Картерные газы что это такое и последствия, вкг

Картерные газы: Работа системы вентиляции, маслоуловитель и клапан PCV

Введение

Это вторая версия статьи, созданная вместе с участниками группы проекта, в ней исправлены грубые ошибки по работе вентиляции картера двигателя для вывода картерных газов. Итак система вентиляции картера необходима для уменьшения вредных веществ, выходящих из картера двигателя в воздух. В картере безусловно находятся пары бензина, воды и пары масла — все это картерные газы. Скопление картерных газов ухудшает свойства и состав моторного масла, разрушает металлические части двигателя, в Honda Civic при сбоях в системе или же агрессивной эксплуатации двигателя, количество паров возрастает и двигателя покрывается нагаром изнутри. Очевидным фактом сбоя ялвяется понижение мощности, увеличение расхода топлива. Визуально это видно как нагар на дроссельной заслонке, нагар на впускном коллекторе.
Нагар в любом его проявлении является негативном факторе влияющем на характеристики двигателя. Уменьшается диаметр дроссельной заслонки, это значит меньше воздуха будет поступать во впускной коллектор. Нагар на впускном коллекторе уменьшит его объем а значит и отдачу. Закупорка каналов соотвественно введет к неправильном составу смеси и воздушному голоданию.

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

Схемы работы системы вентиляции картера

Система вентиляции картера Honda Civic, практически ни чем не отличается от большинства легковых автомобилей с ДВС. В качестве источника потока воздуха используется впускной тракт. Свежий поток воздуха попадает в ГБЦ, далее в двигатель, поток проходит до низа двигателя в картер, и выводит с собой через камеру сапуна отработанные газы на вторичную переработку во впускной коллектор. Такая система нужна для переработки материала, негативно влияющего на экологию. Именно поэтому эта система закольцована в двигателе а не выходит после камеры сапуна наружу.
Как вы понимаете данная система кроме контура вентиляции и впускного тракта имеет еще два компонента, камера сапуна выполняющего функцию приемника тяжелый частиц и клапан PCV (Positive Crankcase Ventilation) — клапан принудительной вентиляции картера. PCV необходим для направления движения потока. Немного иллюстраций для понимания терминов.

Типовая схема вентиляции картерных газов на горизонтальном впускном коллекторе D16Z6

Типовая схема вентиляции картерных газов на вертикальном впускном коллекторе D14A4

Камера сапуна сзади двигателя около масляного фильтра

Проблема нагара в системе

Откуда идет нагар? Допустим двигатель новый, и функцию примитивного фильтра выполняет камера сапуна. В котором масло оседает, а газы уходят ка полагается через клапан PCV во впуск снова в двигатель. Все идеально, тяжелые части масла отделяются, а насыщенный бензином поток идет на переработку. Но это в идеальном случае. Во первых со временем камера сапуна загрязняется просто до жутчайшего состояния, вентиляция ухудшается. Так как идеального ничего не бывает, то картерные газы все равно несут в себе масло, даже после сапуна. И клапан PCV начинает загрязняться, и в итоге он забивается маслом, грязью, и тд. В итоге циркуляция газов нарушается, в зависимости от того в каком положение клапан “заклинило” будут те или иные последствия.

• PCV всегда открыт, дополнительный подсос воздуха мимо дроссельной заслонки через ГБЦ — более бедная смесь, в следствие чего добавление компьютером больше топлива, повышенный расход, не устойчивая работа Холостого Хода
• PCV всегда закрыт, газы копятся в двигателе, повышение давление в картере, может повысится риск “выдавливания” сальников коленвала от давления масла. Картерные газы выходят через ГБЦ обратно во впускной тракт, нагар оседает на дроссельной заслонке, впускном коллекторе, и форсунках, в конечном счете доходит и до поршней.

Расположение PCV клапана рециркуляции в двигателе Honda

Режимы работы двигателя и клапана PCV

Решение проблемы нагара

Решение простое, необходимо чистить клапан PCV и камеру сапуна. Но это подходит для городского движения. Если вы постоянно давите педаль акселератора, то тут неизбежно все равно будет загрязнение впускного коллектора. Решение пришло из автоспорта, где главное это производительность, в мотоциклах маслоуловитель устанавливался чаще чем в автомобилях. Уловитель масла, маслоуловитель, маслопомойка, маслоотделитель, Oil Catch CanTank это различные названия одного и того же изделия, способного отделить масло из картерных газов. В идеале их нужно две штуки, один на впуск, другой около PCV.

