Схема циркуляции картерных газов

avtoexperts.ru

Среди различных систем авто система вентиляции картера играет значительную роль в формировании топливовоздушной смеси, стабильной и экономичной работы, полной отдаче мощности, защите моторного масла и продления ресурса цилиндропоршневой группы.

В конструкции автомобиля система вентиляция картера – это «легкие» двигателя, необходимые для его нормальной жизнедеятельности. Система носит название PCV (Positive Crankcase Ventilation). Однако именно ей незаслуженно уделяется минимум внимания и обслуживания, а многие автовладельцы даже не знают о ее существовании. В этой статье постараемся разобраться для чего нужна данная система, как она работает, присущие ей неисправности и методы проверки ее работоспособности.

Что такое «картерные газы»?

Топливовоздушная смесь, при сгорании, резко увеличивается в объеме, создавая огромное давление внутри камеры сгорания. Расширяющиеся газы от сгорания заставляют поршень двигаться к нижней мертвой точке, приводя во вращательное движение коленчатый вал двигателя. Часть газов через неплотности между кольцами и зеркалом цилиндров проникают в поддон картера, где, смешиваясь с парами масла, создают давление, агрессивно воздействующее на уплотнения коленчатого вала и прокладку поддона, и канал масляного щупа.

Такт расширения повторяется в каждом цилиндре, постоянно нагнетая в поддон следующую порцию газов и если вентиляция картера не будет работать, то газы либо выдавят сальники коленчатого вала, либо «выбьют» масляный щуп и выгонят масло из картера, со всеми вытекающими.

Помимо этого, вместе с газом в поддон переносятся частицы несгоревшего топлива, мелкие фрагменты нагара, пары влаги, которые смешивается с моторным маслом, находящимся в поддоне двигателя. Это, в свою очередь, ведет окислению масла, засоряет его продуктами износа, снижая его рабочие свойства и уменьшая его эксплуатационный ресурс.

Конструкция системы

Для того, чтобы снизить до минимума воздействие давления газов в конструкции двигателя предусмотрена систем вентиляции картера. В современных автомобилях применяется система вентиляция закрытого типа, что необходимо для соблюдения экологических норм.

Несмотря на различие систем на разных марках авто, все они имею три общих компонента, таких как:

• Воздушные патрубки для отвода газов из картера;

• Клапан вентиляции, отвечающий за урегулирование величины давления газов;

• Маслоотделитель, отсекающий масляные пары при выходе газов из поддона двигателя.

Клапан открывается при появлении избыточного давления и при разряжении закрывается, то есть принцип его работы основан на разности давлений за и перед ним.

Отделение частиц масла осуществляется при прохождении газов через систему лабиринтов, завихрений и сеток в маслоотделителях. Затем отделившееся масло стекает обратно в поддон двигателя. Это позволяет не только экономить масло, но и защищать детали двигателя от нагара. При этом маслоотделители могут размещаться внутри крышки клапанов, быть встроенными в мотор или выполненные как отдельный узел.

Принцип работы

Система работает следующим образом. Патрубок вентиляции связан с впускным коллектором, где сразу после запуска двигателя создается разряжение, благодаря которому картерные газы «вытягиваются» из поддона и проходя через маслоотделитель попадают во впуск, где, смешиваясь с поступающим воздухом попадают в камеру сгорания и догорают.

Достоинства системы вентиляции

Применение вентиляции картера позволяет сократить процент вредных выбросов в атмосферу, снизить угар моторного масла, поддерживать стабильные обороты двигателя при прогреве, так как заборный воздух смешиваясь с картерными газами нагревается, что в целом благоприятно воздействует на работу силовой установки.

Недостатки

Несмотря на наличие маслоотделителя воздуховоды и элементы впуска загрязняются от прохождения картерных газов, вызывая частые отказы приборов при работе. Так на бензиновых моделях авто покрываются налетом узел дроссельной заслонки и регулятор холостого хода, так как они имеют специальные каналы, выполняющие вытяжную функцию. Подобное может наблюдаться и на карбюраторных моделях, например, с карбюратором «Солекс», оснащенным штуцером для вентиляции картера.

Узел дроссельной заслонки и вытяжной клапан газов на карбюраторах являются так называемой малой ветвью и задействуются тогда, когда разрежение в воздушном фильтре недостаточное.

