Система вентиляции картера двигателя - конструкция и принцип работы клапана PCV. Система вентиляции картера двигателя


Система вентиляции картера двигателя: устройство, принцип работы, основные неисправности

Двигатель внутреннего сгорания работает по принципу сжигания топливно-воздушной смеси в цилиндрах. После сжигания топливного заряда отработавшие газы и другие продукты сгорания смеси воздуха и топлива в большей части выводятся через

Итак, система вентиляции картера позволяет удалить избыток картерных газов, повышает срок службы моторного масла, снижает выброс токсичных веществ в атмосферу, уменьшает давление в картере силового агрегата. Системы могут быть:

открытого типа;

Сразу отметим, на разных типах ДВС конструкция данной системы может отличаться, при этом основные функциональные элементы на современных моторах  представляют собой:

воздушные патрубки, по которым циркулируют газы;

Другими словами, сегодня активно используется закрытый тип. Общий принцип работы такой системы вентиляции картера основан на разрежении, которое создается во впускном коллекторе. Благодаря разрежению газы выводятся из картера. Далее указанные газы проходят через маслоотделитель, который отделяет газы от масла. После очистки газы идут по воздушным патрубкам, после чего попадают во впуск. Из впускного коллектора картерные газы, перемешанные с воздухом, подаются в камеру сгорания и дожигаются.

Добавим, что в устаревшей открытой системе (эжекционного типа) избыток картерных газов попросту выбрасывается в атмосферу. Способ очень простой и дешевый, однако отмечается усиленное загрязнение окружающей среды. Также эффективность работы такого решения не самая высокая, так как при низких оборотах и в режиме ХХ подобная  вентиляция не работает.

Еще такая система не выполняет своих функций на высоких оборотах. Параллельно существует риск того, что в картер будет засасываться недостаточно очищенный наружный воздух после остывания ДВС. Дополнительно следует выделить, что при наличии открытой системы на моторе возможно увеличение расхода масла, также смазка может выбрасываться вместе с газами наружу, в результате поверхности двигателя загрязняются масляными пятнами.

Закрытая система вентиляции картера, которую также называют принудительной, сложнее по конструкции. При этом именно данное решение позволяет уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу с учетом экологических стандартов и снизить расход масла.

Двигатель с такой системой работает стабильно, лучше держит обороты зимой, так как холодный наружный воздух во впуске подогревается картерными газами, снижается риск детонации. Однако при всех плюсах и эта схема устройства не лишена ряда недостатков.

В результате попадания картерных газов во впуск происходит усиленное загрязнение воздуховодов и элементов во впускной системе двигателя. Также специалисты отмечают, что принудительная система отсоса отработанных газов может являться причиной быстрого окисления моторного масла из-за сильного разрежения на высоких оборотах.

Также принудительная вентиляция может дополнительно реализовываться разными путями. При этом основным принципом остается то, что газы должны «вытягиваться» из картера, а также происходит их смешивание в результате подачи в картер наружного воздуха. После этого через специальный клапан смесь подается в цилиндры мотора.

На карбюраторных моторах, агрегатах с моновпрыском и инжекторных двигателях можно встретить различные типы реализации подвода картерных газов. Ранее достаточно часто встречалась конструкция, когда система имела два канала. Один был выведен перед дроссельной заслонкой, а второй канал с жиклером выводился за дросселем.

В режиме холостого хода газы подавались по каналу с жиклером за заслонкой. Однако после начала открытия заслонки  и роста оборотов коленвала разряжение в области за заслонкой становилось меньше. При этом объем газов, которые прорывались в картер, становился больше. Канал с жиклером переставал выполнять свою функцию, но подключался вывод газов по каналу перед дросселем. Дальнейшее развитие системы вентиляции  привело к появлению клапанных решений для регулирования подачи газов.

Если просто, клапан стоит в трубопроводе, через который подводятся газы из картера. Клапаны также делятся на золотниковые и мембранные. Добавим, что мембранные  клапаны лучше дозируют количество газов, однако сама мембрана чаще выходит из строя.

Для чего нужен маслоотделитель в двигателе

Как уже было сказано выше, маслоотделитель (маслоуловитель) является элементом системы вентиляции картера. Главной задачей маслоотделителя становится не допустить попадания частичек масла в камеру сгорания.

По способу отделения масла от картерных газов можно выделить лабиринтный и циклический маслоуловитель. Отметим, что на современных моторах используется маслоотделитель комбинированного типа.

Лабиринтный маслоотделитель, который еще называется успокоитель, замедляет движение газов. В результате объемные частицы масла попросту оседают на стенках, после чего стекают обратно в картер.

Центробежный маслоотделитель более тщательно отделяет смазку от газов. При прохождении через устройство газы фактически «раскручиваются», то есть на них воздействует центробежная сила. Под ее воздействием масло оседает на стенках и стекает в картер ДВС.

Чтобы избежать турбулентности газов, в комбинированном типе устройств за центробежным маслоотделителем на выходе устанавливается лабиринтный  успокоитель. В успокоителе завершается процесс отделения частиц смазки от газов из картера.

Клапан системы вентиляции картера

Указанный клапан служит для того, чтобы отрегулировать давление газов, которые подаются во впуск. Если разрежение не сильно большое, тогда клапан находится в открытом положении.

В случае, когда разрежение во впускном канале значительное, происходит закрытие данного клапана. Еще отметим, что в турбомотрах вентиляция картера реализована посредством дроссельного регулирования.

