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.
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.
Как проверить клапан вентиляции картерных газов
В современных автомобильных двигателях применяется КВКГ мембранного типа (PCV). Устроен подобный клапан чрезвычайно просто, в стандартном варианте он имеет:
- корпус, на котором имеются два штуцера – для подачи картерных газов и для их отвода;
- крышку;
- диафрагму (мембрану клапана вентиляции картерных газов);
- возвратную пружину.
Принцип работы такого механизма следующий:
- когда мотор заглушен, под силой пружины клапан перекрывается мембраной;
- на холостых оборотах под воздействием разряжения мембрана начинает преодолевать силу пружины, и часть КГ проходит из ДВС во впускной тракт;
- на больших оборотах диафрагма полностью освобождает канал, и картерные газы засасываются во впускной коллектор в полном объеме.
По мере засорения клапан перестает работать, но прежде чем менять КВКГ, все же следует его проверить. Снятый с двигателя исправный КВКГ должен продуваться в одну сторону, в обратном направлении воздух через него проходит в небольшом объеме.
Еще клапан можно проверить на работающем двигателе, для этого от устройства нужно отсоединить шланг со стороны впускного тракта. На исправном КВКГ присутствует разрежение, и если к штуцеру приложить палец руки, будет чувствоваться, как палец «присасывается». При неисправном устройстве разрежения не создается.
Через систему вентиляции двигателя можно проверить, насколько хорошо себя «чувствует» поршневая группа ДВС. Делается проверка следующим образом – между PCV и впускным коллектором устанавливается простой прозрачный топливный фильтр. Если за небольшой пробег в фильтре появляется масло и копоть, значит, поршневые кольца не в порядке, и мотору необходим ремонт.
Видео — Как работает и как проверить клапан PCV
На этом видео я показал, как проверить клапан программно и физически, а также показал, чем отличается исправный клапан от неисправного. А также оригинальный от неоригинального
Сколько служит клапан PCV?
Все зависит от условий эксплуатации и множества факторов. При надлежащем обслуживании и регулярной замене масла, устройство «живет» довольно долго. В противном случае скопления грязи и различных включений в моторном масле, значительно сократит срок службы клапана PCV, вплоть до полного его выхода из строя.
Плюсы и минусы закрытой системы вентиляции картерных газов
Минусы системы вентиляции картера:
- замасливание впускного тракта двигателя — необходима регулярная чистка
- при плачевном состоянии двигателя объём картерных газов на столько велик, что о нормальной работе системы и двигателя можно забыть — требуется ремонт двигателя
Плюсы системы вентиляции картера:
- чище наш с Вами воздух, так как картерные газы на много токсичней отработанных
- меньше шансов наблюдать течь через уплотнения и сальники
- увеличивается ресурс моторного масла
- уменьшаются окислительные процессы внутри двигателя
- картерные газы повышают детонационную стойкость
- картер не сообщается с атмосферой, в следствие чего в него не засасывается пыль и влага
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.
Устройство и принцип работы клапана вентиляции картерных газов
Клапан вентиляции имеет настолько простое устройство, что даже начинающий автолюбитель легко может научиться его разбирать и чистить.
Схема движения газов через клапан вентиляции
Он состоит из:
Читайте также:
- Пластикового корпуса.
- Крышки.
- Входного и выходного штуцеров.
- Двух полостей.
- Мембраны.
- Пружины.
Принцип работы клапана в современных автомобилях
Видео о принципе работы системы и клапана вентиляции картерных газов.
Клапан вентиляции открывается в среднем режиме, когда создается оптимальное давление на мембрану. В этом положении клапан преодолевает силу давления пружины. Пройдя через маслоотделитель, газы очищаются от капель масла, проходят в открытый клапан и завершают цикл, возвращаясь назад в камеры сгорания, где завершается их догорание. Если мы говорим о непринудительной системе вентиляции картерных газов, то клапан почти не открывается, в режиме работы холостого хода и закрыт при высоких оборотах. На высоких оборотах выделяется много газов, часто случается прорыв горячих газов в впускной коллектор. В этом случае клапан закрыт, так как есть риск воспламенения картерных газов в самом картере.
