На что влияет фильтр картерных газов
Обновлено: 05.07.2024
Просто, но не гениально: что может не работать в системе вентиляции картера?
Иногда с автомобилем случаются вещи, которые сильно расстраивают его владельца. Что-то стал жрать масло, дроссельная заслонка постоянно грязная, масло из всех щелей течёт… Даже воздушный фильтр в этом масле. Наверное, пора думать о «капиталке». Деньги, деньги, деньги. Боль, тоска, безысходность. А может, рано точить бритву и наполнять ванну тёплой водой? Может, не всё так плохо, и решение проблемы кроется в маленькой и не такой уж дорогой детальке со странным названием «клапан PCV»?
Теория газов
Все мы прекрасно помним, что мотор работает вследствие сгорания топливо-воздушной смеси. В момент, когда в камере сгорания начинается этот очень красивый, но невидимый глазу процесс, там резко возрастает давление. Это давление толкает поршень вниз, поршень давит на свою шейку коленвала, а тот выполняет свою непосредственную работы: преобразует поступательное движение шатуна поршня во вращательное, которое передаёт на маховик двигателя. Картинка идеальная, но в жизни, как вы понимаете, что-то всегда идёт не так. В нашем случае не все газы, образующиеся во время горения, выходят потом через выпускной клапан в систему выпуска. Часть их обязательно прорывается в картер. Грубо говоря – под поршень. Происходит это по простой причине: как бы плотно ни прилегали компрессионные кольца, у них всегда есть хотя бы минимальный зазор – иначе поршень просто не смог бы ходить внутри цилиндра. А на холодном моторе этот зазор ещё больше, так что газ, который находится под очень большим давлением, лазейку в картер мотора всегда найдёт. Чем это грозит?
В этих газах есть всё то, чего не любит моторное масло. Не полностью сгоревший бензин, пары воды (они всегда есть в воздухе), частички нагара – всё это оседает в моторном масле. Ничего хорошего, конечно, после этого не происходит: масло усиленно стареет и перестаёт нормально работать. Но это не самое страшное.
Гораздо хуже, что в картере просто не должно быть высокого давления, а картерные газы его сильно увеличивают. Последствия этого процесса очень неприятные. Газы буквально распирают мотор, и он начинает выдавливать из себя всё лишнее. А когда мотор «пучит», лишним ему кажется всё: и картерные газы, и масло. Газы стараются выйти через масляный щуп, выталкивая его наружу, через маслозаливную горловину и все прочие места. В том числе – и через все уплотнения и сальники. Если ему удаются вытолкнуть сальник коленвала, то через него потечёт и масло.
Одним словом, как-то эти газы надо выводить. И для этого придумали систему вентиляции картерных газов.
Открыто и закрыто
Изначально система вентиляции была примитивной – открытого типа (или эжекционная). Помните такое потрясающее слово – сапун? Вот это и было той самой открытой системой вентиляции. Через гордо торчащий сапун в атмосферу выбрасывались картерные газы со всеми их прелестями в виде сажи, масла и прочей гадости. А иногда оттуда ничего не выбрасывалось, потому что особой эффективностью такая система не отличалась.
Не отличалась хотя бы просто потому, что на холостых оборотах давления картерных газов не хватало, чтобы они выводились из мотора. Всё прорвавшееся в картер в нём и откладывалось в масло. Кроме того, всегда была вероятность через сапун хватануть грязного воздуха, который потом оказался бы в картере. Там все примеси из этого воздуха осели бы в масло, а это существенно снизило бы ресурс цилиндро-поршневой группы. В общем, ничего хорошего в сапуне не было, и система прямо-таки требовала серьёзного пересмотра. И в результате такого пересмотра появилась современная система PCV (positive crankcase ventilation) – принудительная система вентиляции.
Системы PCV отличаются по реализации. Они могут быть проще или сложнее, с двумя контурами, с эжекторным насосом, с редукционным клапаном. Но мы рассмотрим самую простую и распространённую систему с одним клапаном PCV. Итак, как это работает?