Рекомендуем также прочитать статью о том,

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что система вентиляции картера на современных двигателях является достаточно сложной. Выход из строя и нарушения в работе данной системы могут привести к ухудшению общей работоспособности ДВС, возникновению неполадок и уменьшению ресурса агрегата.

Сразу отметим, что проблемы с вентиляцией картера могут быть не так очевидны, однако проявляются  в виде снижения мощности, увеличения расхода топлива, активного и быстрого загрязнения дроссельной заслонки и РХХ. Также в воздушном фильтре может появиться масло и т.д.

Часто при диагностике указанные проблемы пытаются решить путем поверки и ремонта системы питания или зажигания, забывая о системе вентиляции картерных газов. Важно понимать, что закрытая система предполагает наличие специальных каналов в БЦ и ГБЦ, а также клапанов, патрубков и шлангов для циркуляции газов. Хорошо известно, что клапаны рано или поздно могут начать подклинивать. Прежде всего, это приводит к нарушению состава рабочей топливно-воздушной смеси.

Что касается  причин, клапан клинит как из-за засорения, так и в результате собственных повреждений. Как правило, первый вариант более распространен. Дело в том, что в картерных газах присутствует сажа, нагар и т.п.

Чем изношеннее мотор, (ЦПГ, другие узлы и системы), тем больше таких продуктов попадает в картер. Также различные загрязнения могут переноситься с микрочастицами масла. В  результате грязь и отложения скапливаются в клапане, различных отверстиях, патрубках, каналах. Также рвутся и трескаются сами патрубки.

Как утверждают опытные автомеханики, c появлением стандарта Euro-4  стали встречаться двигатели, которые «падают» в аварийный режим работы при возникновении проблем с вентиляцией картера. При этом проведение компьютерной диагностики ничего не показывает, что усложняет поиск проблемы.

Также указанная система может доставить много неприятностей в зимний период. Дело в том, что в картерных газах содержатся частицы воды. Вода появляется из атмосферного воздуха, который засасывается мотором во время работы. После попадания в систему вентиляции, вода, которая находится в виде пара, может конденсироваться и скапливаться в отдельных местах системы вентиляции. После остывания ДВС влага попросту замерзает и становится льдом, закупоривая систему.

В результате вентиляция перестает работать, давление в картере растет и выдавливает масляный щуп, а двигатель и подкапотное пространство забрызгивает моторным маслом. Причем данная неисправность может возникнуть как на старом двигателе, так и на новом ДВС с небольшим пробегом. Дело в том, что далеко не на всех автомобилях система вентиляции имеет дополнительный обогрев.

Подведем итоги

Отметим, что в мануалах не всегда содержится какое-либо указание или предписание для отдельного обслуживания системы вентиляции картера двигателя. Однако на практике обслуживание должно проводиться, причем регулярно.

В профилактической очистке нуждаются полости шлангов и патрубков, маслоотделитель и т.д. Выполнять процедуру желательно на каждом ТО параллельно замене масла и фильтров (через 10 тыс. км) или через раз (20 тыс. км.).

Такой подход позволит избежать критического засорения, в результате которого картерные газы попросту выдавят щуп и погонят  масло из двигателя. Также чистота системы будет способствовать нормальному процессу смесеобразования, что отразится на приемистости агрегата, расходе горючего и смазки.

Напоследок отметим, что система вентиляции давно уже перестала являться решением только для снижения давления в картере. Сегодня данная схема является одним из эффективных инструментов для повышения общей экологичности  двигателя наравне с системой EGR и установкой катализатора в выпуске. По этой причине современные производители автомобилей продолжают активно использовать и совершенствовать данное решение.

Для чего нужна система EGR

drive.autogear.ru

Система рециркуляции картерных газов

Как бы ни были совершенны современные технологии, но сделать абсолютно герметичной пару трения «зеркало цилиндра – поршневые кольца» пока невозможно. Поэтому при работе двигателя внутреннего сгорания в масляном поддоне скапливаются продукты сгорания топливо-воздушной смеси.

Доктор технических наук А. Хааген-Смит из Технологического института города Пасадены выяснил, что недогоревшие картерные газы автомобильных двигателей - главный компонент городского смога.

 Картерные газы попадают в поддон через неплотно прилегающие к стенкам цилиндра поршневые кольца, снижают срок эксплуатации масла, ухудшают отвод тепла от цилиндров и создают избыточное давление на все уплотнения в блоке. Избежать избыточного давления в картере помогает система рециркуляции картерных газов.

Развитие системы рециркуляции картерных газов

Сначала система выглядела просто - из картера выводилась трубка, которая выпускала газы в атмосферу, загрязняя ее. Однако со временем нормы по выбросу вредных веществ автомобилями стали гораздо строже, и производитель может столкнуться с запретом на продажу модели в той или иной стране. С учетом этих требований была разработана замкнутая система вентиляции, получившая название «система рециркуляции картерных газов».

Как работает система рециркуляции картерных газов 

В современной замкнутой системе газы не выбрасываются атмосферу - их направляют обратно в двигатель, который в данном случае выступает как "дожигатель". Выведенная из картера трубка, по которой выходят газы, другим концом присоединена к впускному коллектору, через который они попадают в камеру сгорания. Часть газов сгорает в момент вспышки топлива, а остаток выбрасывается в атмосферу через систему выпуска. Незначительная часть газов вновь попадет в картер двигателя. Таким образом, процесс идет непрерывно, с определенной положительной динамикой.