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

Схемотичное устройство простого маслоуловителя

Устройство маслоуловителя и принцип работы

Банка-ёмкость с двумя штуцерами и фильтр отбора для масла внутри банки, все это в любой цветовой гамме. Это примитивное описание устройства, которое стоит по 40-300 долларов. Кроме стоимости прежде всего нужно описать принцип работы. Устанавливается в разрезе шланга от ГБЦ к впускному тракту. На входной штуцер подается картерные газы со смесью паров масла, далее попав в банку этот поток газов попадает в хитрую структуру препятствия.
В одном случае это просто металлическая стенка, по типу как сделаны зажигалки для сигарет. Это самый плохой способ, хотя и работающий.
Второй случай это фильтр поролон, сетка, или же металлическая губка. Это хороший способ для фильтрации, масло будет оседать на проволоке стекать вниз. Использовав поролон, но будет проблема прохода самих газов во впускной коллектор. Чистка такого маслоуловителя тоже будет проблематична.
Самая нормальная система маслоуловителя, спиральная с металлическим фильтром. Поток ударяется в стенку, газы быстро находят выход во впускной коллектор, а тяжелые масляные капли стекают вниз и остаются внутри, во закрытой части маслоуловителя. Остается только слить накопившейся масло во время, есть варианты когда масло обратно попадает в двигатель, тем самым масло из двигателя не уходит почти совсем.

Шланг вентиляции картерных газов для установки маслоуловителя

Топливный фильтр как дешевая замена

Как полумера, топливный фильтр (например ВАЗ), может быть использован. Небольшая стоимость в 1-2 доллара и доступность. Но, такие фильтра рассчитаны на бензин а не на тяжелые масла. Фильтр засорится очень быстро. Итог — закупоривание канала, вентиляции картерных газов, и их циркуляция и накопление внутри двигателя во всех его частях. Особенно это заметно при низких температурах. Далее падение мощности, с очень большим шансом не стабильной работы двигателя, на пример двигатель начинает троить.

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

Случайная статья узнай что то новое

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

• Автоэкзотика – 1 мая
• Jap Days – 22 Июня
• JAP CAR FEST – 19-21 июля

Как проверить клапан картерных газов?

Если СВКГ в двигателе работает неверно, то это может доставить автовладельцу больше количество проблем. В картере ДВС возрастает сила давления газов, из-за чего выдавливается масло из-под прокладок. Газы будут искать любые щели, чтобы выйти наружу. Поэтому масло также будет течь из-под сальников. Для того чтобы газы могли выходить из блока двигателя, в современных автомобилях используются так называемые системы вентиляции принудительного типа. Здесь посредством разрежения газы засасываются во впускной тракт, а затем попадают в камеру сгорания, где и сгорают. За это отвечает клапан картерных газов. Иногда у него возникают различные неисправности, которые влияют на эффективность работы силового агрегата.

Классический схема работы системы вентиляции картера

Устроена СВКГ довольно просто. Полости мотора соединены с впускным коллектором. Из-за возникающего эффекта разряжения газы в картере засасываются во впускной коллектор. После они попадают в камеру сгорания. Один из элементов системы – клапан картерных газов. Он направлен только в одну сторону, поэтому газы могут двигаться лишь в одном направлении. Они не могут попасть обратно в полость мотора.

Клапан картерных газов: из истории

Мы рассмотрели принципиальную схему работы системы принудительной вентиляции. Как уже было замечено выше, в основе конструкции лежит специальный клапан, отвечающий за рециркуляцию газов. Это простое устройство, помогающее снизить уровень вредных веществ. Впервые о необходимости этих устройств заговорили в 70-х годах. Именно в этот период стали серьезно задумываться об экологии и о тех вредных воздействиях, которые на нее оказывают выхлопные газы. За счет применения клапана рециркуляции картерные газы дожигаются в цилиндрах. Так сгорают различные вредные примеси, масло и другие вещества.

Принцип действия

Когда смесь топлива и воздуха сгорает в камере при очень высоких температурах, выделяется азот. Вместе с кислородом он может образовывать опасные вещества, которые губительным образом влияют на экологию. Это оксиды азота. При определенном условии в камере сгорания мотора температура горения больше стандартной, из-за чего объем выбросов оксидов азота значительно увеличивается.

Устройство клапана ВКГ

В современных двигателях внутреннего сгорания чаще всего применяют мембранный клапан типа PCV. Его устройство чрезвычайно простое. Элемент состоит из корпуса с двумя штуцерами. Один служит для подачи, второй – для отвода газов. Также имеются крышка, диафрагма или мембрана и возвратная пружина.