Разработчики этой системы использовали особенность впускного коллектора: в нём создаётся разрежение. Особенно сильным оно бывает на холостых или минимальных оборотах. Если соединить тот самый воображаемый сапун открытой системы с впускным коллектором, разрежение будет вытягивать картерные газы. Кроме того, они будут поступать опять во впуск, а не в атмосферу, что люто обрадует экологов. Остаётся только решить две проблемы: как дозировать это самое «всасывание» со стороны коллектора и как не дать вместе с картерными газами попасть во впуск маслу и прочим ненужным там фракциям.
Решением первой задачи занимается как раз тот самый клапан PCV. Во время работы на минимальных оборотах он практически закрыт. А значит, в коллекторе остаётся разрежение, а так как в таком режиме выброс картерных газов минимален, даже небольшого их отвода вполне достаточно. По мере роста оборотов коленвала клапан начинает открываться. Это необходимо по двум причинам: во-первых, разрежение падает, а значит, нужно более интенсивно откачивать газы, а во-вторых, количество этих газов растёт. Открытие клапана позволяет удалять большое количество газов даже при небольшом разрежении во впускном коллекторе.
Второй вопрос – это очистка картерных газов. Тут есть несколько способов, но наиболее простой и очевидный – это установка маслоотделителя. В нём есть сложный лабиринт, по которому движутся газы. Во время прохождения лабиринта скорость движения падает, а капельки масла оседают на его стенках, откуда стекают обратно в картер. Более-менее чистый воздух после этого поступает опять во впуск. Конечно, маслоотделители бывают разных конструкций – лабиринтные или центробежные, но задачу они решают одну и ту же.
У системы PCV есть ещё одно небольшое, но важное преимущество: после пуска холодного мотора в мороз в дроссельную заслонку попадает и тёплый воздух из системы вентиляции. Прогрев проходит быстрее и теоретически – менее травматично для холодного пуска. Правда, при условии, что система исправна. А она иногда всё-таки выходит из строя.
Работает или нет?
Существуют десятки способов проверить, работает ли клапан PCV (для краткости – КВКГ, клапан вентиляции картерных газов). Почти все они порождены сумрачным народным гением и сводятся к тому, чтобы проверить, прут ли газы из мотора или нет. Наиболее простой способ – открутить крышку маслозаливной горловины и посмотреть, что произойдёт дальше. Если приложить руку и почувствовать давление валящих оттуда газов – КВКГ не работает. Отчасти правда в этом есть, но не во всём. Потому что если, например, поршневая очень устала жить, то повышенное давление тоже будет. Даже если клапан работает. А на некоторых моторах (например, BMW с Valvetronic, N42, N46 и иже с ними) даже с исправной системой вентиляции некоторое давление может быть, так что этот способ помогает мало. То же самое и насчёт всасывания воздуха. Мол, в исправном моторе крышка будет присасываться к горловине. Обычно – да, но не обязательно. Если всасывается очень сильно, то, возможно, клапан заклинил в открытом положении или у него порвалась мембрана.
Всё то же самое относится и к проверке воздушного фильтра. Масло на этом фильтре – это не обязательно признак почившей системы вентиляции. Оно там может быть из-за той же убитой поршневой группы. Однако если вы уверены, что ЦПГ исправна, а масляный щуп вылетает со своего места, это действительно может быть признаком неисправности системы ВКГ. Особенно если есть сопутствующие проблемы (например, то же масло на воздушном фильтре).
Есть ещё один способ проверки, о котором часто говорят в Интернете, – снять клапан и потрясти им. Если внутри ничего не бренчит, он заклинил. И это тоже не лучший способ диагностики.
Гораздо лучше снять патрубки вентиляции (обычно это сделать не сложно) и посмотреть, что у них там внутри. Если они забиты отложениями, то клапан, скорее всего, тоже забит и, вероятно, не работает. В этом случае патрубки стоит промыть, а клапан просто поставить новый. Заодно есть повод как минимум проверить компрессию: может оказаться, что этот шлак в системе неспроста, и пора подумать о ремонте мотора.