Устройство системы рециркуляции

В верхней части картера располагается маслоотделитель в виде полой коробки. В ней находится маслоотражатель, в задачу которого входит максимально освободить картерные газы от частиц «уносимого» ими масла. Коробка маслоотделителя имеет вывод для трубопровода вентиляции картера. Далее на пути газов установлен клапан принудительной вентиляции картера. Для нормальной работы двигателя разрежение в картере должно всегда поддерживаться на определенном уровне, и для этого клапан откалиброван на три варианта срабатывания.

Клапана принудительной вентиляции и режимы его работы

Вариант 1. В пространстве за дросселем создается очень низкое давление  - 500 …- 700 mBar, что неприемлемо для системы вентиляции. В эти моменты поршень клапана под действием разряжения запирает клапан, преодолев сопротивление пружины.

Проверить исправность клапана на холостом ходу можно, сняв крышку маслозаливной горловины и положив листок бумаги, который должен подниматься и опускаться, повторяя движения мембраны

Вариант 2. При полном открытии дросселя давление равно атмосферному или превышает его, скажем, при работе установленной на двигатель турбины, и может достигать + 500 +700 mBar. Поршень в этом случае под действием давления закрывает клапан для прохода газов.

Вариант 3. При нормальном давлении поршень занимает среднее положение, отвод картерных газов стабилен.

Проверить это можно так: листок бумаги «присосется» к заливной масляной горловине при увеличении оборотов до 2000-3000 об/мин.

Редукционный клапан системы вентиляции картерных газов 

При работе двигателя на высоких оборотах, когда во впускном коллекторе возникает давление, равное атмосферному или даже превышающее его, прорыв газов в картер увеличивается. При наличии турбокомпрессора во впуске, наоборот, образуется слишком большое разрежение, и его необходимо уравновесить. Для этих целей служит редукционный клапан, срабатывающий за счет разряжения в впускном коллекторе в момент открытия заслонки. Механизм клапана вставлен в корпус из пластика с входным и выходным штуцерами и состоит из двух полостей, мембраны и пружины.

Работа редукционного клапана

Когда разрежение находится в пределах нормы, пружина клапана не нагружена, мембрана приподнята, и картерные газы могут свободно проходить через открытый штуцер.

В США необходимость снабжать двигатель системой вентиляции картерных газов закреплена законом с 1961 года

Когда давление слишком низкое, диафрагма начинает уходить вниз, преодолевая усилие пружины, и закрывает основной выход. В этот момент картерные газы устремляются в обходной канал с калиброванным под определенную пропускную способность отверстием.

Побочные эффекты работы системы рециркуляции

Однако, решая одну проблему, система рециркуляции картерных газов создает другую. Газы, выводящиеся из поддона, несмотря на маслоотделитель, захватывают с собой частички масла в виде масляного тумана, который постепенно загрязняет систему впуска. Это вызывает сбои в работе двигателя. Помимо этого частицы масла осаждаются на внутренних поверхностях каналов выхода газов и элементах клапана рециркуляции. Проходное сечение каналов со временем уменьшается и ведет к выходу клапана рециркуляции  из строя, что может привести к нарушению в работе впрыска, вплоть до полного ее отказа. При заклинивании диафрагмы повышается расход масла. В таких случаях клапан подлежит замене.

Если своевременно не производить замену шлангов, которые рекомендуется менять вместе с клапаном рециркуляции, наступает их естественное старение, ведущее к появлению трещин и разрывов. При появлении масляных пятен в районе уплотнений двигателя, увеличении расхода масла и топлива, а также нестабильной работе двигателя лучше сразу обратиться в сервис для проведения диагностики работы систем двигателя и системы рециркуляции в частности, чтобы избежать дорогостоящего ремонта в будущем.

blamper.ru

Система вентиляции картера двигателя - конструкция и принцип работы клапана PCV

Система вентиляции картера двигателя

В столь сложном механизме, каковым является современный двигатель внутреннего сгорания, не может быть каких-то мелочей. Любая система, даже если она имеет простейшее устройство, выполняет строго определенную функцию, внося свой вклад в бесперебойную работу силового агрегата. О существовании многих из систем рядовой автолюбитель даже не подозревает, хотя нарушение их нормального функционирования самым серьезным образом оказывает влияние на работоспособность двигателя в целом. Важнейшая роль в ДВС отведена так называемой вентиляции картера. О том, каковы ее назначение, принцип работы и состав компонентов, поговорим в данной статье.

Не секрет, что между деталями цилиндро-поршневой группы существуют строго определенные зазоры, соответствующие установленным разработчиками допускам. Какими бы минимальными ни были эти зазоры, через них из камеры сгорания в картер проникают несгоревшие частицы, которые смешиваются с масляными парами, образуя так называемые картерные газы. Они оказывают негативное влияние на качество находящегося в картере моторного масла, которое с ростом пробега автомобиля неуклонно ухудшается, теряются смазывающие свойства. Стоит отметить, что подобный эффект проявляется как у масел бюджетного класса, так и у дорогих образцов от именитых брендов. Попадающие в картер двигателя пары топлива и воды неизбежно разжижают масло, превращая его в масляную эмульсию. Не стоит забывать и о том, что в процессе работы в цилиндрах мотора создается очень высокое давление. В связи с этим газы, вырывающиеся с огромной силой, попадают в картер, грозя выдавливанием сальников и последующим вытеканием масла.

Благодаря системе вентиляции картера выводятся прорвавшиеся отработавшие газы, а также обеспечивается и поддерживается нормальное рабочее давление, что благотворно влияет не только на состояние моторного масла, но и на надежность, продолжительность работы двигателя.

