растёт давление. И чем выше обороты и старше двигатель — тем выше давление картерных газов. А теперь смотрим, что из этого следует. Как мы знаем из школьного курса физики и статьи про
прокачку тормозов — жидкости не сжимаемы. То есть, постоянно увеличивающийся объем газов начинает «давить» на масло в картере. А тому деваться просто некуда: контур замкнут, сжаться оно не может… Единственный выход — это «побег» через сальники, манжеты и прочие уплотнения. Двигатель начинает активно «потеть» маслом.

Вот такая красота творится в корпусе маслоотделителя большинства не новых автомобилей. Разумеется, нормально вентилироваться и отделяться ничего не будет (кадр из видео по ссылке ниже)

Так, стоп! Но не могут же инженеры из года в год знать о проблеме и ничего не делать? Конечно. И для снижения картерного давления служит система вентиляции картерных газов (ВКГ). Что она из себя представляет? Ну если очень условно, то это просто канал, по которому давление газов стравливается из картера. Куда? По хорошему, надо бы наружу, на улицу. Кстати, на старых машинах и современных тюнинг-карах оно так и сделано. Но так как все автопроизводители давно и упорно делают вид, что очень беспокоятся за чистоту атмосферы, то газы отводятся обратно в контур воздушного питания. Как правило, в гофру аккурат перед дроссельной заслонкой.

уставшая мембрана маслоотделителя (в руке) и сам корпус (кадр из видео по ссылке ниже)

Если есть вентиляция, то при чем здесь расход масла?

Терпение, сейчас всё объясню. Дело в том, что система вентиляции имеет свойство элементарно забиваться. Обычно, она представляет собой сеть каналов хитрой формы, расположенных в районе клапанной крышки. По этим каналам картерные газы в перемешку с маслом стремятся снизу-вверх, к выходу во впуск, так как это путь наименьшего сопротивления. Для разделения газов и жидкости установлен маслоотделитель

, попадая в который, смесь окончательно сепарируется: масло стекает обратно в картер, а газы идут через
мембрану
и далее во впуск, как говорилось выше. Мембрана служит обычным клапаном: пропускает газы в сторону впуска и не позволяет воздуху проникать обратно, чтобы не «раздувать» картерное пространство еще сильнее. Со временем на стенках каналов маслоотделителя формируется слой нагара и грязи, который значительно снижает эффективность отвода газов — вентиляция не справляется, картерное давление растет. А рано или поздно грязь «перерубает» проход газам совсем. И вот тогда сразу начинаются все чудеса, описанные в первом абзаце. Но более вероятен второй сценарий: сами каналы еще худо-бедно продуваются, но настолько заросли отложениями, что уже не способны нормально отводить жидкую составляющую обратно в поддон. И вся эта «неразделенная» смесь бодро летит из картера прямиком во впуск, забрасывая маслом дроссель, и далее — впускной коллектор, клапаны и поршни. Получаем двойной эффект: и масло уходит, и двигатель постепенно загаживается изнутри…
Система ВКГ двигателей ЗМЗ-409. В целом, схема общая практически для любого автомобиля

Что делать?

Чистить вентиляцию. Также, периодически необходимо менять задубевшую мембрану маслоотделителя. Поверьте, и то и другое совсем несложно, а на расход масла может влиять непосредственным образом. И дабы не расписывать здесь простынями всю процедуру, приведу сразу два видеоролика. В одном я подробно показываю процесс на примере сложного двигателя TSI, в другом — на примере простого как три копейки ЗМЗ-409 от УАЗ. Сами можете убедиться, что принципиальная схема везде одинакова, и добраться до нужных деталей не составит проблемы даже новичку. Кстати, на моторе от VAG это делать даже проще чем на УАЗовском: не нужно снимать клапанную крышку. Но в обоих случаях всё, что вам потребуется — это пара-тройка часов свободного времени, да обычный набор инструмента. Дерзайте и результат вас порадует!

Снимаем маслоотделитель и меняем мембрану:

Снимаем клапанную крышку, чистим маслоотделитель и меняем прокладки:

Надеюсь, кому-то будет полезно!Всем исправной вентиляции и стабильного уровня масла!

P.S.: Друзья, буду очень рад лайкам и подписке! Вам не сложно, а мне поможет развивать это дело для вас.

• В каких случаях сотрудник ДПС не сможет выписать штраф, если Вы нарушили ПДД
• Юридически грамотный ответ инспектору, который хочет выписать штраф за тонировку

• Легендарная американская эскадрилья Ford Bronco вернулась

Современное исполнение системы фильтрации картерных газов

Принцип разделения пассивным инерционным сепаратором основан на ускорении и перенаправлении потока. Здесь капли масла не в состоянии следовать за линиями потока по причине собственной инерции, благодаря чему отделяются, оставаясь на поверхности элемента сепаратора.

Эффективность отделения более мелких частиц увеличивается с увеличением ускорения. Соответственно образуется перенаправление потока. Для этой цели требуется увеличение перепада давления. Как следствие, эффективность отделения зависит от перепада давления и гранулометрического состава неочищенного картерного газа.

