Принудительная вентиляция газов из картера

Казалось бы, сама по себе работа ДВС служит источником, осуществляющим сильное загрязнение атмосферы, а мы пытаемся говорить тут про вентиляцию. Однако не все так просто, мотору, как и всем остальным, тоже нужен свежий воздух. Обеспечивает его и система вентиляции картера.

О назначении системы вентиляции

Все проблемы, как всегда, таятся в мелочах. В данном случае это касается имеющихся зазоров между поршнем и блоком цилиндров двигателя. Казалось бы, конструкцией предусмотрены специальные элементы, минимизирующие эти зазоры. И все же, несмотря на уплотняющие кольца, происходит попадание продуктов сгорания топлива, его несгоревших частиц, паров воды в объем картера двигателя. Следствием этого является ухудшение качества масла и потеря его смазывающих свойств. Проявляется подобный эффект в том, что обычное масло становится водно-масляной эмульсией, а также происходит его разжижение.

В цилиндрах двигателя, при его работе, создается повышенное давление, так что нет ничего удивительного, что газы вырываются оттуда с повышенным давлением. Следствием этого будет создание такого же повышенного давления в картере, что может привести к выдавливанию сальников и утечке масла.

Именно для предотвращения подобных явлений, описанных выше, предназначена система вентиляции картера. Она позволяет вывести из него прорвавшиеся отработанные газы, обеспечить нормальное давление, тем самым, повысить надёжность и долговечность двигателя.

Как происходит вентиляция картера

Как всегда в таких случаях, существует выбор.

Реализация данной системы может быть двух типов:

В первом случае, когда система вентиляции картера двигателя открытая, прорвавшиеся выхлопные газы удаляются наружу, за пределы силового агрегата. Простота и дешевизна этого способа компенсируется загрязнением окружающей среды.

Кроме того, следует знать, что открытая вентиляция:

1. не работает при малой скорости и на холостом ходу;
2. не справляется со своими обязанностями при высоких оборотах;
3. через нее возможно засасывание атмосферного нефильтрованного воздуха при остывании двигателя;
4. может послужить одной из причин увеличенного расхода масла, а также причиной замасливания мотора.

Закрытую или принудительную вентиляцию картера осуществляют тогда, когда пытаются уменьшить степень загрязнения, оказываемую автомобилем. Для этого устанавливается специальный клапан, благодаря которому, при принудительной вентиляции картера, попавшие туда выхлопные газы, выводятся во впускной коллектор двигателя.

К недостаткам такой системы можно отнести:

• усиленное загрязнение карбюратора и входных воздуховодов;
• сильная тяга на высоких оборотах в системе отсоса отработанных газов, что может служить дополнительной причиной окисления масла.

К достоинствам следует отнести:

1. уменьшенный расход масла;
2. стабильную работу в зимний период за счет подогрева входного воздуха картерными газами;
3. они же повышают детонационную стойкость двигателя за счет разбавления топливно-воздушной смеси.

Варианты создания принудительной очистки от картерных газов

Правда не все так просто, как кажется с первого взгляда. Существует два подхода, по которым может быть выполнена принудительная вентиляция картера. Из картера могут выводиться выхлопные газы, а возможно и обратное действие — приток воздуха снаружи.

Пример того, как построена система принудительной вентиляции картера, основанная на отводе выхлопных газов, приведен выше. При этом прорвавшиеся отработанные газы, оказываются под действием разрежения во впускном коллекторе и поступают через маслоотделитель (1), клапан (2) и по шлангам, очистившись от частиц масла, попадают опять в цилиндры двигателя.

Вариант, когда система вентиляции построена на притоке свежего воздуха, приведен на рисунке ниже. В этом случае наружный воздух попадает в картер мотора, смешивается с картерным газами, и через специальный клапан PCV поступает обратно в цилиндры мотора. Построенная таким образом система вентиляции, позволяет избежать попадания продуктов работы ДВС в атмосферу. Именно такой подход используется современными автопроизводителями, при проектировании и изготовлении автомобилей.

Для поддержания нормальной работы мотора на холостом ходу, клапан PCV запирает выход газов из картера, при глубоком разрежении в трубопроводе.

Непременным атрибутом современного ДВС является вентиляции картера, выполненная чаще всего как закрытая система. Она позволяет повысить надёжность работы мотора и уменьшить отрицательное воздействие выхлопа автомобиля на атмосферу.
» alt=»»>

Устройство и принцип работы системы вентиляции картера двигателя

Система вентиляции картера играет одну из основных ролей в процессе газообмена внутри двигателя. Ее неисправности могут привести к поломке турбины, потерям масла через сальники. Для своевременной диагностики и обнаружения признаков неисправности крайне важно понимать принцип работы системы вентилирования картерных газов. Особое внимание уделим устройству клапана PCV (Positive Crankcase Ventilation) и методам его проверки.

Что такое картерные газы?

Картерные газы — это соединение несгоревшей топливовоздушной смеси (далее ТПВС), выхлопных газов и масляной взвеси. Даже в исправном двигателе на такте сжатия через поршневые кольца просачивается часть смеси топлива и воздуха. Уже на такте рабочего хода в картерное пространство поступают выхлопные газы, смешивающиеся с парами моторного масла.

Предназначение системы вентиляции картерных газов (ВКГ)

Вентиляция картера двигателя необходима для постоянного отвода токсичной смеси из несгоревших углеводородов, выхлопных газов и масляного тумана. До ужесточения экологических норм с этой задачей прекрасно справлялся сапун – отрезок шланга, соединяющий блок двигателя и атмосферу.

