Фото картер двигателя

Вентиляция картерных газов. Как работает PCV. Проблемы и последствия

Добрый день друзья. Традиционно благодарю за бурную реакцию и обсуждение моих работ. По просьбам пикабушников — очередная статья, раскрывающая ньюансы работы по сути очень простой системы. Настолько простой, что никто не воспринимает ее в серьез, а ведь подгадить, в прямом смысле этого слова, она может вашему мотору очень здорово

Для начала немного истории.

В далекие времена, когда бензин был дешевле воды, а проезжающий раз в сутки автомобиль собирал за собой толпы детей и восторженные взгляды взрослых — никто не задумывался ни об экологии, ни о комфорте. Да и не могли пару сотен самоходных колясок нанести сколько-нибудь различимый ущерб экологии. Поэтому все, что не сгорало в цилиндре — просто выбрасывалось в атмосферу, обеспечивая характерное амбре.

Так могло продолжаться долго, Если бы не вторая мировая война. Какой то умный человек додумался, что единственно, что мешает сделать из танка подводную лодку — это сапун картера двигателя, куда сразу же попадала вода. И тут же появилась трубочка, соединяющая картерное пространство со впускным коллектором

Это можно считать первой системой вентиляции картерных газов. Вплоть до 70х годов ее наличие было прерогативой исключительно спецтехники, а на автомобиля красовался в основном гордый сапун. Об этой системе начали вспоминать, когда начало набирать популярность экологическое движение, да и количество автомобилей существенно увеличилось

Теперь пару слов о том, что такое картерные газы. Это смесь паров воды, масла и бензина со взвешенными в их объеме каплями моторного масла. По токсичности превосходят выхлопные газы. Обладают способностью интенсивно окисляться при нагреве, то есть легковоспламеняемы.

Давайте сначала рассмотрим наиболее примитивную, и наиболее надежную систему. В ней нет управляемых элементов, а работает она за счет разницы давление.

Что происходит на холостом ходу представлено на рисунке ниже

Находящиеся под давлением, выше атмосферного, газы из картерного пространста ищут выход, и, так как картер соединен с пространством под клапанной крышкой, а она соединена в свою очередь с впускным коллектором, в котором за счет закрытой дроссельной заслонки и работающего двигателя давление падает ниже атмосферного — картерные газы устремляются в задроссельное пространство, а оттуда вместе со свежим зарядом воздуха — в цилиндры двигателя. Количество газов регулируется перепадом давлений на сторонах жиклера, установленного в линии между клапанной крышкой и задроссельным пространством.

Естественно, со временем, жиклер забивается сажей и, так как в задроссельное пространство путь закрыть грязью, а давление в картере выше атмосферного, картерные казы устремляются в воздухопровод, соединяющий воздушный фильтр и дроссельную заслонку. Скорость движения потока воздуха на холостом ходу там очень низкая и газы начинают оседать на стенках гофры, передней части дроссельной заслонки, расходомере, приводя к сбоям в его показаниях, а , впоследствии, кончине.

Владельцам такой системы (повальное количество инжекторных и карбюраторных ВАЗов, а также многих иномарок рекомендуется не заюывать об очистке жиклера, который может находиться как в клапанной крышке, так и корпусе дроссельной заслонки (инжекторные ВАЗы например)

Вторым типом будет система, с регулируемым потоком картерных газов. Способы регулировки могут разниться но сути это не меняет. Это может быть банальный подпружиненный клапан, Пневмоэлектрический клапан либо же электронно-управляемый. Каким бы не был способ регулировки — суть работы остается та же. Регулировка же применяется для обеспечения необходимого состава смеси (помним что картерные газы легковоспламеняемы) и давления в картерном пространстве.

В любом типе этих систем применяется маслоотделители. Их конструкция сильно разнится: от банальных пружинок в трубке сапуна и отстойника в блоке (карбюраторные классические ВАЗы),

Более современный вариант применен на «зубилах», где отстойник упразднен и применяется маслоотделитель лабиринтного типа, вмонтированный в клапанную крышку

Параллельно на иномарках часто применялся выносной маслоотделитель с вмонтированным клапаном PCV, о работе которого мы поговорим ниже

и современные варианты лабиринтного типа с мембраной (часто встречается на немецких моторах)

Как видите, системы выглядят абсолютно по-разному, но работают по одним и тем же принципа и выполняют одну и ту же функцию, различаясь лишь конструктивно.

Теперь же чуть подробнее про сам клапан PCV. Разберем самый простой вариант с подпружиненным клапаном, работающем, опять-таки на разнице давлений, потому что остальные варианты делают то же самое, но управляются другими способами.

Рассмотрим иллюстрацию, облетевшую весь интернет. Проще и доходчивее просто некуда

Для чего нужна двухступенчатая регулировка. Картерные газы, как уже неоднократно говорилось — горючи. На холостом ходе двигатель расходует относительно мало воздуха, соответственно, неконтролируемое обогащение смеси картерными газами приведет к невозможности воспламенения смеси в цилиндре и, как следствие, остановке двигателя.

Зарубежными производителями часто применялся PCV клапан с термостатом. На холодном двигателе термостат, преодолевая силу пружины приоткрывал PCV клапан больше, чем это необходимо для режима холостого хода, обеспечивая отвод большего количества картерных газов непрогретого, и работающего на обогащенной прогревочной смеси двигателя. Непрогретая поршневая группа так же добавляла обьема картерных газов своей пониженной герметичностью.