Признаки неисправности PCV

• Появление следов масла в воздушном фильтре;

• Запотевание сальников и стыка крышки клапанов двигателя;

• Дым из выхлопа по причине попадания частиц масла с газами в камеру сгорания;

• Следы масла вокруг крышки заливной горловины и на крышке клапанов.

Помимо этого, данные симптомы указывают и на сильный износ или неисправность (сгорел клапан, залегли кольца, лопнули перегородки поршня) поршневой группы и необходимости их проверки путем замера компрессии.

Причины неисправности:

• Забит или неисправен клапан вентиляции картерных газов;

• Загрязнились вытяжные отверстия в узле дросселя или штуцере карбюратора;

• Сильный износ поршневой группы;

Проверка исправности

Для проверки работы системы вентиляции нужно снять на заведенном моторе крышку с заливной горловины. Если все исправно, то могут наблюдаться лишь отдельные «выстреливающие» капельки масла, либо вообще не будет следов его появления. В противном случае из горловины будет выбрасываться моторное масло.

Если прикрыть отверстие рукой, то при исправной системе не должно чувствоваться какого-либо давления на нее, а когда система находится под избыточным давлением, то газ будет пытаться оттолкнуть ладонь и это усилие будет постепенно увеличиваться.

Для проверки исправности клапана вентиляции, а он обычно расположен во впускном коллекторе, нужно отсоединить шланг от картера к клапану, завести мотор и закрыть пальцем освободившийся штуцер на клапане. Если клапан рабочий, то палец почувствует создание вакуума, а при снятии пальца со штуцера, последует характерный щелчок. В противном случае клапан требует замены.

Нарушение работы клапана отражается на нарушении состава топливной смеси и сопутствующими проблемами.

В заключении

При обнаружении признаков неисправности вентиляции картера, рекомендуется, не откладывая на спасительное завтра, приступить к прочистке и профилактике системы, чтобы сократить до минимума угар масла и износ двигателя.

Источник статьи: http://avtoexperts.ru/article/kak-rabotaet-sistema-ventilyatsii-kartera-dvigatelya/

Доработка системы вентиляции картера двигателей LADA (клапан PCV)

Если в ходе эксплуатации автомобиля LADA замечаете, что во время нагрузки (при работе кондиционера, включенном подогреве и т.д.) в пробке двигатель начинает работать неустойчиво (троит, плохо тянет и т.д.), возможно, причина кроется в системе вентиляции картера. В статье предлагается решить проблему путем установки клапана PCV от иномарки.

Схема штатной системы вентиляции картерных газов

Система вентиляции картерных газов двигателей ВАЗ состоит из двух контуров, которые работают на разных режимах нагрузки и оборотах:

• Малый контур вентиляции подключен к клапанной крышке и впускному коллектору (в за дроссельном пространстве). Данная схема подключения обеспечивает интенсивную вентиляцию картера за счет разряжения, возникающего во впускном коллекторе, при закрытом дросселе. Чтобы не возникало такого эффекта, как гипервентиляция, сечение малого контура ограничивается жиклером в корпусе тросового дросселя, диаметром 1,7 миллиметров. Данный контур работает в районе 800-1500 оборотов.
• Большой контур вентиляции подключен к клапанной крышке и воздушному патрубку (в пред дроссельном пространстве). Такая схема обеспечивает интенсивную вентиляцию картера на повышенных оборотах. Сечение большого контура 16-18 миллиметров

Примеры, демонстрирующие недостатки штатной системы вентиляции картерных газов:

• Автомобиль спускается с горки с включенной передачей. В таком режим двигатель работает на повышенных оборотах при сниженной нагрузке. В картере создается высокое разряжение, и подключается большой контур вентиляции, в котором нет никаких регулирующих клапанов. Так как оба контура подключены в один объем маслоуловителя, то сильное разряжение в картере затянет свежую порцию воздуха в обход дросселя. ДМРВ покажет увеличенный расход воздуха, а ЭБУ попытается прикрыть дроссель. Поняв, что это не возможно (он и так закрыт), последует коррекция обедненной смеси увеличением подачи топлива (увеличится расход топлива). В результате весь внутренний объем двигателя будет работать, как параллельный ресивер, весьма значительного объема, подключенный к впуску в обход дросселя. Именно этот объем и будет мешать качественному смеси образованию.
• Автомобиль в пробке едет в натяг с дополнительными потребителями (например, включенном кондиционере). Муфта компрессора подключается, нагрузка возрастает скачкообразно. Воздуха двигателю не хватает, он его начинает тянуть из картера в обход дросселя. Но ЭБУ, также в курсе включения муфты и также подает больше воздуха, открывая дроссель. Разряжение резко падает, вакуумному усилителю тормозов (ВУТ) не хватает сил удержать машину. Рывок вперед. ЭБУ видит увеличение кислорода, перекрывают дроссель. Резкий рост разряжения, ВУТ схватывает. Машина дергается, удар по трансмиссии. И так до бесконечности.