Картинкой ниже демонстрируется инерционный сепаратор (производства «MANN + HUMMEL»), получивший название — структурный дефлекторный сепаратор (SD-Separator). Прорвавшийся в картер газ ускоряется через маленькие форсунки и перенаправляется на специальный структурированный дефлектор, где капли масла отделяются. Структура поверхности дефлектора повышает эффективность отделения до самого высокого уровня пассивных инерционных сепараторов.

Устройство инерционного сепаратора масла картерных газов на примере конструкции производства «MANN + HUMMEL»: 1 – загрязнённый картерный газ; 2 – возврат масла; 3 – очищенный картерный газ; 4 – перенаправление потока и частичная сепарация на специальной структуре дефлектора; 5 – отверстия ускорения потока

Максимальный перепад давления в маслоотделителе ограничен вакуумом впускной системы и требованиями к диапазону давления в картере, что в итоге ограничивает достижимую производительность сепарации. Отделение крупных масляных частиц обычно является сравнительно простой задачей. Однако отделение усложняется по мере уменьшения частиц в аэрозоле. Это особенно актуально для наиболее часто используемых концепций разделения, которые основаны на эффекте инерции частиц.

Для чего нужна очистка вентиляции картера на классических двигателях?

Добро пожаловать! Очистка системы вентиляции картера – что это такое и для чего оно вообще нужна? Порой этот вопрос задают многие люди которые имеют в своём имуществе автомобиль. На самом деле очистка этой системы дело обязательное и из-за сильной загрязнённости этой системы, у двигателя начинают проявляться такие проблемы, как: Выдавливание масла из всевозможных щелей в двигателе (В основном через уплотнители), и соответственно повышается расход масла.

Для чего нужна очистка системы вентиляции картера?

Она производится потому что со временем вентиляция картера в автомобиле засоряется и в связи с чем картерным газам начинает всё труднее проходить через засорённые шланги системы и поэтому загрязнённость этой системы как правило приводит к увеличению давления газов в двигателе и к сокращёнию ресурса деталей самого мотора.

Примечание! Под сокращением ресурса деталей мотора подразумеваются такие детали, как: Различного рода сальники, уплотнители и т.д. Потому что как правило при выдавливании масла (О чём говорилось выше), первым делом страдают именно они. А в том случае если система вентиляции загрязнена очень сильно, тогда страдают уже большинство деталей двигателя, в основном стенки цилиндров!

По какому принципу работает система вентиляции картера?

На самом деле всё очень просто, вы наверное уже имеете представление о том как работает двигатель у автомобиля, то есть при работе двигателя, воздух совместно с бензином сжимается и затем взрывается в цилиндре. Но всё же нужно учитывать тот факт то что цилиндр не может быть герметичен «на 100%» и поэтому часть взорванных газов прорывается в картер двигателя где эти газы как правило находится не должны. И чтобы они не находились долгое время в картере, газы посредством маслоотделителя и сапуна выходят очень быстро наружу и там через шланг попадают обратно в двигатель автомобиля.

А почему газы попадают обратно в двигатель и не вредно ли это?

Помните? Практически в начале статьи было указано то что из-за картерных газов могут повредится стенки цилиндров. А связано всё это с тем, что шланг идущий от сапуна подсоединяется напрямую в корпус воздушного фильтра и ещё в том месте где воздухофильтр отсутствует, так как он находится чуть выше. И в следствии чего через загрязнённый шланг, грязь попадает в двигатель и после очередного такта сжатия эта грязь может навредить зеркальной части стенки цилиндра, и уменьшить ресурс вашего мотора.

А то что газы попадают обратно в двигатель, то это очень хорошо потому что не загрязняется окружающая среда т.е. наша экология. Но зато это вредно двигателю автомобиля, потому что как правило картерные газы постоянно циркулируют и если система картера будет сильно загрязнена, как говорилось выше это очень плохо скажется на ресурсе вашего мотора.

Примечание! В конце статьи приведён интересный видео-ролик, в котором показано как можно сделать чтобы картерные газы не попадали обратно в двигатель автомобиля, а всё время выходили лишь в атмосферу при этом не загрязняя её!

Как очистить систему вентиляции картера?

• Как произвести очистку системы – на классике?

Дополнительный видео-ролик: В данном видео-ролике, известный всем карбюраторщик «Наиль» демонстрирует интересную идею, благодаря которой двигатель вашего автомобиля прослужит более долгую жизнь, да и к тому же будет не очень сильно загрязнять окружающую среду.

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.

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.

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:

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.

Перспективные разработки под фильтр картерных газов

Упомянутая ранее уже предлагает владельцам автомобилей новый высокоэффективный волоконный демистер. Результаты теста продукта демонстрируют способность новой концепции разделения удовлетворять потребности новых технологий автомобильных двигателей. Другими словами – достигнута граница эффективного разделения очень мелких частиц (d50