Виды систем вентиляции картера

На сегодняшний день принято выделять два типа систем вентиляции картера автомобильного двигателя: открытая, или эжекционная (отработанные газы выводятся наружу напрямую из картера при помощи специальной эжекционной трубки) и закрытая, или принудительная (PCV – positive crancase ventilation).

Система вентиляции картера открытого типа характерна для силовых агрегатов автомобилей, выпускавшихся в прошлом веке и снятых в настоящее время с производства. Особенностью такой системы является то, что прорвавшиеся из цилиндров газы выводятся за пределы двигателя, непосредственно в окружающую среду. Указанный способ вентилирования картера мотора отличает простота и дешевизна конструкции, что, впрочем, «компенсируется» загрязнением атмосферы.

Помимо указанного недостатка, открытая вентиляция картера имеет еще ряд отрицательных моментов. Подобная система малоэффективна при движении на малых скоростях и абсолютно бездейственна на неподвижном автомобиле с работающим на холостых оборотах двигателем. Кроме того, через открытую систему вентиляции картера при охлаждении сильно разогретого двигателя возможно подсасывание неотфильтрованного атмосферного воздуха. Нередки случаи, когда на автомобилях с большими пробегами система открытого типа становилась основной причиной возросшего расхода масла и, как следствие, замасливания силового агрегата.

Более современной и эффективной альтернативой открытой вентиляции картера является закрытая (принудительная) вентиляционная система. Одной из ключевых деталей такой системы является клапан, выводящий попавшие в картер двигателя газы во впускной коллектор. Разные автопроизводители по-разному реализуют идею закрытого вентилирования, но в большинстве случаев каждая из схем предусматривает наличие одних и тех же элементов: клапана вентиляции (клапан PCV), маслоотделителя (может быть несколько) и соединительных патрубков. Стоит отметить, что системы вентиляции картерных газов для бензиновых и дизельных моторов, хотя и обладают определенными особенностями, в целом имеют схожие конструкции.

Работа системы PCV

Принцип работы системы принудительной вентиляции довольно прост. При возникновении разрежения во впускном коллекторе под его воздействием открывается клапан PCV и картерные газы подаются на впуск, а затем, смешиваясь с воздухом, в цилиндры двигателя. Для препятствования проникновения паров масла в камеру сгорания система предусматривает установку маслоотделителя. Современные моторы оборудуются сложной системой маслоотделителей. Так, маслоотделитель лабиринтного типа способствует замедлению движения газов из картера. Это обеспечивает оседание маслянистых капелек на стенки и последующее их стекание в картер.

Дальнейшая очистка масла от картерных газов происходит при помощи центробежного маслоотделителя, который придает отработавшим газам вращение. Под влиянием центробежной силы частицы масла задерживаются на стенках и затем стекают в картер. Окончательная очистка масла от выхлопных газов производится в выходном лабиринтном успокоителе.

Клапан PCV – особенности конструкции

Ключевая роль клапана PCV в системе закрытой вентиляции картера заключается в функции регулировки давления газов в картере путем их перепуска во впускной коллектор. В режиме ХХ и при торможении двигателем разрежение в коллекторе максимально (дроссель лишь чуть приоткрыт), однако количество картерных газов не так велико, поэтому для полноценной вентиляции достаточно канала с небольшим проходным сечением. В таком режиме под действием большого разрежения золотник клапана полностью втягивается, но при этом канал перепуска картерных газов в значительной степени перекрывается, пропуская лишь небольшое их количество.

При нажатии на педаль акселератора и при высоких нагрузках количество отработавших газов в картере существенно возрастает. Золотник клапана занимает такое положение, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность канала. Существует еще и так называемый режим обратной вспышки, при котором горящие газы из цилиндра прорываются во впускной коллектор. В этом случае клапан PCV находится под действием давления, а не разрежения, поэтому полностью закрывается, исключая возможность поджога находящихся в картере паров топлива.

Признаки неисправности системы вентиляции картерных газов

Неудовлетворительная работа системы PCV может являться одной из причин течи масла. Забившиеся патрубки системы вентиляции создают избыточное давление в картере двигателя, в результате чего отработавшие газы вместе с маслом будут искать альтернативные пути выхода. На начальных стадиях масло начнет гнать через отверстие для щупа, также возможно образование масляных пятен в местах уплотнений и соединений (прокладки, хомуты). Совсем неприятный вариант – выдавливание сальников.

Если перестанет нормально функционировать маслоотделитель системы вентиляции картера, то масляные отложения появятся на дроссельной заслонке и даже на воздушном фильтре. Некорректная работа самого клапана PCV может привести к неправильному учету поступающего воздуха, и, как следствие, приготовлению переобогащенной смеси.

http://avtonam.ru

legkoe-delo.ru

СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРНЫХ ГАЗОВ | Автомастер

При работе поршневого двигателя некоторое количество отработавших газов из камеры сгорания поступают в картер двигателя. Эти газы повышают давление в картере, что отрицательно сказывается на работоспособности уплотнительных элементов двигателя.

Также эти газы ухудшают свойства моторного масла, что приводит к нарушению нормальной работы системы смазки. Эти явления частично устраняет система вентиляции картерных газов (PCV- positive crankcase ventilation). В технической документации по ремонту и обслуживанию автомобилей этой системе уделяется мало внимания, несмотря на то, что на современных двигателях нарушение нормальной вентиляции картера может существенно влиять на работоспособность не только системы управления двигателем, но и двигателя в целом.