Работа клапана вентиляции картерных газов в разных режимах
Куда деваются газы, если клапан закрыт?
В любом случае картерные газы должны удаляться и ни в коем случае не оставаться внутри системы. Существует еще один железный патрубок, который ведет еще к одному клапану. Это, так называемый «грибок» или редукционный клапан. Когда основной клапан закрыт (а это происходит, напомню, на высоких оборотах и на холостом ходу) то газы проходят через этот железный патрубок напрямую в «грибок».
Он также имеет два состояния: закрытое и открытое. Когда он прикрыт, то у него внутри приоткрывается маленькое калиброванное отверстие, которое пропускает через себя газовую смесь. В этом случае газы уходят через большое отверстие. То есть, система, состоящая из двух клапанов, обеспечивает бесперебойную и надежную вентиляцию картера.
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.
- Чрезмерный расход масла. 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.
- 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.
- Большое количество масла во впускном коллекторе, патрубках и даже на воздушном фильтре. Причина в неисправном маслоуловителе.
Признаки неисправности клапана PCV
Вышеупомянутая пленка мутного или молочного цвета — лишь один из признаков неисправного клапана PCV. Однако это явление также может свидетельствовать о других проблемах. Если в системе есть влага, то замена только одного КПВКГ не решит проблему, вам обязательно необходимо будет заменить масло.
-
Читайте также:
Также специалисты рекомендуют чаще менять масло тем, кто передвигается на короткие дистанции. Из-за частых остановок и небольших расстояний, двигатель часто не достигает рабочей температуры, в результате чего влага в системе может накапливаться и не удаляться системой принудительной вентиляции картерных газов в полном объеме.
Грязное масло и повышенный его расход — также являются признаками плохого клапана PCV. Умирающий клапан может издавать шум похожий на свист. Чтобы понять является ли клапан PCV источником шума, достаточно перекрыть шланг, идущий к клапану и прислушаться изменился ли шум.
В некоторых случаях неисправный КПВКГ может привести к появлению масла на воздушном фильтре. Если вы видите грязное или маслянистое пятно рядом с впускным шлангом клапана, это свидетельствует о его неисправности. Заклинивание этого узла может спровоцировать появление ошибок (коды: P0171 и P0174), а также появление соответствующих индикаторов на панели приборов («ЧЕК» и лампочка давления масла). Также следует обратить внимание на ошибки лямбда-зонда и ДМРВ, которые могут быть связаны с этим устройством.
Если клапан PCV выходит из строя или уже вышел, произойдет увеличение внутреннего давления двигателя, возможно появление черного дыма, а также перебои в работе двигателя.
Если клапан заклинил, вы заметите другие признаки. Заклинивание в открытом состоянии или разрыв шланга — возникнет вакуумная утечка, это будет сопровождаться перебоями в работе двигателя на холостых, ТВС станет «бедной», расход масла увеличится, начнется «масложор».
Заклинивший открытый клапан PCV может также спровоцировать появление ошибки, в том числе и датчиков, о которых я говорил выше (лямбда и ДМРВ). При неправильной диагностике можно заменить вполне рабочие датчики, при этом не решить проблему.
Видео по теме: Масло во впуске. Откуда и почему?
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
Частые неисправности системы вентиляции картера
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 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.
Методы диагностики
Своими руками проще всего проверить клапан PCV. Для этого достаточно подуть в клапан со стороны клапанной крышки. Если напор воздуха с обратной стороны слабый либо он и вовсе не выходит, клапан работает неправильно. Очистка системы вентиляции картера двигателя очистителем карбюратора должна исправить ситуацию. Если же клапан продувается в обе стороны, скорее всего, он заклинил в полуоткрытом состоянии, либо порвалась резиновая мембрана.
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.