Естественно,такое обогащение топливной смеси учитывалось достаточно сложными системами зарубежных карбюраторов и до переобогащения смеси дело не доходило.

Современные системы управления двигателем очень точно измеряют количество воздуха, расходуемого мотором, а также имеют информацию о фактическом составе смеси и в некоторых случаях и об объеме образованных картерных газов. Такие системы имеют PCV клапаны, управляемые ЭБУ с помощью ШИМ сигналов, либо с применением шаговых двигателей, что дает возможность очень точно контролировать объемы впускаемых картерных газов в цилиндры и держать мотор в стабильном режиме.

Теперь поговорим о неисправностях этой системы. По сути их всего 4 — пониженная производительность, повышенная производительность, негерметичность с атмосферой и плохара работа сепаратора-маслоотделителя.

Подробнее остановимся на последствиях каждой из них

Пониженная производительность проявляется прежде всего обильным масляным запотеванием всех уплотняющих элементов мотора. Иногда давление в картере поднимается настолько, что выбивает масляный щуп либо вырывает сальники, но это крайние случаи и чаще всего сопровождаются критичным износом цилиндропоршневой группы. В простейших системах с жиклером наблюдается сильное загрязнение воздухопроводов между дроссельной заслонкой и воздушным фильтром, а также лицевой части дроссельной заслонки. Масляные пятна на воздушном фильтре тоже не редки.

Лечится полной разборкой и промывкой всех составляющих частей.

Повышенная производительность проявляет себя совсем по-другому. ОБычно моторы с такой неисправностью относительно легко заводятся на холодную, но не в морозы. Прекрасно прогреваются. Но по окончании фазы прогрева работа двигателя становится нестабильной. К этому могут привести и другие неполадки с двигателем, но сейчас мы рассматриваем отдельно взятую систему. Механизм проявления неисправности таков — холодному мотору нужна обогащенная смесь, и горючие картерные газы обеспечивают его такой смесью. Когда же двигатель выходит из режима прогрева — избыток картерных газов переобогащает смесь, она перестает воспламеняться, мотор лихорадит иногда вплоть до остановки. На оборотах же наоборот мотор не проявляет никаких признаков неисправности. Причина зачастую кроется в вышедшем из строя либо подклинившем на саже клапане PCV.

Негерметичность системы с атмосферой проявляет себя чуть иначе. воопервых можно услышать шипение воздуха на слух. Холодный запуск может быть затруднен. После прогрева двигателя проблема остается. На высоких оборотах наблюдается обеднение смеси. Нужно отметить что так себя будет проявлять любая негерметичность впускного тракта в системах с расходомером воздуха.

Плохая работа сепаратора — тут и говорить не о чем.. если из шланга вентиляции летит масло каплями — сепаратор забит и нужно опять таки чистить всю систему впуска. Особо писать тут не о чем.

Хочу заметить, что если есть проблемы с цилиндропоршневой группой, то даже исправная система ВКГ не справится с существенно увеличившимся потоком картерных газов. И, несмотря на то, что кажется что системе не хватает производительности, ремонт нужно начинать все-таки с ремонта поршневой.

Как видите, ВКГ может довольно сильно запачкать впуск маслом, обеспечив прекрасную возможность системе EGR забиться наглухо. Но винить во всех смертных грехах у нас принято именно злоcчастную EGR. И если сравнить количество людей, которые приезжают с просьбой вырезать EGR, и после этой операции недоуменно смотрят на вновь грязный впуск, с количество людей, приехавшими на обслуживание ВКГ, то количество вторых находится на уровне статистической погрешности, что говорит о низком уровне технической грамотности в стране.

Обслуживайте свои моторы качественно, содержите их в чистоте не только снаружи, и разбирайтесь в ньюансах работы. Это интересно, полезно и экономит кучу нервов и денег.

Что такое картер двигателя автомобиля?

В двигателе внутреннего сгорания наряду с такими деталями, как поршни, шатуны, блок двигателя, есть и еще одна очень важная деталь. Это картер. Далеко не все автовладельцы знают, что такое картер и как он выглядит. Попытаемся восполнить этот пробел. Рассмотрим, где установлена данная деталь, узнаем о том, как влияет данный элемент на работу двигателя, как устроен картер и какие существуют его виды.

Что это?

Давайте рассмотрим, что такое картер двигателя. Это одна из самых больших полых деталей, неподвижно закрепленная на блоке цилиндров. Элемент закрепляется при помощи болтового соединения через прокладку из силикона или резины. Корпус изготавливается из металла, хотя на многих современных авто уже есть и пластиковые изделия. Пластик используют для облегчения веса автомобиля.

Картер в двигателе выполняет важную задачу – в нем хранится моторное масло, залитое в двигатель. Внутри могут быть установлены самые разные детали – к примеру, нижняя часть маслонасоса. Картер есть не только у двигателя. Такие детали можно встретить на КПП, на мостах и в любых механизмах, куда заливается масло. Вот что такое картер в общем. Однако следует понимать, что данная деталь может несущественно отличаться от других типов поддонов. Отличия могут быть в форме, а также в материале, из которого изготовлена деталь.