Не стоит забывать о том, что лабиринт маслоотделителя тоже со временем покрывается отложениями. Это приводит к похожим симптомам: в картере растёт давление, возможны течи масла через уплотнения и сальники. В этом случае всё приходится промывать. Самое печальное, что грязные картерные газы могут загадить не только дроссельную заслонку и весь впуск, но и сократить этой дрянью жизнь другой системе – системе рециркуляции отработавших газов EGR. Так что затягивать с ремонтом вентиляции не стоит.
Ну и последнее. Когда маслоотделитель забит, масло может попадать прямо во впуск. Это приводит к дымности, а если система вообще на ладан дышит, то к росту расхода масла. Всё это по симптомам похоже на износ маслоотражательных колпачков или поршневых колец. Не стоит сразу лезть в кубышку (если она вообще есть) и торопиться всё это менять. Иногда достаточно привести в порядок систему вентиляции картерных газов, и проблема решится малой кровью.
Вентиляция картера двигателя – что это такое и почему она так важна для мотора
Сегодня поговорим о важной системе автомобиля – вентиляции картерных газов двигателя . Некоторые называют ее «легкими» мотора, по мне – анальное отверстие. Почему? – Потому что если за ней не следить, то силовому агрегату, каким бы он не был современным, будет плохо. Сравнимо с вздутием живота у человек, эта проблема тоже может «делать» мозг, если ее не устранять.
Разберем, что это такое и почему она так важна для машины. Что происходит, если запустить ее, не следить за ее работоспособностью. Подробно расскажу, какую роль играет в системе клапан картерных газов.
Что это такое
Во время работы двигателя внутреннего сгорания в камере образуется большое давление. Часть выхлопных газов «прорывается» в зазоре между поршнем и стенкой цилиндра. Они попадают в картер двигателя.
Многие возразят. На поршнях есть компрессионные и маслосъемные кольца, которые должны препятствовать этому. Но зазоры все равно существуют. По мере износа поршневой группы это расстояние увеличивается. Особенно это сильно проявляется у автомобилей с пробегом.
Кроме выхлопа в картер могут попасть пары бензина или само топливо, если дает сбой топливная система или зажигание. Вентиляция картерных газов служит для выведения продуктов сгорания топливно-воздушной смеси.
Какие проблемы могут возникнуть
- Газы смешиваются с маслом. Оно меняет свои физические свойства. Это негативно скажется на ресурсе мотора;
- Внутри двигателя создается избыточное давление. Это приводит к «выдавливанию» прокладок, сальников. Где есть слабые места в уплотнениях, там будут подтеки масло, масляное запотевание.
Часто на старых авто можно заметить потеки через сальник коленвала, прокладку клапанной крышки. В худших случаях, давление приподнимает масляный щуп.
Поэтому, мы должны удалять эти газы из картера двигателя. Если у вас раздуло живот, вам кажется, что сейчас лопните. Так же и мотор. Ему нужно «пропердеться», извините за выражение. Если он этого не сделает, то вы потратитесь на ремонт и постоянную доливку масла.
Конструкция
В современных автомобилях система вентиляции картерных газов имеет более сложное устройство. Она состоит:
- Патрубков, шланг;
- Маслоотделителя;
- Клапана.
Маслоотделитель
Предназначен для отделения паров масла от газов. Это нужно, чтобы не засорять впускной коллектор, его элементы маслом. Тем более, попадание его в цилиндры во время сгорания топлива ничего хорошего не принесет, нарушается качество топливной смеси и т.д.
Бывают двух типов:
- Тангенциальный или центробежного типа;
- Лабиринтовый.
Первый тип имеет форму конуса или цилиндра. Имеет два патрубка вверху и один внизу. В верхней части к маслоотделителю подсоединяются шланги с картера двигателя к одному входному штуцеру. Второй выходной – это выход, к нему крепится шланг, отводящий газы без масляных паров к клапану вентиляции. Нижний патрубок – слив отделенного масла в маслоприемник (картер).
Принцип работы
Картерные газы поступают в маслоотделитель во входной патрубок. В корпусе им задается тангенциальное движение, они закручиваются по спирали относительно центральной оси отделителя. За счет центробежных сил и того, что масло тяжелее газа, первое оседает на стенках прибора. Газы поднимаются вверх и через выходной штуцер идут дальше по системе. Масло стекает вниз, возвращаясь в мотор.
