Устройство и принцип работы системы вентиляции картера двигателя

Вентиляция картера двигателя — важный аспект, который часто игнорируется автолюбителями, но критически влияет на работу мотора. Система вентиляции картерных газов удаляет избыточное давление и вредные газы, образующиеся в процессе работы двигателя, что улучшает его производительность и снижает выбросы. В этой статье рассмотрим устройство и принцип работы системы вентиляции картера, ее значение для формирования оптимальной топливовоздушной смеси и возможные неисправности, возникающие в процессе эксплуатации.

Что такое картерные газы?

Картерные газы представляют собой смесь несгоревшей топливовоздушной смеси, выхлопных газов и масляных частиц. Даже в исправном двигателе во время сжатия через поршневые кольца проникает небольшое количество смеси топлива и воздуха. На этапе рабочего хода в картер попадают выхлопные газы, которые смешиваются с парами моторного масла.

Система вентиляции картера двигателя играет ключевую роль в обеспечении его эффективной работы и долговечности. Эксперты отмечают, что основная задача этой системы заключается в удалении избыточного давления и вредных газов, образующихся в процессе работы двигателя. При этом она предотвращает образование конденсата и накопление вредных веществ, что может привести к повреждению двигателя.

Принцип работы системы основан на использовании специального вентиляционного канала, который соединяет картер с впускным коллектором. Это позволяет возвращать очищенные газы обратно в камеру сгорания, что способствует более полному сгоранию топлива и снижению выбросов. По мнению специалистов, регулярная проверка и обслуживание системы вентиляции картера являются необходимыми мерами для поддержания оптимальной работы двигателя и повышения его экономичности. Таким образом, правильная эксплуатация этой системы не только увеличивает срок службы двигателя, но и способствует снижению вредного воздействия на окружающую среду.

Принцип работы фильтра картерных газов в автомобиле

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.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о системе вентиляции картера двигателя:

1. Предотвращение образования давления: Система вентиляции картера предназначена для предотвращения накопления избыточного давления в картере двигателя. В процессе работы двигателя образуются газы и пары, которые могут привести к повышению давления. Если это давление не будет сброшено, оно может вызвать утечки масла или даже повреждение уплотнений и сальников.

2. Улучшение экологии: Современные системы вентиляции картера (например, система PCV — Positive Crankcase Ventilation) не только предотвращают накопление давления, но и улавливают вредные выбросы, которые могут попасть в атмосферу. Эти системы направляют отработанные газы обратно в систему впуска, где они сжигаются в камере сгорания, что снижает уровень загрязнения.

3. Влияние на производительность: Эффективная работа системы вентиляции картера может положительно сказаться на производительности двигателя. Если система не функционирует должным образом, это может привести к снижению мощности, увеличению расхода топлива и повышенному износу двигателя. Правильная вентиляция способствует лучшему смазыванию и охлаждению компонентов двигателя.

Профилактика системы вентиляции картерных газов Positive Crankcase Ventilation

Принцип работы и устройство вентиляции картера двигателя

Так выглядит схема вентиляции картера атмосферного бензинового двигателя. Газы из головки блока цилиндров (ГБЦ) попадают во впускной тракт через два патрубка: один подключается к системе перед дроссельной заслонкой, а другой — после нее. Такое разделение потоков обусловлено двумя основными причинами:

1. При работе на холостом ходу и при низких нагрузках дроссельная заслонка открыта лишь немного. Объем воздуха, проходящего через фильтр и попадающего в задроссельное пространство, минимален, а разряжение в этом участке выше. Поэтому избыток картерных газов всасывается во впускной коллектор в задроссельное пространство. Количество газов, проходящих через этот канал, регулируется односторонним клапаном системы вентиляции картера (ВКГ).
2. В условиях средних и высоких нагрузок дроссельная заслонка открывается значительно шире, что не создает препятствий для прохождения воздуха. При этом, с увеличением оборотов, возрастает не только потребление кислорода двигателем, но и количество газов, проникающих в картер. Поскольку разряжение как за дросселем, так и перед ним становится небольшим, для эффективного удаления картерных газов используются оба канала.