История

Человечество должно благодарить за изобретение картера американского инженера Харрисона Картера. Он создал данную деталь еще в 1889 году. Изначально эта разработка предназначалась для двухколесного велосипеда. Инженеру был необходим резервуар, где бы можно было хранить смазочные материалы для велосипедной цепи. Кроме того, данная емкость должна была защищать масло от попадания туда влаги и грязи.

Все существующие картеры двигателя в автомобиле разделяются на несколько типов. Конкретный тип данной детали зависит от того, на каком моторе деталь устанавливается. Можно выделить поддоны для двухтактных моторов, а также четырехтактных. Отличие этих картеров в устройстве самого двигателя. Поддон может быть как разъемным, так и неразъемным. Также он может являться частью картера, а не только емкостью для масла.

Особенности картеров для двухтактного ДВС

Это первый тип поддона двигателя автомобиля. Его особенность в том, что он составляет единое целое с двигателем. Это неотъемлемая часть корпуса и один из компонентов системы питания ДВС автомобиля. Внутри картера двухтактного мотора, в отличие от четырехтактного двигателя, готовится топливная смесь. Затем порция этой смеси будет направлена в цилиндры.

Отличие этой системы от четырехтактных ДВС в том, что в данной установке масло непосредственно контактирует с бензином. Смесь приготавливается в данном резервуаре, тем самым не только питая ДВС автомобиля, но и смазывая детали цилиндропоршневой группы.

Именно по причине того, что внутри мотора топливо смешивается с маслом, выхлопные газы двухтактного двигателя более дымные, а цвет их темнее. Выхлоп имеет синий оттенок – это очень характерный цвет выхлопа для мототехники. Нужно заметить, что в двухтактных двигателях внутреннего сгорания свечи работают гораздо меньше, чем в четырехтактных моторах. Сейчас уже трудно отыскать в продаже эти моторы на мототранспорт ввиду того, что такой ДВС имеет низкую эффективность.

Картер для четырехтактных силовых агрегатов

Мы выше рассмотрели, что такое картер, и теперь разберемся с поддонами для четырехтактных ДВС автомобиля. Здесь задача элемента, скорее, второстепенная, вспомогательная. В данных двигателях картер выполняет функцию резервуара для масла и все. Это обусловлено тем, что в четырехтактном ДВС смазка практически не может попадать в цилиндры. А выхлоп, который вырабатывает двигатель, значительно светлее. Кроме того, состав выхлопных газов четырехтактного двигателя также чище по сравнению с двухтактным. Четырехтактные двигатели нередко снабжены катализатором.

Материалы

Кроме того что поддоны делятся по способу монтажа на блок цилиндров, данная деталь также классифицируется по устройству и материалам. Если говорить о материалах поддона четырехтактного ДВС, а мы уже знаем, что такое картер двигателя в автомобиле, то данные детали чаще всего изготавливают из алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей. Очень редко можно встретить чугунный поддон. Ранее это не было редкостью, но сейчас в современном автомобилестроении от чугуна отказываются ввиду его большого веса.

Кроме традиционного металла, в автомобилях последних поколений встречаются и пластиковые поддоны. На самом деле материал не имеет ничего общего с обычным пластиком. Это специальный состав, который легко выдерживает воздействие высоких температур. Пластиковый картер хорош тем, что имеет меньший вес.

Устройство

В целом мы знаем, что такое картер. Теперь познакомимся с его внешним видом. Зачастую на большинстве моделей авто эта деталь имеет вид прямоугольного резервуара небольших размеров. Цвет его чаще всего черный. Многие производители авто защищают данный резервуар пластиковыми или металлическими листами – это так называемая защита картера.

Некоторые элементы могут иметь дополнительные ребра жесткости – они расположены чаще всего по всей поверхности. Эти ребра нужны для придания жесткости, особенно если поддон выполняет и другие функции – например, является частью двигателя. Это хорошо видно на фото. Что такое картер двигателя автомобиля, мы уже знаем. Рассмотрим и другой вид данной детали.

Сухой тип

На большинстве гражданских автомобилей система смазки предусматривает мокрый картер. В данном случае в поддоне содержится масло. Однако на гоночных, спортивных авто и некоторых внедорожниках такая система не используется. Это связано с тем, что на высоких скоростях при вхождении в повороты, при резких ускорениях и торможениях, на подъемах масло в двигателе плещется от одного края к другому. При этом существует риск, что маслоприемник оголится, а смазка начнет пениться. Это приведет к масляному голоданию мотора. Также упадет давление в смазочной системе. В результате возможен перегрев или выход двигателя из строя. В данном случае картер как раз и является той самой неразъемной частью силового агрегата.

Принципиальное отличие в том, что масло находится в специальном резервуаре, где полостью исключено взбалтывание. Смазка к ответственным узлам подается посредством насоса. При работе двигателя она будет стекать в поддон. Чтобы смазка могла попасть обратно в масляный резервуар, в картере установлен специальный откачивающий насос. Вот что такое картер сухого типа.