Клапан вентиляции картерных газов
Он нужен для контроля подачи выхлопных газов из картера во впускной коллектор двигателя. Так как там образуется большое разряжение, то через систему патрубков может создаваться вакуум в картере двигателя. Значит, еще больше газов будут пробиваться в картере. Плюс ко всему, вероятность «засосать» пары топлива в картер увеличивается в разы.
Принцип работы
Клапан, в зависимости от нагрузки двигателя, открывается, при маленьком разряжении в коллекторе и закрывается при большом. Давление в картере мотора повышается, клапан приоткрывается. Газы «высасываются» во впуск, снижая давление. Если создается вакуум, то клапан закрывается, перекрывая отсос газов из картера во впускной коллектор. Так регулируется подача выхлопных газов через систему вентиляции картера двигателя, поддерживается небольшое разряжение. Более подробно смотрите на видео:
Как проверить?
Первый способ простой – визуальный. Если появились подтеки масла, запотевания в местах сальниковых уплотнителей, пора проверять систему вентиляции картера.
Второй способ . Открываем крышку маслозаливной горловины. Запускам двигатель и прикладываем ладонь к ней. Если чувствуется рукой повышенное давление, то система дает сбой. В печальных случаях можно наблюдать сизый дым из горловины. Если клапан вентиляции заклинил в открытом положении, то слышно шипящий звук или присасывается ладонь, то есть через нее засасывается воздух в картер ДВС. Такой же эффект можно наблюдать, если вытянуть щуп проверки уровня масла.
Фильтр картерных газов: система вентиляции картера автомобильного мотора
Классическая схема фильтрации картерных газов
Различные виды механизмов распыления, а также эффект конденсации, являются причиной значительного насыщения картерных газов малыми частицами машинного масла.
Обычно размер частиц масла варьируется от несколько микрон до нанометров. Дополнительными компонентами прорыва картерных газов являются:
-
,
- 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:
- Максимально возможное извлечение масла.
- 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.
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.
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.
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.
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 компания «MANN-HUMMEL», 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.
Остаточные масляные капли на стороне фильтра с чистым картерным газом представляют либо неразделённые капли аэрозоля (так называемое проникновение), либо образования в виде пузырьков и колпачков из отделённой плёнки жидкости (так называемое увлечение).
Эффективность гравиметрического разделения в стационарном состоянии рассчитывается по формуле:
Ng = 1 – (Mp + Me / Md + Mp + Me)
где: Ng – эффективность геометрического разделения; Mp – проникновение; Me – увлечение; Md – дренирование.
Различные виды механизмов разделения используются в целом в соответствии с теорией фильтрации картерных газов двигателей автомобилей. Для вентиляции картера (фильтрации картерных газов), соответствующими механизмами разделения, в частности, являются:
- удары,
- диффузия,
- перехват.
Эффективность разделения на основе ударов и перехвата увеличивается с увеличением размера частиц, тогда как эффективность разделения на основе эффектов диффузии увеличивается с уменьшением размера частиц.
Перспективные разработки под фильтр картерных газов
Упомянутая ранее компания «MANN-HUMMEL» 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 << 1 мкм). Благодаря гибкости при проектировании круглых, плоских и изогнутых элементов, достигается идеальное использование конструкции.
Результаты показывают хорошую эффективность разделения и стабильные характеристики при соответствующих условиях эксплуатации. В частности, скорости фильтрации и уровень концентрации аэрозольного масла для реалистичных размеров конструкции нового волоконного демистера.
При помощи информации: MANN-HUMMEL
КРАТКИЙ БРИФИНГ
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?
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:
- 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.
- 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:
- Маслоотделитель. Препятствует попаданию во впускной коллектор паров масла.
- Клапан PCV, дозирующий количество газов.
- Интеркулер. Подмешивание горячих выхлопных газов снижает плотность свежего заряда, из-за чего падает мощность двигателя. Охладитель этот негативный фактор нивелирует.