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

1. Маслоотделитель. Он предотвращает попадание паров масла во впускной коллектор.
2. Клапан PCV, который регулирует объем газов.
3. Интеркулер. Смешивание горячих выхлопных газов снижает плотность свежего заряда, что негативно сказывается на мощности двигателя. Охладитель помогает устранить этот неблагоприятный эффект.
4. Турбокомпрессор.

Клапан PCV

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

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

Роль маслоотделителя

Маслоотделитель, часто называемый маслопомойкой, служит для улавливания как крупных, так и мелких частиц масла. Его значение критически важно для корректной работы датчика массового расхода воздуха (ДМРВ). Масляный туман, оседающий на стенках впускного тракта, быстро покрывается пылью, что может привести к сбоям в работе чувствительного элемента расходомера. В результате блок управления двигателем получает искаженные данные о количестве воздуха, поступающего во впускной тракт. Поэтому современные двигатели с принудительной вентиляцией картера могут быть оснащены несколькими типами маслоотделителей.

Лабиринтный маслоуловитель

Когда газы проходят через лабиринт, крупные частицы масла под действием инерционных сил выталкиваются к стенкам маслоотделителя. Масло, стекающее по сепараторным пластинам, самотеком попадает в поддон. Аналогичный по принципу работы маслоуловитель, состоящий из набора пластин, устанавливается в клапанной крышке инжекторных двигателей ВАЗ.

Циклический маслоуловитель

Этот тип маслоотделителя предназначен для улавливания мелкодисперсных частиц масляной взвеси. Когда картерные газы проходят по окружности корпуса маслоотделителя, капли масла смещаются к стенкам, оседая на них.

Маслоотделитель с фильтрующим элементом

Внутри корпуса располагается фильтрующая бумага или стекловолоконный наполнитель. Когда масло проходит через фильтр, оно задерживается на стенках фильтрующего элемента и затем стекает в поддон.

Турбулентность потоков выхлопных газов, движущихся через шланг вентиляции картера, может ухудшать равномерность наполнения цилиндров. Поэтому на многих автомобилях дополнительно устанавливается успокоительная камера. Эта камера не только замедляет поток газов, но и выполняет функцию дополнительного маслоотделителя.

Признаки неправильной работы

1. Обильные масляные запотевания в местах резиновых уплотнений. Менять прокладку ГБЦ, поддона либо сальники, без устранения причины повышенного давления картерных газов, бессмысленно. Причина может быть как в недостаточной производительности вентиляции картера, так и в критическом износе цилиндропоршневой группы (далее ЦПГ). В последнем случае в поддон просачивается больше картерных газов, нежели может пропустить через себя система вентиляции картера. На автомобилях с синтетическим фильтрующим элементом в первую очередь рекомендуем проверить состояние фильтра.
2. Чрезмерный расход масла. Повышенное давление в картерном пространстве препятствует эффективной работе маслосъемных колец, из-за чего масло сгорает в цилиндрах.
3. Плавающие обороты холостого хода. Причина в негерметичности системы. Трещины на шлангах, корпусе клапана PCV, неплотно затянутые хомуты – все эти факторы приводят к подсосу неучтенного воздуха.
4. Стойкий запах выхлопных газов при движении на небольшой скорости и во время стоянки с заведенным двигателем. Закрытая система вентиляции картера негерметична на отрезке до клапана ВКГ, из-за чего газы прорываются в подкапотное пространство, откуда затягиваются внутрь авто салонным вентилятором.
5. Большое количество масла во впускном коллекторе, патрубках и даже на воздушном фильтре. Причина в неисправном маслоуловителе.

Последствия неисправной вентиляции картера

Последствия повышенного давления в картере:

1. Повреждение резинок уплотнений коленчатого и распределительного валов. Из-за выдавленных сальников двигатель начнет терять масло. Если не обратить внимание на резкое падение уровня масла, это может привести к масляному голоданию, что, в свою очередь, вызовет износ трущихся деталей и проворот вкладышей.