Плюсы и минусы сухого типа

Основной плюс такой системы смазки – это возможность бесперебойной подачи масла в нуждающиеся узлы мотора. При этом давление его будет постоянным при любых условиях. Масло будет лучше охлаждаться и не смешается с картерными газами. Размер поддона меньше, а это уменьшает габариты самого двигателя. Мотор можно устанавливать ниже. Аэродинамика на таких машинах значительно лучше. Коленвал при работе двигателя не испытывает сопротивления, и можно тем самым выиграть драгоценные лошадиные силы. Масло не разбрызгивается, за счет чего снижается его расход.

Заключение

Итак, мы рассмотрели, что такое картер двигателя автомобиля. Как видите, это очень важная деталь в конструкции транспортного средства.

Фото картер двигателя

Картер, цилиндры, их головки и другие неподвижные (корпусные) детали, образующие остов двигателя, нагружаются силами давления газов и силами инерции от масс, совершающих возвратно-поступательное и вращательное движения, моментами от этих сил, испытывают упругие и тепловые воздействия. Поэтому корпусные детали и остов двигателя в целом должны обладать высокой прочностью и жесткостью.

Картер является главным из элементов остова (корпуса) двигателя. С внешней стороны к нему крепят цилиндры, а внутреннюю его полость занимает коленчатый вал с его опорами. В картере размещают также основные устройства механизма газораспределения, различные узлы системы смазки с ее сложной сетью каналов и чаще всего с емкостью для смазочного масла и другое вспомогательное оборудование. К одной из торцовых стенок картера в автомобильных двигателях крепят кожух маховика, к боковым – кронштейны или лапы для установки двигателя на подмоторную раму. В двухтактных двигателях с кривошипно-камерной продувкой цилиндров внутреннюю полость картера используют в качестве камеры для продувки цилиндров. Длина картера зависит от размера и числа цилиндров в ряду, а поперечное сечение его внутренней полости определяется в основном радиусом кривошипа и размерами шатуна.

В автомобильных двигателях с жидкостным охлаждением блок цилиндров обычно представляет собой единую отливку с верхней половиной картера и вместе они образуют блок-картер. Подобная монолитная отливка обладает большой жесткостью в плоскостях действия сил инерции, сил давления газов и их моментов. Высокая жесткость блок-картеров обеспечивает минимальные деформации в зонах коренных подшипников, гильз цилиндров и плоскости стыка с головкой цилиндров. Кроме того, в этом случае наружные стенки и внутренние перегородки могут быть сделаны более тонкими, что несколько снижает массу блок-картера и уменьшает расход металла.

В общем случае блок-картер представляет собой сложную пространственную конструкцию коробчатой формы (рис.1), которая воспринимает все силовые нагрузки, возникающие в процессе осуществления рабочего цикла, действующие на остов двигателя.

Блок-картер отливают из легированного чугуна или из алюминиевого сплава с хорошими литейными свойствами. Алюминиевые блоки подвергают искусственному старению для снятия внутренних напряжений в отливке. При переходе от чугунных отливок к алюминиевым значительно (до 60%) может быть снижена масса двигателя. Недостатками применения алюминиевых отливок для блок-картера являются большие температурные деформации, приводящие к изменению геометрической формы опорных поверхностей, и более низкая механическая прочность.

Картеры поршневых двигателей автомобилей делают разъемными и неразъемными. Наибольшее распространение получили разъемные картеры с горизонтальной плоскостью

разъема, параллельной оси коленчатого вала (рис. 2).

Блок-картер горизонтальной перегородкой разделен на две части. В нижней части (рис.3,б) в вертикальных перегородках расположены опоры коленчатого вала, в верхней (рис.3,а) – гильзы цилиндров.

Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами (рис.4,а) либо иметь вставные сменные гильзы (рис,4,б).

Рисунок 4 – Схемы цилиндров двигателя

При применении сменных гильз упрощается изготовление блок-картера, появляется возможность применения для гильз более износостойких материалов, снижаются трудоемкость и затраты при ремонте двигателя, так как в этом случае при выходе из строя одного цилиндра нет необходимости подвергать ремонту весь блок.

В результате непосредственного контакта внешней поверхности гильзы с охлаждающей жидкостью улучшается теплоотвод, стабилизируется температурный режим поршня и цилиндра, снижается тепловая напряженность и повышается долговечность сопряжения.

В V -образных двигателях, вследствие крепления на одной шатунной шейке двух шатунов, цилиндры правого и левого рядов (по ходу автомобиля) смещены. К примеру, у двигателей ЗМЗ-53-11 левый ряд смещен вперед на 24 мм, у двигателя ЗИЛ-508.10 – на 29 мм, у двигателей КамАЗ-740.10 – на 29,5 мм.

Коренные опоры коленчатого вала являются одними из наиболее нагруженных элементов двигателя. Для обеспечения гарантированного жидкостного трения в подшипниках коленчатого вала важно ограничить деформации элементов данного узла, а также обеспечить соосность опор вдоль двигателя.

При разъемных коренных подшипниках верхняя опорная часть их расположена в перегородке картера, а нижняя выполнена в виде крышки и фиксируется болтами или шпильками. Для уменьшения момента, изгибающего крышку, расстояние от оси шпилек до оси коленчатого вала принимается минимально возможным. Посадка крышки по торцовым плоскостям, выфрезерованным в приливах картера, обеспечивает большую жесткость всему узлу подшипника (рис.5,а). Для повышения прочности и жесткости соединения в некоторых случаях применяют горизонтальные стяжные болты (шпильки), связывающие крышки со стенками картера в единое целое (рис.5,б). От возможных боковых смещений крышки фиксируют в ряде случаев специальными установочным штифтами (рис.5,в) или втулками (рис.5,г).