Для нормальной работы системы вентиляции картера необходимо два важных момента: первый – подвод свежего воздуха; и второй – отбор вредных газов. Поэтому системы вентиляции картерных газов по способу подвода свежего воздуха можно разделить на системы открытого и закрытого типа. Открытые системы вентиляции картера забирают свежий воздух напрямую из окружающей среды. Закрытые системы для подвода свежего воздуха используют элементы системы питания (впускной тракт после воздушного фильтра). По способу отвода картерных газов все системы подразделяются на эжекционного и принудительного принципа действия. Эжекционные системы вентиляции картера отводят картерные газы в окружающую среду. Системы принудительной вентиляции картера подводят картерные газы к впускному коллектору.

Все автомобильные двигатели до 1961 года имели открытую систему вентиляции эжекционного принципа действия. Для отвода газов из картера применялась эжекционная трубка, располагавшаяся вдоль двигателя и заканчивавшаяся у нижнего края поддона картера. При движении автомобиля у края трубки создается легкое разрежение, улучшающее вентиляцию картера. В 1952 году профессор Хааген-Смит (A. J. Haagen-Smit) из Калифорнийского Технологического Института доказал, что основой смога являются несгоревшие углеводороды, а бензиновые двигатели являются основным источником этих углеводородов. Компанией GENERAL MOTORS были проведены исследования, в результате которых выяснилось, что основное количество этих веществ поступает в атмосферу через эжекционную трубку системы вентиляции картерных газов. Результатом этих исследований стало то, что начиная с 1961 г. все автомобили, продаваемые в Калифорнии, должны были быть оборудованы системой вентиляции принудительного принципа действия, а начиная с 1962 г. действие этого правила распространилось и по всей территории США.

На всех современных двигателях данная система является системой принудительного принципа действия. Далее речь будет идти только о системах вентиляции картерных газов бензиновых двигателей. Эти двигатели характеризуются тем, что во впускном тракте установлена дроссельная заслонка для регулирования мощности двигателя в зависимости от условий движения автомобиля.

Наиболее распространенные системы принудительной вентиляции картера двигателей европейского производства до середины 90-х годов характеризуются наличием двух каналов отбора картерных газов. Первый канал вводится в пространство за дроссельной заслонкой, второй – перед дроссельной заслонкой. При работе двигателя на режиме холостого хода дроссельная заслонка полностью закрыта, и создаваемое поршневой группой двигателя разрежение находится в пространстве за ней. Поэтому для обеспечения нормальной вентиляции картера на этом режиме использовался первый канал системы вентиляции картерных газов. Однако из-за высокого разрежения во впускном коллекторе, для ограничения количества отводимых картерных газов, этот канал вентиляции картера сообщается с впускным коллектором через калиброванное отверстие (дроссель). Диаметр дросселя подбирается таким образом, чтобы обеспечить нормальную вентиляцию картера и для поддержания удельного расхода масла в ТУ.

Однако при открытии дроссельной заслонки с ростом оборотов двигателя увеличивается количество отработавших газов в картере двигателя, и система вентиляции на режиме холостого хода не справляется со своими функциями. Для устранения этого явления применяется второй канал отбора картерных газов, подключаемый к впускному коллектору до дроссельной заслонки. В этом случае этот канал вентиляции начинает работать только при открытии дроссельной заслонки, не влияя на работу данной системы на режиме холостого хода. Канал, обеспечивающий вентиляцию картера на холостом ходу двигателя, продолжает подавать картерные газы во впускной коллектор. Такие системы вентиляции картерных газов применялись на большинстве автомобилей европейского производства практически до конца прошлого века. Например, все двигатели ВАЗ, практически все двигатели автомобилей OPEL рабочим объемом 1.2-1.6 л (рис.1). Достоинством этих систем вентиляции картера является их относительная простота. Их основной недостаток – грубая корректировка количества отбираемых картерных газов в зависимости от режима работы двигателя.

При постоянно ужесточающихся нормах токсичности, совершенствовались системы управления бензиновых двигателей с впрыском топлива и контролем состава топливовоздушной смеси. Двигатели стали работать на более обедненных смесях. Это вызвало необходимость более точного регулирования количества картерных газов, поступающих во впускной коллектор в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. В таких системах имеется только один канал подвода картерных газов к впускному тракту, в пространство до дроссельной заслонки. Такие системы устанавливались на двигателях OPEL 1.8-2.0 л. с распределенным впрыском (18SEH, C20NE), на двигателях VOLKSWAGEN 1.4-1.6л.(AEE, AEX, APQ). Основным недостатком является то, что все картерные газы проходят через регулятор холостого хода и корпус дроссельной заслонки, вызывая их быстрое загрязнение. Вследствие этого довольно часто возникали проблемы с оборотами холостого хода по причине загрязненности регулятора холостого хода или корпуса дроссельной заслонки.