В результате в обоих случаях при работе двигателя происходят скачки оборотов, мотор захлебывается от нагрузки. Возможны рывки и вибрация на МКПП, АКПП и АМТ. Для устранения этих недостатков предлагается доработать конструкцию по одной из представленных схем.

Схемы модернизаций системы вентиляции картерных газов

Схемы доработки системы вентиляции картерных газов, а также описание предоставлены IgorRV .

Для автомобилей LADA с МКПП и АМТ («робот») подойдет схема №1 «Схема вентиляции картерных газов с PCV клапаном для Е-ГАЗ и тросовым дросселем»:

Необходимо установить клапан PCV (артикул 94580183, цена около 400 рублей) от иномарки в малый контур вентиляции картера. При подключении клапана PCV в малый контур на Е-ГАЗе используйте новый шланг (бензомаслостойкий 8 мм без тканевой армировки). На тросовом дросселе подключайте в ресивер, не в дроссель.

В результате клапан будут перекрывать контуры в переходных режимах, что позволит:

• Принимать нагрузку без рывков и просадки оборотов двигателя (например, при работающем компрессоре, обогреве стекол, сидений и т.д.).
• Уменьшить вибронагрузку на холостом ходу
• Увеличить тягу с низов (отмечено владельцами АКПП с двигателем ВАЗ-21126, МКПП с ВАЗ-21227, 21126 и 11186 и АМТ с ВАЗ-21127).
• Получить более резкую реакцию на педаль газа и более быстрые переключения (на АМТ). Возможно из-за того, что клапан не дает двигателю сбрасывать обороты поддерживая более оптимальный алгоритм переключений.
• Снизить расход масла через вентиляцию.

Срок замены клапана — 40 000 км пробега.

Для автомобилей LADA с АКПП (Jatco) и АМТ («робот») подойдет схема №2:

Описание схемы №2: Редукционный клапан подключается последовательно в большой круг вентиляции. Тем самым он регулирует поток картерных газов на повышенных оборотах и в переходных процессах. Это позволяет:

• Осуществлять полный контроль за потоками картерных газов между малым и большим контуром.
• Улучшить режим работы двигателя.
• Снизить вибронагруженность.
• Снизить выброс масла в вентиляцию.

Для автомобилей LADA с АКПП (Jatco) и АМТ («робот») подойдет схема №3:

Описание схемы №3: Для улучшения работы тормозной системы, облегчения процесса удержания машины на тормозах в режиме «D», применен «Эжекционный насос». За счет потока картерных газов, от малого контура, происходит усиление разряжения в трубке идущей к вакуумному усилителю. Происходит это на малых оборотах, что очень помогает при езде по пробкам. Постоянно держать ногу на тормозе не очень легко, а этот насос задачу облегчает.

• Избавление от вибраций, провалов, трансмиссионных ударов.
• Двигатель начинает работать более спокойно, мягко.
• Усилие на педали тормоза становится меньше.
• Кондиционер включается почти незаметно.

• эжекционный насос (артикул 10793 VIKA, цена 546 рублей);
• редукционный клапан (артикул 1117701500 JP GROUP, 422 рубля);
• клапан PCV (артикул 94580183 GENERAL MOTORS, 400 рублей);
• хомуты (около 10 штук, 600 рублей);
• тонкий, бензостойкий 8 мм шланг 50 см (100 рублей);
• стандартный патрубок вентиляции.

Установка клапана PCV на Гранту:

Установка клапана PCV на Весту:

Кстати, есть и другие способы доработать систему вентиляции картера. А вы готовы к таким модернизациям? Напомним, среди владельцев автомобилей ЛАДА также распространена доработка системы зажигания (установка в жгут катушек зажигания конденсаторов).

Источник статьи: http://xn--80aal0a.xn--80asehdb/do-my-self/tuning/tuning-lada-vesta/2094-dorabotka-sistemy-ventilyacii-kartera-dvigateley-lada-klapan-pcv.html

Принцип работы системы вентиляции картера двигателя

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.