Рисунок 5 – Крепление крышек коренных подшипников коленчатого вала с использованием фиксирующих элементов:

а – выступов; б – поверхностей и стяжных шпилек; в – штифтов; г – втулок;

1 – основная силовая шпилька; 2 – фиксирующие выступы крышки; 3 – стяжная сквозная шпилька; 4 – фиксирующая поверхность; 5 – стяжной болт; 6 – штифт; 7 — втулка

Болты и гайки крепления крышек коренных подшипников затягивают динамометрическим ключом определенным усилием, а затем крышку совместно с блок-картером протачивают и обрабатывают. Поэтому крышки коренных подшипников не взаимозаменяемы, фиксируются с определенным усилием и только в одном положении. При необходимости их снабжают метками (нумеруют).

Для уменьшения температурных деформаций коренных опор блока из алюминиевого сплава крышки коренных подшипников изготовляют из ковкого чугуна, по обе стороны от гнезда вкладыша имеются шипы, плотно входящие при сборке в соответствующие пазы блока. В результате низкого коэффициента линейного расширения чугунной крышки и жесткой связи ее с блоком температурные изменения диаметра под вкладыши снижаются примерно в 1,5 раза.

Для придания большей жесткости блоку плоскость разъема между блоком и поддоном смещают вниз от оси коленчатого вала (у двигателя КамАЗ-740.10 на 102 мм, у двигателя ЗМЗ-53-11 на 75 мм).

С целью повышения жесткости применяют также неразъемные (цельные) коренные опоры, как например, в двигателе автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец» (рис. 6).

Картеры с неразъемными коренными опорами называют туннельными. Гнезда под коренные опоры в торцовых стенках и поперечных перегородках делают так, чтобы коленчатый вал, предварительно собранный с коренными подшипниками качения, свободно устанавливался в эти гнезда через отверстие в одной из его торцовых стенок.

Рисунок 6 – Туннельный блок-картер

Картеры туннельного типа характерны для автомобильных двигателей воздушного охлаждения. При жидкостном охлаждении туннельные картеры иногда отливают вместе с блоком цилиндра и получают конструкцию повышенной жесткости.

—>Автозапчасти и СТО —>

При работе автомобильного двигателя пары и газы образуются не только в самом моторном блоке, но и в картере или в поддоне, который предназначен для хранения масла и располагается в нижней части мотора. Это газы, образовавшиеся из паров масла, бензина и воды. Также в картер через зазоры могут попасть газы, образовавшиеся при сжигании топливно-воздушной смеси. Все пары и газы, находящиеся в картере, называют картерными. Концентрация таких газов нарушает свойства моторного масла и оказывает вредное влияние на металл деталей мотора. Для отведения образовавшихся газов служит система вентиляции картера. Она состоит из маслоотделителя, клапана картерных газов и патрубков отвода воздуха.

Виды систем вентиляции картера

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

Система вентиляции картера открытого типа характерна для силовых агрегатов автомобилей, выпускавшихся в прошлом веке и снятых в настоящее время с производства, хотя многие из них все еще бороздят просторы вселенной отечественное бездорожье. Особенностью такой системы является то, что прорвавшиеся из цилиндров газы вместе с масляным туманом выводятся за пределы двигателя, непосредственно в окружающую среду. Указанный способ вентилирования картера мотора отличает простота и дешевизна конструкции, что, впрочем, «компенсируется» существенным загрязнением атмосферы.

Принцип работы принудительной системы вентиляции картера (PCV).

Помимо указанного недостатка, открытая вентиляция картера имеет еще ряд отрицательных моментов. Подобная система малоэффективна при движении на малых скоростях и абсолютно бездейственна на неподвижном автомобиле с работающим на холостых оборотах двигателем, т.к. давление картерных газов минимально. Кроме того, через открытую систему вентиляции картера при охлаждении сильно разогретого двигателя возможно подсасывание не отфильтрованного атмосферного воздуха внутрь двигателя, вместе с пылью и водяными парами. Нередки случаи, когда на автомобилях с большими пробегами система открытого типа становилась основной причиной износа ЦПГ и как следствие потери компрессии и расхода масла.

Более современной и эффективной альтернативой открытой вентиляции картера является закрытая (принудительная) вентиляционная система. Одной из ключевых деталей такой системы является клапан PCV, выводящий попавшие в картер двигателя газы во впускной коллектор с последующим сжиганием в камерах сгорания. Разные автопроизводители по-разному реализуют идею закрытого вентилирования, но в большинстве случаев каждая из схем предусматривает наличие одних и тех же элементов: клапана вентиляции (клапан PCV), маслоотделителя (может быть несколько, либо внутренние — в клапанной крышке с лабиринтом и отверстиями для стока масла, либо внешними в виде отдельной конструкции со стоком масла непосредственно в картер) и соединительных патрубков. Стоит отметить, что системы вентиляции картерных газов для бензиновых и дизельных моторов, имеют свои особенности, но в целом имеют схожие конструкции.

Работа системы PCV

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

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

Клапан PCV – особенности конструкции.