Особенности работы клапана PCV

Работает такая конструкция следующим образом. Когда двигатель не запущен, под усилием пружины клапан картерных газов «Ауди а4» будет перекрыт за счет мембраны. Когда двигатель работает на холостых оборотах, то за счет разряжения мембрана начинает понемногу преодолевать пружину. Часть газов из двигателя поступает во впускной коллектор. На высоких оборотах мембрана полностью открыта. Газы в полном объеме всасываются в коллектор.

Типичные неисправности

Все проблемы, которые могут возникать с этим устройством, можно разделить на два вида – это различные поломки клапана и его засорение. О них мы поговорим ниже. Очень часто среди причин, по которым выходит из строя картерных газов клапан (“Поло 1.4” – не исключение), выделяют естественный износ узлов и деталей в цилиндро-поршневой группе. Если в камерах сгорания имеется слабая компрессия, а маслосъемное кольцо на поршень не удерживает смазки, тогда давление газов в картере растет. Вентиляционная система не может справиться с этим явлением. Масло, копоть и другие продукты горения буквально забивают патрубки и шланги, тем самым нарушая целостность мембраны клапана.

О засорах

Клапан картерных газов «Пассат Б3», как и все остальные такого типа, подвержен засорению. Это может привести к заклиниванию механизма. Явление обязательно отразится на характеристиках двигателя. Если клапан заклинило в открытом положении, повысятся обороты холостого хода, может в значительных пределах вырасти расход топлива. Работа двигателя на холостом ходу станет неустойчивой.

Как проверить устройство? Способ №1

Если на автомобиле наблюдаются подобные симптомы, нужно проверить работу клапана PCV. Существует два способа для тестирования. Если снять клапан картерных газов «Пассат Б3», то его продувка должна проходить только в одну сторону. В обратную воздух проходить практически не должен. Допускается лишь незначительное количество его, которое может проходить. Если все именно так, тогда система исправна.

Способ №2

Второй вариант – это тестирование на запущенном двигателя. Для этого от клапана отсоединяют патрубки со стороны впускного коллектора. Если элемент исправен, то в нем будет разряжение. Это можно почувствовать, если приложить к штуцеру палец. Вы почувствуете, как палец присасывается к отверстию. Если клапан картерных газов «Туарег Фольксвагена» неисправен, тогда разряжения в этом месте не будет.

Особенности системы вентиляции картерных газов на автомобилях группы VAG

Вентиляция картера на автомобилях VAG имеет относительно сложное устройство. В системе используется огромное количество деталей из пластика и резиновых патрубков. В процессе активного использования автомобиля шланги закоксовываются. Тогда предстоит очистить все элементы. Раньше в этом случае проблема решалась просто. В обход системы вентиляции на крышке клапанной системы устанавливали патрубок или шланг и выпускали газы в окружающую среду. Но такой способ имеет массу недостатков. Газы серьезно загрязняют окружающую среду, водитель и пассажиры в салоне автомобиля тоже ими дышат.

Заключение

Как видно, от одного небольшого элемента зависит эффективность работы двигателя. При активной эксплуатации автомобиля необходимо следить за состоянием клапана и всей системы вентиляции, а по необходимости заниматься прочисткой.

Система картерных газов

Картерными газами называют продукты сгорания топливо-воздушной смеси, которые прорываются через негерметичность сопряжения «цилиндр-поршень-поршневые кольца» в картер двигателя.

Строго говоря, определенное количество картерных газов присутствует в любом, даже абсолютно исправном двигателе. Другое дело, что допустимое их количество для современных двигателей составляет десятые доли процента. Однако по мере износа двигателя их количество многократно увеличивается. Постепенно оно становится настолько значительным, что это приводит к возникновению новых неисправностей двигателя. Одной из таких неисправностей является нарушение работы турбины.

Причины поломки турбины

Упрощенно влияние избыточного количества картерных газов на работу турбокомпрессора выглядит следующим образом:

• Образование нагара на лопастях компрессорного колеса.

Картерные газы у современных двигателей из соображений экологии посредством системы рециркуляции картерных газов (EGR) направляются на дожигание во впускной тракт. Т.е. они попадают на впуск турбины. Поскольку в их составе несгоревшее топливо, сажа прочие несгоревшие частицы, а также пары моторного масла, то при попадании в турбину данные вещества откладываются на ее поверхностях, что негативно влияет на балансировку турбины, а также ухудшает аэродинамические параметры крыльчаток.