- 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
- 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. . Повышенное давление в картерном пространстве препятствует эффективной работе маслосъемных колец, из-за чего масло сгорает в цилиндрах.
- 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. 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.
- 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:
- 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.
- 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.
- 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
Степень загрязнения и общая эффективность работы вентиляции картера измеряется двумя основными путями:
- Замеряется давление картерных газов на разных режимах работы двигателя.
- 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.
Клапан PCV
Клапан вентиляции картерных газов (КВКГ) или PCV (Positive Crankcase Ventilation) служит для эффективного использования образующейся в картере газовой смеси. Деталь устанавливается на большинстве современных моделей с инжекторной системой подачи топлива и принимает непосредственное участие в регулировании состава топливовоздушной смеси. Некорректная работа клапана ВКГ приводит к перерасходу топлива и нестабильной работе ДВС.
Подробно об устройстве, принципе работы, неисправности и способах проверки клапана PCV расскажем ниже.
Где находится клапан PCV и для чего нужен
Расположение клапана PCV напрямую зависит от модификации автомобиля. Обычно деталь встраивается в клапанную крышку ДВС, но может размещаться и в отдельном корпусе, совмещенном с маслоотделителем, поблизости от неё. Последний вариант активно используется в последних поколениях и моделях BMW и Volkswagen.
Найти клапан вентиляции картерных газов можно по отходящему от него тонкому гибкому патрубку, присоединенному к воздуховоду на участке между впускным коллектором и дросселем.
Как выглядит клапан картерных газов можно увидеть на фото на наглядном примере.
Где находится клапан вентиляции картерных газов на VW Golf 4,
нажмите для увеличения
Где стоит клапан pcv в Audi A4 2.0,
нажмите для увеличения
Расположение КВКГ на Toyota Avensis 2.0,
нажмите для увеличения
За что отвечает клапан вентиляции картерных газов?
Основное назначение клапана PCV – регулирование объема картерных газов, подаваемого в задроссельное пространство в различных режимах работы ДВС. Тем самым достигается более точное дозирование воздуха для создания оптимального соотношения топливовоздушной смеси. Дополнительно КВКГ препятствует возгоранию картерных газов при обратной вспышке во впуске.
Устройство и как работает клапан вентиляции картерных газов
Устройство клапана ВКГ: видео
Конструктивно эта деталь в вентиляции картерных газов представляет собой перепускной клапан, состоящий из корпуса с двумя патрубками и подвижным рабочим элементом.
Во встроенных клапанах PCV входное и выходное отверстия перекрываются плунжером, а в размещающихся в отдельном корпусе с маслоотделителем – мембранами. Свободному перемещению запорного элемента без внешнего воздействия препятствуют пружины.
Как работает клапан ВКГ
Принцип действия клапана PCV основан на изменении давления на входе. Условно можно выделить 4 основных состояния КВКГ по степени открытия и количеству проходящих картерных газов.
Степень открытия клапана PCV в зависимости от режима работы ДВС
| Режимы | Двигатель не запущен | Холостой ход/замедление | Равномерное движение, средние обороты | Разгон, повышенные обороты |
|---|---|---|---|---|
| Разряжение во впускном коллекторе | 0 | Высокое | Среднее | Низкое |
| Состояние клапана PCV | Закрыт | Приоткрыт | Нормально открыт | Полностью открыт |
| Количество проходящих картерных газов | 0 | Небольшое | Среднее | Большое |
Со стороны входа на клапан действует давление, создаваемое картерными газами. Когда оно превышает усилие пружины, перекрывающий отверстие элемент (мембрана или плунжер) смещается внутрь, открывая доступ газовой смеси в корпус фильтра.
Устройство клапана ВКГ в VW Polo
Начинка КВКГ в Шевроле Лачетти
На что влияет клапан PCV
Режимы работы клапана PCV
Клапан PCV напрямую влияет на работу двигателя, оптимизируя процесс смесеобразования. Путем изменения проходного сечения канала он корректирует подачу содержащих частицы топлива картерных газов в воздушный канал перед дросселем и за ним. Это позволяет максимально эффективно использовать систему вентиляции картера и одновременно предотвратить поступление неучтенной топливовоздушной смеси во впускной коллектор.