В настоящее время наиболее широкое распространение получила система вентиляции картерных газов, использующая в качестве регулирующего элемента клапан переменного сечения. Родоначальником такой организации вентиляции картера двигателя по праву считается компания GENERAL MOTORS, разработавшая первый регулируемый клапан (клапан PCV) в 1958 г. Ранние системы вентиляции картера с применением клапана PCV представляли собой системы принудительной вентиляции картера открытого типа. Примером применения такой вентиляции может служить система вентиляции картера автомобиля ЗИЛ 130. В данной системе все картерные газы подводятся в пространство за дроссельной заслонкой и дозируются в зависимости от величины разрежения во впускном коллекторе. Свежий воздух поступает через маслозаливную пробку, в которой установлен фильтр. Дальнейшая эволюция этих систем привела к тому, что данные системы стали системами закрытого типа (рис.2). Примерами такой организации вентиляции картера могут служить системы вентиляции картерных газов большинства двигателей автомобилей японского и американского производства (двигатели V6D1 ISUZU, 6G74 6G72 Mitsubishi), а также на части двигателей европейского производства (двигатель AWT концерна VAG). Основным элементом данной системы, дозирующим количество отбираемых картерных газов, является клапан PCV. Это устройство, по сути, – регулируемый клапан переменного сечения. Проходное сечение клапана зависит от разрежения во впускном коллекторе, причем, эта зависимость является обратной, т.е. чем выше разрежение, тем меньше проходное сечение клапана, и наоборот. Конструкция клапана PCV постоянно усовершенствовалась для оптимизации количества отбираемых картерных газов в зависимости от режима работы двигателя. На данный момент можно выделить три основных конструктивных решения построения этого устройства: шариковый, золотниковый и мембранный. Первые два типа отличаются только конструкцией дозирующего механизма и работают в принципе одинаково, поэтому принцип работы будет рассмотрен на примере золотникового клапана (рис. 3). При выключенном двигателе клапан полностью закрыт, и газы не поступают во впускной коллектор на режиме холостого хода. Под действием высокого разрежения золотник клапана занимает такое положение, при котором проходное сечение клапана наименьшее (минимальный отбор картерных газов) На режиме средних нагрузок, под действием меньшего разрежения клапан приоткрывается, тем самым увеличивая количество проходящих во впускной коллектор картерных газов. У этих клапанов есть один существенный недостаток – на режимах максимальных нагрузок эти типы клапанов не обеспечивали нормальной вентиляции картера. От этого недостатка удалось избавиться применением мембранного клапана, т.к. у этого типа клапанов увеличено проходное сечение, они способны более точно дозировать количество отбираемых картерных газов во всем диапазоне рабочих режимов двигателя. Мембранные клапана PCV устанавливаются на двигатели AUDI А8 (AUW), PEUGEOT 307 (EW10AF). Система вентиляции, использующая данный тип клапана, представлена на рис.4

На двигателях, оснащенных турбокомпрессором, в систему вентиляции картерных газов устанавливается предохранительный клапан, задача которого – не допустить увеличения давления в системе вентиляции картера выше заданной величины. В случае увеличения давления предохранительный клапан открывается, и картерные газы поступают на вход компрессора и далее, через интеркуллер, во впускной коллектор.

Для уменьшения загрязнения дроссельной заслонки, регулятора холостого хода, а также для уменьшения удельного расхода масла необходимо картерные газы очищать от частиц масла, поступающих из картера. Для этой цели практически во всех системах вентиляции картера современных двигателей применяется маслоотделитель. Все маслоотделители, вне зависимости от конфигурации, по своей конструкции являются лабиринтными, т.е. газы, проходящие через это устройство, меняют направление своего движения, и частицы масла, как более тяжелые, оседают на стенках лабиринта, откуда возвращаются в поддон картера по специальным каналам. По своему расположению маслоотделители находятся как внутри двигателя, так и могут быть отдельными навесными устройствами (большинство двигателей 1.4- 1.6л. концерна VAG). Внутри двигателя маслоотделители могут находиться в клапанной крышке (двигатели АВС, AAH от AUDI), в блоке цилиндров (двигатели AWT, AEB концерна VAG).

На двигателях, использовавших карбюраторную систему питания, неисправности системы вентиляции картера, как правило, не оказывали слишком существенного влияния на работу систем зажигания и питания. На современных двигателях, использующих системы впрыска топлива и отвечающих нормам токсичности ЕВРО-3 и выше, нарушение нормальной работы системы вентиляции картера может приводить к полной потере работоспособности системы управления двигателем. В этом случае система управления переключается на аварийный режим работы (режим «ХРОМАЙ ДОМОЙ») для обеспечения возможности доехать до ближайшего автосервиса. Поэтому при диагностике систем управления двигателей целесообразно уделять должное внимание вентиляции картера.

Константин МАКАРЕНКО

Журнал “Авто-Мастер” декабрь 2010 года

http://a-master.com.ua/archives/1677

a-master.com.ua

Система вентиляции картера двигателя - схема и принцип работы

Автомобили выделяют в окружающую среду много ядовитых веществ, из которых 65% содержат отработавшие газы, 20% - картерные газы и 15% - пары топлива.

Вентиляция картера двигателя и ее тип существенно влияют на количество выделяемых в окружающую среду токсичных веществ.

Вентиляция картера двигателя предназначена для удаления картерных газов (состоящих из горючей смеси и продуктов сгорания), которые разжижают масло и образуют смолистые вещества и кислоты. Кроме того, картерные газы повышают давление в картере двигателя и вызывают утечку масла через уплотнения. На легковых автомобилях система вентиляции картера двигателя закрытого типа. Она обеспечивает за счет вакуума во впускном трубопроводе принудительное удаление картерных газов в цилиндры двигателя на догорание.

В результате предотвращается попадание картерных газов в салон кузова автомобиля и уменьшается выброс ядовитых веществ в окружающую среду.