Ключевая роль клапана PCV в системе закрытой вентиляции картера заключается в функции регулировки давления газов в картере путем их перепуска во впускной коллектор и поддержание разрежение во впускном коллекторе. В режиме ХХ и при торможении двигателем разрежение в коллекторе максимально (дроссель лишь чуть приоткрыт либо закрыт полностью), однако количество картерных газов не так велико, поэтому для полноценной вентиляции достаточно канала с небольшим проходным сечением. В таком режиме под действием большого разрежения золотник клапана полностью втягивается, но при этом канал перепуска картерных газов в значительной степени перекрывается, пропуская лишь небольшое их количество.
При нажатии на педаль акселератора и при высоких нагрузках количество отработавших газов в картере существенно возрастает. Золотник клапана занимает такое положение, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность канала. Существует еще и так называемый режим обратной вспышки, при котором горящие газы из цилиндра прорываются во впускной коллектор. В этом случае клапан PCV находится под действием давления, а не разрежения, поэтому полностью закрывается, исключая возможность поджога находящихся в картере паров топлива и масла.

Принцип работы системы вентиляции картерных газов

Схема расположения клапана вентиляции картерных газов Газы проходят очистку от масляных капель, которые впоследствии стекают назад в поддон, и по воздушным патрубкам очищенные газы поступают в систему подачи воздуха в камеры сгорания. За выход газов во впускной коллектор отвечает клапан отвода картерных газов. Очистка от масла играет важную роль, потому что это не только экономия масла, но и борьба с нагаром на рабочих деталях. Для чего нужен клапан вентиляции картерных газов? Клапан отвода картерных газов регулирует процесс выпуска скопившихся паров. Принцип его работы основан на разности давлений перед клапаном и за ним. Чтобы понять, как работает клапан вентиляции, рассмотрим его конструкцию. Он состоит из пластикового корпуса, входного и выходного штуцеров, двух полостей, мембраны и пружины (образующих своего рода поршень). Если во впускном патрубке присутствует сильное разрежение, то под действием пружины клапан закрывается, и картерные газы не попадают в воздуховод. Если дроссельная заслонка полностью открыта, то во впускном коллекторе устанавливается атмосферное давление или даже превышающее его в случае турбонаддува, при этом клапан закрывается под действием наружного давления. Если создается незначительное разрежение, то поршень занимает нейтральное положение и газы свободно выходят.

У клапана вентиляции картерных газов только три рабочих положения. И т.к. образовавшиеся газы подаются в камеру сгорания в качестве составляющей рабочей смеси, то систему вентиляции также называют системой рециркуляции, а клапан – рециркуляционным или в английском варианте – PCV клапан, что означает то же, а расшифровывается Positive Crankcase Ventilation (на рус. – система вентиляции картера). Где находится клапан вентиляции картерных газов?

Где находится клапан вентиляции картерных газов?

В верхней части картера расположен маслоотделитель. Обычно, это сочетание двух типов: лабиринтного и центробежного. Газы, поднимаясь, проходят через оба типа маслоотделителя и затем упираются в клапан, который обычно располагается во впускном коллекторе.

Как проверить клапан вентиляции картерных газов? Проверить клапан достаточно несложно. Снимите шланг, идущий от картера к клапану PCV. Запустите двигатель. Заткните пальцем освободившийся штуцер клапана. При работающем клапане вы почувствуете, что вакуум создается. После освобождения отверстия вы услышите щелчок. Если вакуума вы не почувствовали, то клапан вентиляции картерных газов проверку не прошел. Неисправности клапана вентиляции картерных газов Невозможно удалить все частички масла при отводе газа из картера, поэтому со временем образуется загрязнение составных частей системы вентиляции. Если система сильно засорилась, то возможно увеличение давления в картере и выход масла через щуп или через сальники двигателя. Признаком попадания масла в камеру сгорания служит появление неприятного запаха и копоти на выходе из двигателя. Если срочно не принять меры, то это может привести к серьезным неисправностям в цилиндропоршневой группе. Если масляный налет появился на впускном коллекторе и воздушном фильтре, то это свидетельствует о проблемах маслоуловителя.