• Течь масла через уплотнения турбокомпрессора.

Когда у двигателя износ цилиндро-поршневой группы становится существенным, резко возрастает количество картерных газов. Система вентиляции картеры уже не справляется с отводом их во впускной тракт и в картере двигателя начинает повышаться дваление. В некоторых случаях это приводит к возникновению течей, запотеваний масла через стыки, прокладки, сальники.

В отношении же турбины происходит следующий эффект:

Масло в корпус турбины поступает под давлением, равным давлению в системе смазки двигателя. Сливается же в картер двигателя из корпуса турбины самопроизвольно – «самотеком», за счет разности давлений на входе и на выходе из корпуса турбины. Когда же давление картерных газов возрастает, повышается давление на выходе из корпуса турбины и слив масла затрудняется. При этом давление масла в корпусе турбокомпрессора повышается. Уплотнение между масляной полостью и впускной (выпускной) полостью работает по принципу газодинамического затвора. Принцип действия – разность давлений в полостях обеспечивает препятствие для протечки масла.

Говоря простым языком, масло не потечет на впуск, а тем более на выпуск турбины, т.к. там выше давление. Но как только из-за увеличившегося давления картерных газов давление внутри корпуса турбокомпрессора поднимается, турбина начинает «кидать» масло даже будучи исправной. Если же имеется какой-то, пусть незначительный, износ, то этот эффект будет еще более ярко выраженный.

Для выяснения причин, по которым турбина «гонит» масло, рекомендуется выполнить следующее:

1. Измерить (или оценить по косвенным признакам) количество картерных газов, возникающих при работе двигателя в разных режимах.
2. Произвести диагностику турбокомпрессора на стенде, что позволит исключить влияние внешних факторов на турбину и дать объективную оценку его состояния.

При отсутствии неисправности турбины потребуется решение вопроса с повышенным количеством – раскоксовывание поршневых колец, либо замена деталей цилиндро-поршневой группы.

При наличии, по результатам диагностики, неполадок турбины, может потребоваться замена ремкомплекта турбины (при небольшом износе), либо картриджа, если повреждения (износ) существенны и многочисленны.

Все запасные части для ремонта турбин у нас имеются в наличии, поэтому ремонт Вашего турбокомпрессора на займет много времени.

Для того,чтобы идентифицировать турбокомпрессор,необходимо правильно «прочитать» информационную табличку,которая на нем установлена.

Ниже приведены фотографии информационных табличек наиболее распространенных турбокомпрессоров – Garrett,Mitsubishi,IHI,KKK,Holset с описанием нанесенной на них информации.

Особенности работы вентиляции картера

Неисправность системы вентилирования картерных газов может привести к повышенному расходу масла и даже необходимости капитального ремонта двигателя. Поэтому важно не только понимать, как работает вентиляция картера, но и знать признаки поломки. Рассмотрим принцип работы, устройство клапана PCV, а также способы проверки и диагностики системы.

Предназначение системы отвода картерных газов

При сгорании топливовоздушной смеси в цилиндре создается огромное давление. Поэтому через поршневые кольца даже на исправном двигателе часть отработавших газов неминуемо прорывается в картер. Также из камеры сгорания через кольца на такте сжатия и при неполном сгорании ТПВС в поддон попадает дизельное топливо, пары бензина.

При работе смесь из паров масла, бензина, отработанных газов и водяного пара создает повышенное давление в картерном пространстве. Если не отводить это гремучую смесь, давление не только будет мешать съему масла со стенок цилиндров, но и выдавит сальники коленвала, распределительного вала.

Согласно экологическим нормам, все современные автомобили должны оборудоваться системой вентиляции картера закрытого типа. Это значит, что смесь паров и выхлопных газов подается обратно во впускной коллектор.

Устройство системы

Особенности устройства и принципа работы системы зависит от конкретной модели двигателя, но типичная конструкция предполагает наличие клапана вентиляции картера, патрубков и маслоотделителя.

Принцип работы

Выхлопные газы, смешавшиеся с парами бензина, из-за образовывающегося давления протекают к маслоотделителю. В корпусе маслоуловителя мелкодисперсные частички масла собираются на стенках фильтрующего элемента. Образовавшиеся капли под воздействием силы притяжения стекают в маслосборник, а отфильтрованные газы через клапан вентиляции картера попадают во впускной коллектор.

Устройство представленной выше системы предполагает наличие интеркулера, который служит для охлаждения воздушного потока. Необходимость в снижении температуры обусловлена не столько работой вентиляции картера, сколько особенностями системы турбонаддува, которой оборудован представленный на схеме двигатель TDI.