Рисунок 1 – Вентиляция картера двигателя

1 – золотник; 2, 6 – шланги; 3 – воздушный фильтр; 4 – коллектор; 5 – пламегаситель; 7 – маслоотделитель; 8 – трубка

При работе двигателя (рисунок 1) картерные газы отсасываются через маслоотделитель 7 и шланг 6 в вытяжной коллектор 4 воздушного фильтра 3. Из вытяжного коллектора при холостом ходе и малых нагрузках двигателя газы поступают через шланг 2 и золотник 1 под дроссельные заслонки карбюратора. При остальных режимах работы двигателя картерные газы поступают в карбюратор через воздушный фильтр 3. В маслоотделителе 7 из газов выделяется масло, которое по трубке 8 стекает в масляный поддон. Пламегаситель 5 исключает проникновение пламени в картер двигателя при вспышках в карбюраторе.

carspec.info

Устройство системы вентиляции картера

К современным автомобилям предъявляются довольно большие требования с точки зрения влияния на экологию. Инженеры постоянно внедряют новые технологии, позволяющие максимально уменьшить вредные выбросы в атмосферу. Одной из таких разработок является принудительная вентиляция картера закрытого типа.

Данная система направляет картерные газы во впускную систему. А что такое картерные газы? Это смесь воды, паров масла и бензина, находящихся в картере, а также отработавших газов, которые могут попадать из камер сгорания.

Устройство системы вентиляции картера

Как выглядит устройство системы вентиляции картера?

venilyaciya_kartera

В первую очередь следует заметить, что устройство системы вентиляции картера у каждого автопроизводителя свое. Тем не менее, попробуем выделить общие конструктивные черты:

{typography list_number_bullet_green}1. Маслоотделитель. Это элемент, который препятствует попаданию паров масла в камеру сгорания двигателя. Существует лабиринтный и цикличный способы отделения масла от газов. В первом случае за счет уменьшения движения картерных газов, крупные капли масла оседают на стенках и стекают в картер.

Есть еще вариант отделения масла от газов, когда проходя через маслоотделитель, картерные газы начинают вращаться, а за счет центробежной силы капли масла также оседают на стенках и затем стекают в картер двигателя.|| 2. Клапан вентиляции картера. Данный элемент предназначен для регулирования давления поступающих во впускной коллектор картерных газов. Если имеет место быть небольшое разряжение, то клапан находится в открытом состоянии. При наличии большого разряжения во впускном канале клапан закрывается.{/typography}Работа всей системы складывается за счет создания разряжения во впускном коллекторе двигателя, благодаря чему газы выводятся из картера. После того, как картерные газы будут отделены от масла (за счет наличия маслоотделителя), они поступают во впускной коллектор, где смешиваясь с воздухом, попадают в камеру сгорания.

{typography legend_blue}Помните, что от состояния системы вентиляции картера зависит работа двигателя. {/typography}Именно поэтому так важно периодически проводить специальное обслуживание всей системы, включающее в себя промывку каналов, клапана, дозирующих элементов. По возможности делайте очистку системы при каждой замене моторного масла в автомобиле.

Устройство системы вентиляции картера

auto-observer.ru

Система вентиляции картерного пространства

В процессе работы двигателя из надпоршневой полости цилиндра в картер прорываются газы. Эти газы, называемые картернымисостоят примерно из равных частей горючей смеси и продуктов полного и частичного сгорания. Вследствие этого картерные газы содержат пары топлива, окислы углерода (в том числе СО), серы, азота, продукты частичного окисления углеводородов топлива,, пары воды. Многие из этих компонентов активно воздействуют на масло, в результате чего оно окисляется, в нем образуются смо­листые и лакообразные вещества, кислоты, соли кислот и др. В результате этого масло теряет свои свойства или, как говорят, стареет. Активные кислоты, образуя с маслом эмульсию, попадают на трущиеся поверхности и вызывают их коррозию.

Для того чтобы свести к минимуму влияние картерных газов и уменьшить интенсивность процесса старения масла, необходимо их удалять из картерного пространства.

Процесс удаления газов называется вентиляцией картерного пространства, а комплекс устройств, обеспечивающих этот про­цесс, — системой вентиляции.

Вентиляция служит также для поддержания в картерном про­странстве давления, близкого к атмосферному. Если удаление газов недостаточно или отсутствует вообще, в картерном пространстве резко повышается давление за счет постоянного притока нового количества газов. Это может привести к выдавливанию масла через сальниковые уплотнения коленчатого вала и другие неплотности картера. Интенсивное удаление картерных газов приводит к подсосув картер загрязненного пылью и влагой атмосферного воздуха.

Опыт показывает, что стабильность масла значительно повы­шается, если картерное пространство продувать небольшим коли­чеством свежего воздуха. Поэтому существует два типа систем вентиляции: вытяжные, т. е. без продувки картерного пространства воздухом, и приточно-вытяжные — с продувкой. Воздух, поступающий в картер при приточно-вытяжной вентиляции, обя­зательно очищается в самостоятельном фильтре или в воздухо­очистителе системы питания двигателя воздухом.

Картерные газы могут удаляться в атмосферу или возвращаться во впускной тракт двигателя. Системы вентиляции с удалением картерных газов в атмосферу называются открытыми. Системы с удалением газов во впускной тракт — закрытыми системами вентиляции.

Так как картерные газы содержат значительное количество весьма токсичных веществ, то выбрасывание их в атмосферу крайне нежелательно. Схема открытой системы вентиляции изображена на рис. 1, а. В этой системе картерные газы удаляются через эжекционную трубку 1, косой срез которой обращен по потоку воздуха, обтекающего трубку при движении автомобиля. За счет этого у среза трубки создается разрежение, обеспечивающее отсос газов. Чтобы предотвратить прямой выброс капелек масла с картерными газами, эжекционная трубка углублена в камеру 2. Воздух в картер поступает через маслозаливную горловину, крышка 3 которой снабжена фильтрующей набивкой. Такую систему венти­ляции имеют двигатели автомобилей «Запорожец», «Чайка», Урал-375, МАЗ-204 и др.