2. Поломка турбокомпрессора. После смазки и охлаждения элементов турбины масло должно самостоятельно стекать в поддон. Если в картере образуется газовая пробка, объем масла, проходящего через турбину, значительно уменьшится. Это приведет к ухудшению теплоотведения, и масло начнет коксоваться в каналах и на горячих трущихся поверхностях. В результате могут появиться задиры на вкладышах и валу турбины, что потребует серьезного ремонта или замены картриджа или всего турбокомпрессора.

3. Выдавливание щупа и разбрызгивание масла в подкапотном пространстве. В некоторых случаях щуп может вылететь с такой силой, что оставит заметную вмятину на капоте. В таких ситуациях просто мойка подкапотного пространства не поможет.

Видео:Система вентиляции картера

https://youtube.com/watch?v=XZQtJ3Jvp0o

Методы диагностики

Проверить клапан PCV своими руками довольно просто. Для этого нужно подуть в клапан с той стороны, где находится клапанная крышка. Если поток воздуха с обратной стороны слабый или вовсе отсутствует, это свидетельствует о неправильной работе клапана. В таком случае очистка системы вентиляции картера двигателя с помощью очистителя карбюратора может помочь решить проблему. Если же клапан пропускает воздух в обе стороны, вероятнее всего, он застрял в полуоткрытом положении или повреждена резиновая мембрана.

Эффективность работы вентиляции картера и степень ее загрязнения можно оценить двумя основными способами:

1. Измерение давления картерных газов при различных режимах работы двигателя.
2. Оценка объема газов, который система способна пропустить.

Чтобы избежать проблем, связанных с неисправностями системы ВКГ, рекомендуется периодически заменять клапан PCV, фильтрующий элемент, а также очищать центробежный или лабиринтный маслоуловитель.

Современные технологии и инновации в системах вентиляции картера

Современные системы вентиляции картера двигателя претерпели значительные изменения благодаря внедрению новых технологий и материалов, что позволило повысить их эффективность и надежность. Одним из ключевых направлений является использование электронных систем управления, которые обеспечивают более точное регулирование процесса вентиляции в зависимости от условий работы двигателя.

Одной из инноваций является применение датчиков давления и температуры, которые позволяют в реальном времени отслеживать состояние картерных газов. Эти датчики передают информацию в блок управления двигателем, который, в свою очередь, может адаптировать работу системы вентиляции, обеспечивая оптимальные условия для работы двигателя и минимизируя выбросы вредных веществ в атмосферу.

Кроме того, современные системы вентиляции картера часто оснащаются многоступенчатыми фильтрами, которые не только улавливают масла и другие загрязняющие вещества, но и предотвращают их попадание в атмосферу. Эти фильтры могут быть выполнены из высокотехнологичных материалов, таких как синтетические волокна, которые обладают высокой прочностью и устойчивостью к химическим воздействиям.

Еще одной важной инновацией является использование систем рекуперации паров топлива, которые позволяют улавливать и перерабатывать пары, образующиеся в картере. Эти пары направляются обратно в систему впуска, что способствует более полному сгоранию топлива и снижению выбросов углеводородов. Такие системы не только улучшают экологические показатели автомобиля, но и способствуют повышению его топливной экономичности.

В последние годы также наблюдается тенденция к интеграции систем вентиляции картера с другими системами автомобиля, такими как системы управления двигателем и системы контроля выбросов. Это позволяет создать более комплексные и эффективные решения, которые учитывают взаимодействие различных систем и обеспечивают максимальную эффективность работы двигателя.

Наконец, стоит отметить, что современные технологии также направлены на улучшение надежности и долговечности компонентов системы вентиляции. Использование новых материалов, таких как композиты и легкие сплавы, позволяет снизить вес системы и повысить ее устойчивость к коррозии и механическим повреждениям.