В современных реалиях вентиляция картера двигателя представляет собой систему закрытого типа. Выхлопные газы подаются во впускной коллектор, где они смешиваются со свежим зарядом и благополучно сгорают в двигателе.

Принцип работы и устройство вентиляции картера двигателя

Именно так выглядит схема вентиляции картера двигателя атмосферного бензинового двигателя. Газы из ГБЦ поступают во впускной тракт по двум патрубкам, один из которых врезается в систему перед дросселем, а второй после заслонки. Такое разделение потоков необходимо по двум причинам:

1. В режиме холостых оборотов и низких нагрузок дроссельная заслонка открыта на небольшой угол. Количество воздуха, проходящее через фильтр и попадающее в задроссельное пространство минимально, а разряжение больше именно за дросселем. Поэтому избыток картерных газов всасывается во впускной коллектор в задроссельное пространство. Количество газов, проходящее через канал, регулируется односторонним клапаном ВКГ.
2. В режимы средних и высоких нагрузок дроссельная заслонка открыта на большой угол и не создает препятствия для прохождения воздуха. При этом из-за повышения оборотов возрастает не только потребление двигателем кислорода, но и количество газов, прорывающихся в картер. Поскольку за дросселем и перед ним разряжение будет небольшим, для эффективного отвода картерных газов используются оба канала.

На схеме изображены элементы системы вентиляции картера турбированного двигателя, а также способ попадания газов через поршневые кольца в поддон (№5). Составляющие компоненты:

1. Маслоотделитель. Препятствует попаданию во впускной коллектор паров масла.
2. Клапан PCV, дозирующий количество газов.
3. Интеркулер. Подмешивание горячих выхлопных газов снижает плотность свежего заряда, из-за чего падает мощность двигателя. Охладитель этот негативный фактор нивелирует.
4. Турбокомпрессор.

Клапан PCV

Высокое разряжение в картерном пространстве не менее опасно для сальников, чем повышенное давление. Чтобы при малом угле открытия ДЗ, а также при резком закрытии дросселя на высоких оборотах в поддоне не создавалось избыточное разряжение, в систему включен клапан ВКГ. Состоит клапан вентиляции картера из подпружиненного плунжера, перемещающегося в гильзе определенного сечения.

В нормальном состоянии, когда двигатель заглушен, возвратные пружины отжимают плунжер, сообщая отрезки канала от коллектора к клапанной крышке. В режиме холостого хода высокое разряжение во впускном коллекторе притягивает плунжер, преодолевая сопротивление пружин. Канал для доступа картерных газов перекрывается. По мере открытия дроссельной заслонки снижается воздействие вакуума на плунжер. Усилием возвратных пружин клапан открывается, сообщая впускной тракт и картерное пространство.

Роль маслоотделителя

Маслоотделитель, нередко именуемый маслопомойкой, предназначен для улавливания крупных и мелкодисперсных частиц масла. Роль его чрезвычайно важна для правильной работы датчика массового расхода воздуха (ДМРВ). Оседая на стенках впускного тракта, масляный туман очень быстро покрывается пылью. Из-за этого нарушается работа чувствительного элемента расходомера. Блок управления двигателем получает неверные показания о количестве воздуха, поступившего во впускной тракт. Поэтому принудительная вентиляция картера современного двигателя может включать в себя маслоотделители сразу нескольких типов.

Лабиринтный маслоуловитель

При движении газов через лабиринт крупные частицы масла под действием инерционных сил выталкиваются к стенкам маслоотделителя. По сепараторным пластинам масло стекает самотеком в поддон. Схожий по принципу работы маслоуловитель, состоящий из набора пластин, устанавливается в клапанной крышке инжекторных двигателей ВАЗ.

Циклический маслоуловитель

Предназначен для улавливания мелкодисперсных частиц масляной взвеси. При прохождении картерных газов по окружности корпуса маслоотделителя капли масла смещаются наружу, оседая на стенках корпуса маслоуловителя.

Маслоотделитель с фильтрующим элементом

Внутри корпуса устанавливается фильтрующая бумага или стекловолоконный наполнитель. Проходя через фильтр, масло задерживается на стенках фильтрующего элемента, после чего стекает в поддон.

Турбулентность потоков выхлопных газов, движущихся через шланг вентиляции картера двигателя, ухудшает равномерность наполнения цилиндров. Поэтому на многих автомобилях дополнительно установлена успокоительная камера. Помимо замедлителя потока газов, камера выступает еще и в роли дополнительного маслоотделителя.

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.

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.

Видео:Система вентиляции картера

Методы диагностики

Своими руками проще всего проверить клапан PCV. Для этого достаточно подуть в клапан со стороны клапанной крышки. Если напор воздуха с обратной стороны слабый либо он и вовсе не выходит, клапан работает неправильно. Очистка системы вентиляции картера двигателя очистителем карбюратора должна исправить ситуацию. Если же клапан продувается в обе стороны, скорее всего, он заклинил в полуоткрытом состоянии, либо порвалась резиновая мембрана.

Степень загрязнения и общая эффективность работы вентиляции картера измеряется двумя основными путями:

1. Замеряется давление картерных газов на разных режимах работы двигателя.
2. Измеряется объем газов, который система может пропустить через себя.

Чтобы не столкнуться с последствиями неисправностей системы ВКГ, стоит периодически менять клапан PCV, фильтрующий элемент, чистить центробежный/лабиринтный маслоуловитель.