Признаки неисправности системы вентиляции картерных газов

В случае неисправности системы лабиринтов (существенное засосрение закоксовавшимся маслом) возникает небольшой, но заметный расход масла (в районе 0,1-0,5л на 1000км), на свечах появляются следы сгоревшего масла в виде крупы или "ржавчины", а в камере сгорания — нагар, все это ошибочно принимают за умершие маслосъемные колпачки или даже кольца, хотя дело совсем не в них. В некоторых случаях, особенно в холодное время года и медленному движению по пробкам, возможно постепенное оседание масляного тумана в виде жидкого масла прямо во впускном коллекторе, что приводит к проблемам холодного пуска, при запуске масло из раннеров попадает во впуск и заливает все вокруг, в т.ч. свечи, клапана и камеру сгорания, мешая нормального смесеобразованию и воспламенению горючей смеси. И когда запуск удается — попавшее масло начинает гореть в виде синего дыма, что опять же списывают на умершие маслосъемные колпачки…а на самом деле копать надо в систему вентиляции картера. Неправильная работа системы PCV может являться одной из причин загрязнения дросселя, клапана холостого хода, загрязнения воздушного фильтра, воздушной магистрали (патрубки и впускной коллектор), течи масла и выдавливания сальников и прокладок, чаще наружу, чем внутрь. Забившиеся патрубки системы вентиляции создают избыточное давление в картере двигателя, в результате чего отработавшие газы вместе с маслом будут искать альтернативные пути выхода. На начальных стадиях, когда система связанная с клапаном PCV забита (чаще всего забивает сам клапан, реже забивает маслоотделитель, лабиринты и патрубки), вентиляция начинает работать неправильно и масляные пары вместе с газами начинают поступать через вентиляционную трубку, первый признак этого — быстрое загрязнение дросселя со стороны входного патрубка. В некоторых автомобилях свежий воздух берется прямо из короба воздушного фильтра — при неисправности системы PCV фильтр начинает забрасывать маслом, а в некоторых случаях, т.к. картерные газы очень горячие, то возможно даже оплавление фильтра из синтетического материала и как следствие — лишение автомобиля системы фильтрации воздуха. В случаях когда забиты уже обе трубки, последствия плачевнее, начинает выкидывать щуп, также возможно образование масляных подтеков в местах уплотнений и соединений (прокладки, сальники). Совсем неприятный вариант – выдавливание сальников коленвала или уплотнителей масляного фильтра с значительными потерями объема масла. Некорректная работа самого клапана PCV может привести к неправильному учету поступающего воздуха, и приготовлению переобогащенной или переобедненной смеси, в зависимости от режима работы. В случае если клапан начинает пропускать газы во все стороны (разрушились поршеньки либо пружины), начинается сильный подсос воздуха во впускной коллектор, разрежение в нем падает, со всеми неприятностями в виде повышенного расхода топлива, неустойчивого либо повышенного холостого хода, обеднения горючей смеси, ухудшения работы вакуумного усилителя тормозов. Причем Check Engine может и не загораться, т.к. пропусков воспламенения обычно нет.

Как правило, типичная неисправность КВКГ заключается в износе мембраны, как на фото ниже. Она рвётся, создавая вышеуказанные проблемы.

Фото картер двигателя

Иногда знания приходят против нашего желания и нагло вторгаются в наш мир. Так, например, случилось с нашим знанием об устройстве системы вентиляции картера на автомобилях Opel (моторы A16LET, A14NET). Если быть честным, то эта статья — это описание потерь для нашего сервиса … потери времени, сил и репутации. Немалая цена, но взамен – новые знания и эта статья, которая, хочется верить, поможет коллегам, поскольку никаких внятных и связных материалов о данной системе в интернете нет.

История начиналась довольно просто: однажды к нам обратились с заменой прокладки клапанной крышки на Opel Meriva B. «Не вопрос» — так ответили мы и бодро загнали автомобиль в бокс.

Что легко не будет – выяснилось сразу. Как известно, конструкторы двигателей Opel очень любят использовать пластиковые трубки в системе охлаждения. Материал этих трубок через несколько лет эксплуатации деградирует и становится очень хрупким. Рано или поздно они трескаются, лопаются и выпускают антифриз наружу. В общем, говорим «Опель» — подразумеваем «утечка антифриза». Вот и здесь, стоило мастеру случайно притронуться к трубке на расширительный бачок, как было нарушено то самое честное слово, на котором держалась эта трубка. Бурным фонтаном наружу вырвалось около литра антифриза, обдав второго мастера и клиента, а заодно наполнив помещение густым паром:

Клиенту дали умыться, убедились в отсутствии травм, подсчитали дополнительные расходы (трубка от термостата к расширительному — 800 рублей, литр концентрата антифриза 500 рублей), и вернулись к основной работе.

Декоративная пластиковая крышка снята. Кстати, справа видна новая трубка системы охлаждения

В общем-то, ничего сложного: снимается пластиковая крышка, откручивается модуль зажигания, откручивается клапанная крышка, снимается старая прокладка, ставится новая прокладка.

Приключения начались после сборки. Мотор завелся без вопросов, но вот работал он крайне неустойчиво, с вибрациями, норовил заглохнуть, и один раз даже заглох на сбросе газа. Все это сопровождалось шипением при работе. Что тут сделаешь – только подключишь сканер. Благо, для таких ситуаций хватает выше крыши обычной «читалки» OBD2 на базе ELM327. Ну, так и есть, ошибка P0171 (бедная смесь), коррекции убежали к 35%. Странно, но «чек» по данной ошибке этот опель зажигает не сразу, а через некоторое время.

Ну, примерно картина ясна: где-то образовался существенный подсос неучтенного воздуха. Блок управления по показаниям расходомера рассчитывает необходимое количество топлива и ожидает получить от лямбда-зонда показания, соответствующие стехиометрическому составу топливовоздушной смеси. Получает, однако, информацию о бедной смеси. Неудивительно, ведь фактически воздуха гораздо больше, чем показывал расходомер. Раз так – блок управления увеличил время открытия форсунок (та самая коррекция) на некоторую величину, но лямбда-зонд все равно «говорит» о бедной смеси.
Хорошо, тогда на тебе еще коррекцию в плюс! Все равно мало. Так, мало-помалу, блок управления добрался до максимума коррекции, как раз в районе 35%, и по достижении этого максимума сформировал системную ошибку P0171. «Системная ошибка» — это та, которая говорит о некоей глобальной неправильности работы системы, а не о неисправности конкретного узла.