Способы фильтрации газов картера

В конструкции некоторых иномарок и отечественных машин отсутствуют фильтры для газов картера. Решить проблему с отфильтровкой газов внутри картера и поддержать частоту в камере сгорания можно разными способами. Для этой цели можно отсоединить патрубок с газами от дроссельного узла. В такой ситуации все газы начнут поступать внутрь пространства под капотом и постепенно загрязнять его. Если давление поменяется, в картер начнет попадать воздушная масса, смешанная с пылью и грязью, которая также будет загрязнять масляную жидкость. Отсоединение патрубка не станет решением проблемы, по этой причине к нему понадобится подсоединить фильтр. Входное отверстие в узел дросселя необходимо заглушать, чтобы части грязи не поступили в коллектор впуска и камеру для сгорания. Для устранения неисправности можно установить фильтрующий элемент возле картера и узла дросселя вразрез с патрубковой частью. Это наиболее предпочтительный способ, поскольку в таком случае будет решаться вопрос с фильтрованием газов и предотвращением попадания воздуха в картер и узел дросселя. В этот же период масляные пары постепенно начнут попадать во входной коллектор или дроссель в минимально допустимых объемах. [

Фильтр картерных газов – незаменимый элемент автомобильной схемы. Фильтрационная система, основной частью которой он является, предотвращает проникновение газов в зону картера из основной камеры сгорания в двигателе. Важно заранее ознакомиться с принципом ее работы, изучить строение и понять, для чего она необходима. Также стоит узнать о правилах эксплуатации системы и доступных способах устранения распространенных поломок.

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.

Работа системы вентиляции, маслоуловитель и клапан PCV

Введение

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.

Нагар на дроссельной заслонке, впускном коллекторе, и даже на кольцах форсунок

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.

Типовая схема вентиляции картерных газов на горизонтальном впускном коллекторе D16Z6

Типовая схема вентиляции картерных газов на вертикальном впускном коллекторе D14A4

Камера сапуна сзади двигателя около масляного фильтра

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.

Расположение PCV клапана рециркуляции в двигателе Honda

Режимы работы двигателя и клапана PCV

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.

Сливаемое масло из маслоуловителя, все это могло бы стать нагаром в двигателе

Схемотичное устройство простого маслоуловителя

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.

Шланг вентиляции картерных газов для установки маслоуловителя

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.

Топливный фильтр, как полумера к решению проблемы масла во впускном коллекторе.

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.

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.

Диагностика и ремонт системы вентиляции картерных газов

Все неисправности системы связаны с загрязнением трубок или ослаблением пружины клапана. Для проверки системы сделайте следующее.

Прогрейте двигатель до рабочей температуры, снимите крышку с заливной горловины клапанной крышки. Положите ладонь на заливную горловину и несколько раз нажмите на педаль газа или ручку дроссельной заслонки/регулятора подачи топлива ТНВД, чтобы поднять обороты двигателя до 2-2,5 тысяч в минуту. Если рука ощущает увеличение давления во время набора оборотов, система вентиляции картера неисправна. Если давление не возрастает, но есть подозрение на неправильную работу системы, заглушите двигатель и дайте ему остыть.

После этого снимите клапан PCV. Подуйте в него сначала с одной, затем с другой стороны. Исправный клапан пропускает воздух только в одну сторону. Если клапан пропускает воздух в обе стороны или не пропускает ни в одну, его необходимо заменить. Одновременно с этим желательно снять все трубки системы, промыть их керосином, затем просушить сжатым воздухом. После этого желательно прочистить все металлические патрубки системы. Во время этой работы старайтесь не ронять грязь внутрь двигателя. После прочистки системы желательно заменить масло.

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.

Из теории вентиляции картера

При работе двигателя внутреннего сгорания в картер всегда поступает некоторое количество газов из камеры сгорания. В новом двигателе это в основном топливовоздушная смесь, просачивающаяся 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 (рис
в
).

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 (рис
г
).

При движении с небольшой нагрузкой

золотник занимает промежуточное положение, позволяя перепускать более значительное количество газов (рис
д
).

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 (рис
е
).

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.

Евгений Е., Москва (с) «Легион-Автодата»

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

Источник статьи: http://sokolyar.ru/infobaza/shema-ventilyacii-karternyh-gazov.html