Таким образом, современные технологии и инновации в системах вентиляции картера двигателя способствуют не только улучшению производительности и надежности двигателей, но и снижению их воздействия на окружающую среду, что является важным аспектом в условиях современного автомобилестроения.

Вопрос-ответ

Какова основная функция системы вентиляции картера двигателя?

Основная функция системы вентиляции картера заключается в предотвращении накопления избыточного давления и паров масла внутри картера. Это достигается путем отведения газов, образующихся в результате работы двигателя, что помогает поддерживать оптимальные условия для его функционирования и предотвращает утечки масла.

Какие компоненты входят в состав системы вентиляции картера?

Система вентиляции картера обычно включает в себя такие компоненты, как вентиляционные каналы, клапаны, фильтры и шланги. Эти элементы работают вместе, чтобы обеспечить эффективный отвод газов и поддерживать нормальное давление внутри картера.

Как система вентиляции картера влияет на производительность двигателя?

Эффективная работа системы вентиляции картера способствует улучшению производительности двигателя, так как предотвращает образование избыточного давления и уменьшает риск утечек масла. Это также помогает снизить выбросы вредных веществ и улучшает экономию топлива, что в конечном итоге положительно сказывается на общей надежности и долговечности двигателя.

Советы

СОВЕТ №1

Регулярно проверяйте систему вентиляции картера на наличие загрязнений и засоров. Это поможет избежать накопления избыточного давления и улучшит работу двигателя.

СОВЕТ №2

Используйте качественные масла и фильтры, так как они способствуют лучшему функционированию системы вентиляции и уменьшают образование отложений в картере.

СОВЕТ №3

Обратите внимание на состояние шлангов и клапанов системы вентиляции. При обнаружении трещин или повреждений замените их, чтобы предотвратить утечки и обеспечить нормальную работу системы.

Современные системы вентиляции картера двигателя претерпели значительные изменения благодаря внедрению новых технологий и материалов, что позволило повысить их эффективность и надежность. Одним из ключевых направлений является использование электронных систем управления, которые обеспечивают более точное регулирование процесса вентиляции в зависимости от условий работы двигателя.

Одной из инноваций является применение датчиков давления и температуры, которые позволяют в реальном времени отслеживать состояние картерных газов. Эти датчики передают информацию в блок управления двигателем, который, в свою очередь, может адаптировать работу системы вентиляции, обеспечивая оптимальные условия для работы двигателя и минимизируя выбросы вредных веществ в атмосферу.

Кроме того, современные системы вентиляции картера часто оснащаются многоступенчатыми фильтрами, которые не только улавливают масла и другие загрязняющие вещества, но и предотвращают их попадание в атмосферу. Эти фильтры могут быть выполнены из высокотехнологичных материалов, таких как синтетические волокна, которые обладают высокой прочностью и устойчивостью к химическим воздействиям.

Еще одной важной инновацией является использование систем рекуперации паров топлива, которые позволяют улавливать и перерабатывать пары, образующиеся в картере. Эти пары направляются обратно в систему впуска, что способствует более полному сгоранию топлива и снижению выбросов углеводородов. Такие системы не только улучшают экологические показатели автомобиля, но и способствуют повышению его топливной экономичности.

В последние годы также наблюдается тенденция к интеграции систем вентиляции картера с другими системами автомобиля, такими как системы управления двигателем и системы контроля выбросов. Это позволяет создать более комплексные и эффективные решения, которые учитывают взаимодействие различных систем и обеспечивают максимальную эффективность работы двигателя.

Наконец, стоит отметить, что современные технологии также направлены на улучшение надежности и долговечности компонентов системы вентиляции. Использование новых материалов, таких как композиты и легкие сплавы, позволяет снизить вес системы и повысить ее устойчивость к коррозии и механическим повреждениям.

Таким образом, современные технологии и инновации в системах вентиляции картера двигателя способствуют не только улучшению производительности и надежности двигателей, но и снижению их воздействия на окружающую среду, что является важным аспектом в условиях современного автомобилестроения.