Что ж, в целом проблема понятна: «подсос воздуха».
Осталось понять, где и почему он происходит. Вообще-то, такие неисправности хорошо решать с помощью дымогенератора, и правильные диагносты такой инструмент в хозяйстве обычно имеют. У нас, однако, потребность в диагностике возникает примерно раз в полгода, и таким девайсом мы не обзавелись. Потому остается только проверять руками. Очевидное предположение: при снятии клапанной крышки выдернули какую-нибудь из трубочек во впуск, благо на моторе A14NET впускной коллектор представляет из себя монструозную конструкцию с какой-то неимоверной тьмой этих самых трубочек. В качестве «дешевой замены» дымогенератору используем очиститель дроссельной заслонки в аэрозоле. Распыляя его на «подозрительные» места, можно по звуку двигателя и/или по показаниям топливной коррекции понять, не стала ли смесь богаче (очиститель – вполне себе горючее вещество). И нашли: распыление в районе первого цилиндра как раз приводило к тому, что мотор начинал работать ровнее.

Но вот дальше тупик, все доступные трубочки полностью целые и красивые. Дальнейшая трехчасовая органолептическая диагностика результатов не дала, а следующие клиенты по записи тоже ждут внимания.
Потому уверенно озвучили предварительный диагноз: «неведомая фигня», и решили так: клиента пока отправляем «как есть», а вечером или на следующий день он возвращается и добиваем до победного.

Решение оказалось правильным – буквально через час клиент позвонил и сообщил, что:
— машина существенно потеряла в динамике
— периодически сильно дымит
— из-под машины капает масло

«Ну твою же мать!», — подумал мастер-приемщик, а вслух сказал: «Привозите машину, все решим». И правильно сделал. Под капотом у машины оказалось вот такое:

Клапанная крышка сзади.

Та самая «тысяча трубочек на впуск»…
Масло, обильно брызгающее из-под клапанной крышки – это что-то новое в нашей практике. Так подумал мастер, а вслух сказал что-то не очень внятное, но очень продолжительное и нецензурное.

Ларчик открылся просто: прокладка сначала устанавливается в специальные пазы в клапанной крышке, потом клапанная крышка переворачивается в штатное положение и ставится на мотор.
Прокладка в пазах держится не очень плотно и норовит выпасть. Так случилось и здесь – в одном месте она легла неправильно, не обеспечив должного уплотнения. Через это место и брызгало масло. Резюме: рекомендуется крепить прокладку в клапанной крышке на пару-тройку капель герметика – чисто для удобства монтажа и не более того. После этого проблема ушла.

Но это отвечает только на вопрос об утечке масла, а есть еще вопрос о причинах подсоса воздуха. Тут все просто. В любом современном двигателе внутренние полости сообщаются с впускным коллектором. Это сделано для того, чтобы картерные газы попадали в камеру сгорания и сжигались там. Фактически, внутри двигателя поддерживается постоянное чуть пониженное (относительно атмосферного) давление. То есть, впуск «тянет» воздух не только из воздухозаборника, но и изнутри двигателя. Но двигатель герметичен и много оттуда не «высосешь», поэтому это не влияет на смесеобразование.

А в нашем случае внутренняя полость двигателя была негерметична, из-за чего во впуск подсасывалось изрядное количество воздуха в обход расходомера. Что и приводило ко всему вышеописанному балету.

У автомобилей Opel есть еще одна особенность этой системы. В клапанной крышке есть мембрана, а за мембраной – отверстие «наружу». Это факт.
Далее идут предположения. Судя по всему, мембрана призвана выпускать картерные газы наружу в случае, если их давление превышает атмосферное – чтобы избыточным давлением не начало «выдавливать» уплотнения двигателя. Мембрана эта есть как минимум на A14NET, Z18XER, A16LET, а скорее всего, и на других моторах (необходимо уточнять). В любом случае, выглядит она узнаваемо и характерно:

Эта мембрана (обведено красным на фото выше) имеет обыкновение рваться при ряде условий – то ли из-за пробега, то ли из-за каких-то других причин. Это характерная «болячка» автомобилей Opel. В этом случае во впуск опять же начинает активно «сосать» воздух. Отверстие в атмосферу в этом случае выполняет роль «свистка», и звук опознать при некотором навыке несложно. Что очень мило – в оригинале эта мембрана не поставляется, и конструктив не предполагает ее замены – только замена клапанной крышки в сборе. На практике, правда, есть и неоригинальные мембраны, и умелые руки могут заменить ее, оставив хотя бы половину защелок целыми, но это уже относится к категории общеизвестных фактов, о которых поисковики и так выдают достаточно информации.

Резюмируя все вышесказанное:
Аккуратность и внимание при выполнении даже простейших операций гарантируют отсутствие дополнительных неоплачиваемых работ (суммарно полдня неоплачиваемых работ ушло на поиски неисправности, которую мы сами же и внесли).
Как ни странно, но при ошибках, связанных со смесеобразованием на автомобилях Opel стоит, помимо стандартных маршрутов поиска неисправности, проверить затяжку болтов клапанной крышки.
Подвеску ремонтировать куда выгоднее, хотя и менее интересно с познавательной точки зрения.