При выходе из строя клапана вентиляции картерных газов, они подаются во впуск в избыточном количестве, либо не поступают вообще. Причем в первом случае это обычно не фиксируется никакими датчиками, а во втором приводит к попыткам неоправданной коррекции топливовоздушной смеси.
Из-за избытка поступающего в камеру сгорания воздуха двигатель хуже запускается, возможны провалы при ускорении или в иных случаях, когда необходимо увеличить тягу. Заклинивание клапана может привести к увеличению расхода топлива и переобогащению ТВС, результатом чего станет неустойчивая работа и вибрация мотора на холостых оборотах.
Клапан в системе вентиляции картерных газов
Признаки и причины неисправности клапана PCV
Зависание оборотов двигателя из-за клапана PCV и устранение проблемы: видео
Хотя клапан вентиляции картерных газов имеет простое устройство, периодически он всё же выходит из строя или работает некорректно. Какие могут быть признаки неисправности клапана ВКГ? Чаще всего это:
- вибрация двигателя, отличная от троения;
- шипение во впускном коллекторе после прогазовки;
- провал в тяге от 3000 до 5000 об/мин;
- колебание оборотов ХХ.
При сопутствующих проблемах в вентиляции картерных газов возможно увеличение расхода масла, замасливание заслонки дросселя и ведущих из картера вентиляционных шлангов.
Какие неисправности клапана картерных газов могут быть?
Обычно происходит нарушение герметичности корпуса вследствие механического повреждения (например, при установке после очистки) либо несвоевременное срабатывание, неполное открытие и закрытие заслонок из-за их подклинивания.
Таким образом, основные причины неисправности клапана PCV – разрушение или заклинивание запорных элементов или внешние воздействия.
Неисправности клапана картерных газов и их признаки указаны в таблице.
- Механическое повреждение корпуса.
- Износ уплотнений/патрубков.
- Некачественный монтаж.
- Затрудненный запуск двигателя, плавающие обороты на ХХ, потеря мощности.
- Свист со стороны клапана. , ошибка P0171.
- Разрушение пружины.
- Повреждение мембраны или золотника.
- Задиры на рабочих поверхностях.
- Образование масляных отложений внутри корпуса.
- Производственный брак.
- Легкий запуск, но неустойчивая работа ДВС после прогрева на ХХ. , ошибка P0172.
- Затрудненный запуск двигателя, плавающие обороты на ХХ, потеря мощности.
- Бедная смесь, ошибка P0171.
- Масляный нагар на дросселе, стенках воздуховода, впускного коллектора и форсунках.
КВКГ может работать некорректно из-за неполадок в системе вентиляции картера или проблем с ЦПГ. В этом случае резко возрастает объем картерных газов, проходящих через клапан, и вероятность его быстрого замасливания. Поэтому, прежде чем проверить клапан PCV, следует убедиться в отсутствии неполадок, которые приводят к выбросу масла через сапун или его выдавливанию через прокладки и сальники.
Проверка клапана PCV
Проверить клапаны PCV можно физическим и программным методом. Во втором случае потребуется помощник, диагностический сканер или адаптер OBD II и специальное приложение для ПК или мобильного устройства. Для физической диагностики, проводимой путем проверки реакции КВКГ на внешние воздействия из инструментов, потребуется только рожковый ключ для снятия клапана.
В некоторых автомобилях, в частности, новых моделях BMW, клапан PCV несъемный и неразборный. Проверить его физическим способом без разрушения корпуса невозможно. В данном случае проверить можно либо с помощью компьютерной диагностики, либо заменой на заведомо исправный узел.
Для проверки работы клапана картерных газов следуйте такому порядку:
Проверка клапана ВКГ своими руками Toyota Vitz: видео
- Демонтируйте клапан из отверстия в клапанной крышке, предварительно сняв шланг с выходного патрубка.
- Осмотрите входное отверстие на предмет загрязнений, при необходимости удалите их.
- Продуйте клапан ртом со стороны выхода: через исправный КВКГ воздух проходить не должен.
- Снова наденьте шланг вентиляции на выходное отверстие.