Масляные частицы, оседающие на стенках впускного тракта, приводят к уменьшению ресурса ДМРВ, ДАД, ДТВ, способствуют загрязнению дроссельного узла, РХХ. Для впускных коллекторов с выхревыми заслонками опасность еще и в том, что масляная пленка собирает на себе частички пыли и сажи, которые выступают абразивом для привода заслонок. Поэтому большинство современных систем вентиляции картерных газов оборудуются маслоуловителем.

Разделение потоков

Стандартная система вентиляции картера имеет два патрубка подвода газов во впускной тракт. Связанно это с разницей давления перед дросселем и в задроссельном пространстве. В режиме минимальной нагрузки, когда дроссельная заслонка едва открыта, проходное сечение минимально, поэтому наибольшее разрежение как раз в задроссельном пространстве. В режимах большой и полной нагрузки открытая дроссельная заслонка не создает значимого сопротивления протекающему потоку воздуха, поэтому разряжение во впускном тракте минимально. Разделение точек входа позволяет гибко дозировать порцию картерных газов.

Маслоуловитель

Наибольшее распространение получил циклический и лабиринтный способ фильтрации. В наиболее современных системах вентиляции картера применяются оба способа отделения масла.

Лабиринтный метод выступает в качестве стадии грубой фильтрации и служит для отделения крупных частиц масла. Принцип работы уловителя заключается в прохождении потока картерных газов через канал с маслоотражательными пластинами. Соприкасаясь с пластинами, крупные частицы оседают на стенках, после чего стекают в обратную масляную магистраль.

На стадии тонкой очистки картерные газы проходят через циклический (центробежный) маслоотделитель. Принцип работы основан на прохождении газов по окружности корпуса отделителя. Под воздействием центробежных сил капли масла, масса которых больше массы выхлопных газов, смещаются наружу и оседают на стенке. После отделения мельчайшие частички масла стекают в обратную магистраль.

Для уменьшения вредного влияния турбулентности газовых потоков на входе в воздушный тракт устройство системы такого типа предполагает наличие выходной успокоительной камеры. Благодаря ей после прохождения центробежного маслоотделителя снижается кинетическая энергия газа. Кроме того, на стенках камеры также оседают мелкодисперсные частицы моторного масла.

В некоторых системах вентиляции картера используется синтетический фильтрующий элемент. При прохождении через него картерных газов частички масла оседают на волокнах, собираются в крупные капли и стекают в магистраль обратного слива.

Клапан PCV

Клапан системы вентиляции картерных газов необходим для ограничения разряжения. Высокое разряжение, как и избыточное давление, может привести к повреждению сальников. Поэтому клапан PCV открывает доступ картерным газам по мере падения разрежения во впускном коллекторе.

В нормальном состоянии клапан возвратной пружиной удерживается в открытом положении. При работе двигателя на холостых оборотах разряжение преодолевает усилие пружины и перекрывает канал, соединяющий картер двигателя и впускной коллектор. Соответственно, по мере открытия дроссельной заслонки и снижения разряжения возвратная пружина приоткрывает канал для доступа газов.

На многих автомобилях VAG с двухступенчатой системой фильтрации работа клапана PCV заключается в прерывании потока от ступени грубой очистки к ступени тонкой очистки.

Симптомы неисправности

Признаки неправильной работы вентиляции картера:

• повышенный расход масла;
• обильные запотевания в местах установки сальников, прокладки ГБЦ, БЦ, поддона. По мере износа цилиндропоршневой группы двигателя количество прорывающихся в картер газов увеличивается, поэтому нагрузка на систему возрастает. Но симптомы повышенного давления в картере могут проявить себя и на исправном автомобиле. В морозное время года в патрубках системы скапливается конденсат, который при замерзании полностью блокирует вентиляцию картера. От повреждения сальников часто в таком случае спасает щуп, который выдавливает из посадочного места;
• двигатель троит, плавают обороты. Причина – негерметичность клапана либо магистрали от клапана к впускному коллектору, из-за которой происходит подсос неучтенного воздуха;
• моторное масло в воздушном фильтре, патрубке впускного тракта. Причина в забитом фильтрующем элементе;
• при стоянке и движении на небольшой скорости система кондиционирования засасывает в салон выхлопные газы. На автомобиле негерметичны патрубки от картера до клапана PCV, из-за чего подкапотное пространство насыщается выхлопными газами.