Рис. 1 -Схемы вентиляции картерного пространства двигателей: а) открытая; б) закрытая вытяжная; в) закрытая приточно-вытяжная; г), д). е) — кон­струкции автоматических регулирующих клапанов закрытых систем вентиляции

На рис. 1, б показана схема закрытой вытяжной системы вентиляции. Газы отсасываются здесь из-под крышки клапанного механизма через эжекционную трубку 2, выведенную во входную горловину воздухоочистителя. Перед выходом картерных газов из-под крышки клапанного механизма установлена маслоотражательная шторка 1. Смешиваясь с потоком воздуха, картерные газы проходят через фильтрующую набивку 3 воздухоочистителя и осво­бождаются от капелек масла, сконденсировавшихся паров волы и прочих примесей (двигатели МЗМА-408, ЗМЗ-21 и до) Если воздухоочиститель имеет сухой бумажный фильтрующий элемент то картерные газы необходимо отводить во впускной тракт в зону за воздухоочистителем. В этом случае на пути картерных газов Устанавливается самостоятельный фильтрующий элемент. Благодаря простоте конструкции эти системы получили широкое распространение, особенно на зарубежных двигателях.

На рис. 1, в представлена схема закрытой приточно-вытяжной системы вентиляции, где картерные газы по трубке 3 удаляютсявзадроссельное пространство впускного тракта 4. Следовательно, картерные газы не проходят через дозирующие органы системы питыния и не загрязняют их, однакооказывают влияние на работу - карбюратора 5, снижая разрежение в его каналах. Чтобы свести кминимуму влияние такой системы вентиляции на смесеобразова­ние она снабжается клапанным устройством 2, регулирующим интенсивность удаления картерных газов. На выходе газов из кар­терного пространства установлена маслоулавливающая набивка или маслоотражательный козырек 1. Воздух для продувки картерного пространства поступает через маслозаливную горловину 6, обору­дованную фильтрующим элементом (двигатель ЗИЛ-130 и ряд двигателей американской фирмы «GMC»). Наличие клапанного устрой­ства усложняет систему вентиляции и увеличивает вероятность выхода системы из строя.

Конструкции клапанов, применяемые в системах вентиляции, выполненных по схеме рис. 1, в, показаны на рис. 1, г, д, е. Принцип работы автоматического клапана типа флуометра (плаваю­щий клапан) рассмотрим по схеме рис. 1, г. Клапан грибовидной формы со сквозными радиальным и аксиальным отверстиями в нера­бочем состоянии отжат пружинкой в крайнее правое положение и своей пяткой закрывает канал, сообщающийся с картерным про­странством. При пуске и работе двигателя на холостом ходу, ког­да во впускном трубопроводе возникают большие разрежения, клапан, преодолевая сопротивление пружинки, подсасывается к каналу, сообщающемуся со впускным трубопроводом, и пере­крывает его своим носком, а картерные газы проходят через калиб­рованные отверстия в самом клапане. По мере открытия дроссель­ной заслонки разрежение во впускном трубопроводе уменьшается, клапан отжимается пружинкой от седла и потоком газов удержи­вается в некотором среднем положении.

Аналогично работает клапан системы вентиляции двигателя ЗИЛ-130, конструкция которого показана на рис. 1, д. В нерабо­чем положении автоматический клапан нижним коническим концом перекрывает канал, соединяющийся с картерным пространством. При пуске и работе на холостом ходу клапан подсасывается вверх иигольчатым носком частично перекрывает выходное отверстие в корпусе клапана. На режимах средних и полных нагрузок клапан опускается и удерживается потоком примерно в среднем положении.

Помимо плавающих автоматических клапанов в системах вентиляции применяются управляемые мембранные клапаны с иглой или золотником, изменяющими проходное сечение канала вентиля­ции в зависимости от режима работы двигателя.

Конструкция мембранного клапана показана на рис. 1, е. Корпус 4 клапана над мембраной 1 через отверстие сообщается сатмосферой, а полость под мембраной соединена с впускным трубопроводом. Мембрана, нагруженная пружиной 2, связана штоком с полым золотником 3, который располагается в трубке, соединен­ной с картерным пространством. По мере прикрытия дроссельной заслонки разрежение во впускном трубопроводе и в нижней поло­сти клапана увеличивается. Мембрана прогибается вниз и золотник начинает перекрывать отверстие в трубке, снижая тем самым интенсивность отсоса газов из картерного пространства. Мембран­ные клапаны достаточно эффективны, но из-за сложности и отно­сительной дороговизны широкого распространения в автомобиль­ных двигателях не получили.

В карбюраторных двигателях применяются и более сложные клапанные системы вентиляции. В дизелях применяют преимуще­ственно открытые системы вентиляции. Объясняется это тем, что в составе картерных газов дизелей значительно меньше токсичных компонентов, отрицательно влияющих на организм человека. Действительно, в процессе сжатия в картерное пространство дизе­лей прорывается воздух, а не горючая смесь. А поскольку они работают с большим избытком воздуха, их продукты сгорания содержат гораздо меньше неполностью сгоревших углеводородов топлива, чем в карбюраторных двигателях.

Современные устройства для вентиляции картерного простран­ства двигателей представляют собой самостоятельную систему, оказывающую существенное влияние на работу других систем, двигателя.

 

 

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г.

Newer news items:

Older news items:

azbukadvs.ru