- Запустите и прогрейте двигатель.
- Плотно закройте пальцем входное отверстие клапана. В исправной детали это действие сопровождается щелчком и ощущается разряжение – палец «прилипнет» к отверстию.
Проверка клапана вентиляции картерных газов программным способом осуществляется по положению дроссельной заслонки на холостом ходу.
Проверка клапана PCV с помощью компьютерной диагностики на примере автомобиля Chevrolet Lacetti:
Профессиональная проверка клапана PCV на Шевроле Лачетти с компьютерной диагностикой: видео
- Выкрутите клапан рожковым ключом на 24, предварительно сняв шланг с выходного патрубка.
- Наденьте шланг на выходной патрубок.
- Подключите сканер или переходник OBD II к диагностическому разъему в салоне.
- Запустите программу для диагностики и выведите на экран показания положения дроссельной заслонки (реальное положение ДЗ).
- Запустите и прогрейте двигатель. При этом значение реального положения ДЗ должно быть в пределах 35–40 шагов.
- Заглушите входное отверстие клапана скотчем или попросите помощника заткнуть его пальцем. Параметр должен увеличиться примерно на пять 5 шагов.
- Снимите с выходного патрубка клапана PCV вентиляционный шланг. Если КВКГ исправен, показания реального положения дроссельной заслонки упадут до 5 шагов. Это указывает на то, что клапан ограничивал прохождение газов во впуск на ХХ.
Обслуживание клапана вентиляции картерных газов
Одной из основных причин некорректной работы КВКГ является загрязнение рабочих поверхностей. Избежать этого позволяет чистка клапана вентиляции картерных газов каждые 20 000–30 000 км.
Незначительное замасливание поверхности КВКГ – естественный процесс. Однако если он становится в масле быстрее чем за 10 000 км – это повод для диагностики системы вентиляции картера. Не исключено, что забит маслоотделитель или вентиляционный шланг.
Чем и как почистить клапан PCV
Очистка клапана PCV аэрозолем WD-40
Для чистки клапана PCV оптимально подходят следующие средства:
- очиститель карбюратора или инжектора;
- очиститель тормозов;
- WD-40;
- керосин или дизельное топливо.
При использовании средства в виде аэрозоля с трубкой его следует нагнетать через входной патрубок внутрь КВКГ. Керосин и солярку можно впрыскивать с помощью шприца или спринцовки. Процедуру промывки необходимо повторять до удаления всех отложений.
После чистки необходимо проверить работоспособность клапана PCV одним из вышеописанных способов. Если промывка не помогла, деталь необходимо заменить.
Частые вопросы о клапане картерных газов
Что такое клапан вентиляции картерных газов?
КВКГ – элемент системы вентиляции картерных газов, конструктивно представляющий собой мембранный или плунжерный перепускной клапан.
Где стоит клапан вентиляции картера?
В большинстве моделей КВКГ расположен в клапанной крышке ДВС (сзади или сверху) либо в непосредственной близости от неё в отдельном корпусе вместе с маслоотделителем.
Для чего нужен клапан PCV?
Клапан PCV управляет подачей картерных газов во впускной коллектор, направляя их перед дроссельной заслонкой. Он позволяет оптимизировать состав топливовоздушной смеси при различных режимах работы ДВС.
Как проверить работу клапана PCV?
Рабочий КВКГ не продувается со стороны выхода, но пропускает воздух со стороны входа. При закрытии входного отверстия снятого клапана на заведенном и прогретом двигателе слышен щелчок и ощущается, как притягивается перекрывающий предмет (палец). Если клапан не проходит какую-то из этих проверок – можно сделать вывод о неработоспособности клапана ВКГ.
Как определить неисправность клапана вентиляции картерных газов?
Заклинивший в открытом положении КВКГ приводит к чрезмерному обогащению топливовоздушной смеси и нестабильной работе ДВС (плавают обороты и троит) на ХХ после прогрева. Если клапан не открывается вовремя или его пропускная способность снизится, смесь будет бедной, при этом возникнут проблемы с запуском и ухудшится динамика разгона.
Читайте также: