Содержание:
Клапан рециркуляции (PCV-клапан) входит в систему вентиляции картера двигателя автомобиля.
Составные части СВКД (системы вентиляции картера двигателя):
Двигателю внутреннего сгорания необходим воздух, поступающий на постоянный основе, чтобы не возникало перегрева и он мог работать корректно, — для этого и нужен клапан рециркуляции картерных газов. И этот же клапан отвечает за снижение вредных веществ, попадающих в атмосферу, и не дает образовываться лишнему нагару на деталях.
Газы сгорают в цилиндрах, а также примеси и масла.
Если в результате неисправности клапана вся систем начинает давать сбой, то обязательно возникнуть неполадки с автомобилем. Масло будет подтекать из прокладок (как следствие возросшего давления в двигателе, а это неизбежно при неверно функционирующем клапане).
Конструкция клапана рециркуляции:
Клапан рециркуляции картерных газов находится в двигателе. Мотор соединен с впускным коллектором, в который засасываются газы, после чего попадают в камеру сгорания. За счет наличия клапан рециркуляции газы двигаются только в одну сторону, от мотора, и не могут попасть обратно. Этот механизм направляет газы во вне с помощью большого и маленького отверстий, создавая три потока.
Принцип работы клапана картерных газов основан на эффекте разряжения, происходящем во впускном коллекторе, и на разнице давлений перед клапаном и за ним. При помощи вакуумного преобразователя приходит в движение вал этого клапана, и запускается система рециркуляции.
Виды систем рециркуляции на современных авто:
О неисправности может говорить появившийся посторонний неприятный запах и копоть на выходе двигателя, а также излишнее расходование моторного масла. Все это может привести к проблемам с зажиганием и с впрыском в том числе. Поэтому важно следить за состоянием системы рециркуляции газов, чистить и заменять детали по мере необходимости.
При неисправности иногда бывает достаточно заменить мембрану клапана, а иногда весь клапан целиком.
Вы можете самостоятельно проверить, исправен ли клапан рециркуляции газов.
.Если вы чувствуете, что создается вакуум, значит, клапан исправен. Когда вы отнимите палец, то услышите щелчок. Если этого не происходит, значит, клапан нуждается в замене.
Исходя из всего вышесказанного хочется сказать, что клапан рециркуляции и вся СВКД — важные части автомобиля, которые требуют внимательного отношения и своевременной замены. Старайтесь покупать детали для замены только в надежных местах и проверенных компаний-производителей для сохранности вашего автомобиля.
Система рециркуляции картерных газов - один из способов спасения атмосферы Земли
Двигатель
Как бы ни были совершенны современные технологии, но сделать абсолютно герметичной пару трения «зеркало цилиндра – поршневые кольца» пока невозможно. Поэтому при работе двигателя внутреннего сгорания в масляном поддоне скапливаются продукты сгорания топливо-воздушной смеси.
Доктор технических наук А. Хааген-Смит из Технологического института города Пасадены выяснил, что недогоревшие картерные газы автомобильных двигателей - главный компонент городского смога.
Картерные газы попадают в поддон через неплотно прилегающие к стенкам цилиндра поршневые кольца, снижают срок эксплуатации масла, ухудшают отвод тепла от цилиндров и создают избыточное давление на все уплотнения в блоке. Избежать избыточного давления в картере помогает система рециркуляции картерных газов.
Сначала система выглядела просто - из картера выводилась трубка, которая выпускала газы в атмосферу, загрязняя ее. Однако со временем нормы по выбросу вредных веществ автомобилями стали гораздо строже, и производитель может столкнуться с запретом на продажу модели в той или иной стране. С учетом этих требований была разработана замкнутая система вентиляции, получившая название «система рециркуляции картерных газов».
В современной замкнутой системе газы не выбрасываются атмосферу - их направляют обратно в двигатель, который в данном случае выступает как "дожигатель". Выведенная из картера трубка, по которой выходят газы, другим концом присоединена к впускному коллектору, через который они попадают в камеру сгорания. Часть газов сгорает в момент вспышки топлива, а остаток выбрасывается в атмосферу через систему выпуска. Незначительная часть газов вновь попадет в картер двигателя. Таким образом, процесс идет непрерывно, с определенной положительной динамикой.
В верхней части картера располагается маслоотделитель в виде полой коробки. В ней находится маслоотражатель, в задачу которого входит максимально освободить картерные газы от частиц «уносимого» ими масла. Коробка маслоотделителя имеет вывод для трубопровода вентиляции картера. Далее на пути газов установлен клапан принудительной вентиляции картера. Для нормальной работы двигателя разрежение в картере должно всегда поддерживаться на определенном уровне, и для этого клапан откалиброван на три варианта срабатывания.
Вариант 1. В пространстве за дросселем создается очень низкое давление - 500 …- 700 mBar, что неприемлемо для системы вентиляции. В эти моменты поршень клапана под действием разряжения запирает клапан, преодолев сопротивление пружины.
Проверить исправность клапана на холостом ходу можно, сняв крышку маслозаливной горловины и положив листок бумаги, который должен подниматься и опускаться, повторяя движения мембраны
Вариант 2. При полном открытии дросселя давление равно атмосферному или превышает его, скажем, при работе установленной на двигатель турбины, и может достигать + 500 +700 mBar. Поршень в этом случае под действием давления закрывает клапан для прохода газов.
Вариант 3. При нормальном давлении поршень занимает среднее положение, отвод картерных газов стабилен.
Проверить это можно так: листок бумаги «присосется» к заливной масляной горловине при увеличении оборотов до 2000-3000 об/мин.
При работе двигателя на высоких оборотах, когда во впускном коллекторе возникает давление, равное атмосферному или даже превышающее его, прорыв газов в картер увеличивается. При наличии турбокомпрессора во впуске, наоборот, образуется слишком большое разрежение, и его необходимо уравновесить. Для этих целей служит редукционный клапан, срабатывающий за счет разряжения в впускном коллекторе в момент открытия заслонки. Механизм клапана вставлен в корпус из пластика с входным и выходным штуцерами и состоит из двух полостей, мембраны и пружины.
Когда разрежение находится в пределах нормы, пружина клапана не нагружена, мембрана приподнята, и картерные газы могут свободно проходить через открытый штуцер.
В США необходимость снабжать двигатель системой вентиляции картерных газов закреплена законом с 1961 года
Когда давление слишком низкое, диафрагма начинает уходить вниз, преодолевая усилие пружины, и закрывает основной выход. В этот момент картерные газы устремляются в обходной канал с калиброванным под определенную пропускную способность отверстием.
Однако, решая одну проблему, система рециркуляции картерных газов создает другую. Газы, выводящиеся из поддона, несмотря на маслоотделитель, захватывают с собой частички масла в виде масляного тумана, который постепенно загрязняет систему впуска. Это вызывает сбои в работе двигателя. Помимо этого частицы масла осаждаются на внутренних поверхностях каналов выхода газов и элементах клапана рециркуляции. Проходное сечение каналов со временем уменьшается и ведет к выходу клапана рециркуляции из строя, что может привести к нарушению в работе впрыска, вплоть до полного ее отказа. При заклинивании диафрагмы повышается расход масла. В таких случаях клапан подлежит замене.
Если своевременно не производить замену шлангов, которые рекомендуется менять вместе с клапаном рециркуляции, наступает их естественное старение, ведущее к появлению трещин и разрывов. При появлении масляных пятен в районе уплотнений двигателя, увеличении расхода масла и топлива, а также нестабильной работе двигателя лучше сразу обратиться в сервис для проведения диагностики работы систем двигателя и системы рециркуляции в частности, чтобы избежать дорогостоящего ремонта в будущем.
Клапан принудительной вентиляции картера или PCV играет решающую роль в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания, поскольку он помогает двигателю справиться с так называемым явлением прорыва газов. . Однако из-за того, что система настолько проста и требует минимального обслуживания, это означает, что ею часто пренебрегают, что приводит к засорению PCV или маслоотделителей . Далее мы выделим важную функцию PCV, опишем его компоненты и принцип их работы, а также наиболее распространенные проблемы, которые могут возникнуть с этим компонентом.
При работе двигателей внутреннего сгорания, в основном в фазах сжатия и рабочего такта, происходит небольшое, но неизбежное прохождение газов мимо поршневых колец, называемое продувкой. явлением . В фазе сжатия картерные газы представляют собой впускные газы, смешанные с углеводородами, а после взрыва в фазе рабочего такта картерные газы могут также содержать некоторое количество выхлопных газов.
Картерные газы попадают в корпус картера , где они повышают давление. Удаление этих паров необходимо по нескольким причинам:
Для успешного отвода наиболее важными частями являются отсасывающая трубка, PCV и вентиляционные шланги.
Это схематический обзор описанного выше процесса для автомобилей с турбонаддувом:
Удаление картерных газов в автомобилях с турбонаддувом
Поскольку система PCV всасывает воздух и выхлопные газы во впускной коллектор, она оказывает такое же влияние на воздушно-топливную смесь, как и утечка вакуума. Это компенсируется системой впрыска топлива . Следовательно, пока все работает правильно, система PCV не оказывает чистого влияния на экономию топлива, выбросы или производительность двигателя.
Современные клапаны принудительной вентиляции картера сконструированы иначе, чем старых металлических клапанов, хотя принцип их действия аналогичен.
Old PCV Новый PCV
Система PCV состоит из пяти основных деталей, представленных схематично ниже:
PCV Система: Основные детали
PCV.
При низком разрежении в трубопроводе системы впуска или при повышении давления картерных газов клапан 9Диафрагма клапана 0003 открывается, пропуская картерные газы во впуск.
Когда во впускной системе создается разрежение, диафрагма закрывается и прерывает поток газов из картера во впускную систему, таким образом устраняя проблему слишком большого вакуума в масляном поддоне.
Мембрана клапана (закрытая)
0003 имеет тенденцию образовываться масляный туман . Этот туман циркулирует через вентиляционные трубы двигателя и PCV, образуя углерод во впускной системе и камерах сгорания. Вот почему многие автомобили содержат маслоотделитель . Эта часть находится перед PCV и служит для конденсации масляного тумана и возврата капель масла в картер, предотвращая их попадание во впуск, тем самым вызывая меньшее нагарообразование.
Маслоотделитель
Хотя система PCV обычно считается безотказной, засорение PCV или маслоотделителя является довольно распространенной проблемой. Накопление отложений масла и топливного шлама и/или шлама внутри PCV или декантера может ограничивать или даже блокировать поток паров. Забитый или забитый клапан PCV не может втягивать влагу и пары из картера. Это может привести к накоплению шлама, повреждающего двигатель, а также к повышению давления, которое может вызвать 9Масло 0003 на течь через прокладки и сальники.
Забитый шланг PCV также создаст избыточное давление в картере двигателя, что может привести к другим отказам системы . Например, если давление в картере слишком высокое в двигателях с турбонаддувом, оно будет передаваться в возвратную масляную линию турбонагнетателя. Слив масла турбокомпрессора затруднен, и масло будет вытекать со стороны турбины, что приведет к увеличению расхода масла. Следовательно, становится также трудно обновлять масло, смазывающее вал турбонагнетателя. Это масло в конечном итоге сгорает, и вал повреждается из-за отсутствие смазки .
Другая ошибка возникает, если клапан становится постоянно открытым , либо из-за застревания внутренней мембраны в этом положении, либо из-за разрыва. Результатом является чрезмерный, неконтролируемый поток воздуха через трубы, создающий неустойчивый холостой ход, затрудненный запуск или даже пропуски зажигания двигателя . Автомобили с впрыском топлива с лямбда-зондом обнаруживают любые изменения в топливно-воздушной смеси и компенсируют их, увеличивая или уменьшая краткосрочную и долгосрочную корректировку подачи топлива (STFT и LTFT). Небольшие исправления не вызывают проблем, но большие исправления приведут к бедной смеси и прямому коду неисправности (DTC) при включении Лампа индикатора неисправности (MIL).
Лампа индикации неисправности
Если клапан остается открытым в течение длительного времени, пары масла, образующиеся (в основном) при высоких оборотах, могут попасть во впускной коллектор, где они конденсируются. При последующем сгорании моторного масла образуется белых дыма .
Повреждение из-за заклинивания клапана в открытом положении
Поскольку система PCV относительно проста и требует минимального обслуживания, ее часто упускают из виду. Обычный интервал замены для многих PCV составляет 100 000 километров, однако во многих двигателях PCV никогда не требует замены. В руководствах по эксплуатации многих последних моделей автомобилей даже не упоминается рекомендуемый интервал замены PCV, рекомендуя лишь «периодически» «осматривать» систему.
Большинство PCV действительно служат долго, но они могут изнашиваться или засоряться , особенно если владелец транспортного средства пренебрегает регулярной заменой масла, а это означает, что в картере скапливается шлам.
Признаки скопления шлама в картере
Рекомендуется периодически осматривать PCV и заменять их, если у вас есть сомнения в их способности работать правильно. Кроме того, как мы видели в предыдущей статье, многие клапаны имеют встроенную газовую трубку, которая со временем становится хрупкой. Вот почему проверка системы PCV должна быть стандартной частью вашей процедуры диагностики и обслуживания.
В этой статье обсуждается прорыв газов в двигателе, причины прорыва газов и использование систем вентиляции картера для борьбы с прорывом газов в двигателе. Мы объясняем различные типы систем вентиляции картера, представленные на рынке, и преимущества каждого типа. Обсуждаемые здесь двигатели относятся к категории поршневых двигателей внутреннего сгорания (RICE) и включают конфигурации с искровым зажиганием (двигатель SI) или с воспламенением от сжатия (двигатель CI). Стационарные двигатели используются для выработки электроэнергии (например, в режиме ожидания, пикового/сглаживания, основной мощности) и механического привода. (например, газовые компрессоры и насосы). Двигатели также используются в морских силовых установках, бортовых силовых установках и локомотивах.
Прорыв газов образуется, когда топливовоздушная смесь и продукты сгорания просачиваются через поршневые кольца двигателя. Топливовоздушная смесь под давлением и продукты сгорания просачиваются в картер двигателя через небольшие зазоры между кольцами и стенками цилиндров. Образовавшаяся смесь тумана смазочного масла и газов называется прорывом картерных газов.
В большинстве двигателей внутреннего сгорания используются поршни, клапаны и валы для преобразования энергии контролируемых взрывов в механическую энергию. Поршни - это сердце и душа двигателя. Они перемещают газы через двигатель и используют энергию, создаваемую во время рабочего такта. В двигателе поршни соединены с вращающимся коленчатым валом и движутся в прямолинейном направлении внутри неподвижного полого цилиндра. Коленчатый вал воспринимает линейное движение поршней и преобразует его во вращательное движение, которое можно использовать для привода электродвигателей генераторных установок, компрессоров и другого вращательного оборудования. Область двигателя, в которой находится коленчатый вал, называется картером.
Когда поршень завершает свое движение от нижней части цилиндра к верхней или от верхней части цилиндра к нижней части, это движение называется тактом. Когда двигатель называют двухтактным или четырехтактным, это указывает на количество тактов, необходимых для завершения цикла сгорания. В этой статье мы сосредоточимся на четырехтактном типе и четырех тактах, которые происходят в следующем порядке: впуск, сжатие, мощность и выпуск. Прорыв картера происходит во время такта сжатия и рабочего такта.
Как правило, новые двигатели имеют более низкий уровень прорыва газов по сравнению со старыми изношенными двигателями. По мере работы двигателя внутренние компоненты камеры сгорания начинают изнашиваться, что приводит к увеличению зазоров между стенками цилиндров и поршневыми кольцами. Этот износ позволяет большему количеству картерных газов просачиваться через поршневые кольца в картер двигателя. Хорошее эмпирическое правило состоит в том, что от «изношенного» двигателя следует ожидать в два раза больше прорыва газов, чем от «нового».
Выхлопные газы двигателя необходимо выпускать из картера, чтобы предотвратить некоторые проблемы. Общие проблемы включают:
● Чрезмерное давление в картере - Повышенное давление в картере двигателя может привести к утечке масла через уплотнения двигателя, что способствует его потере.
● Повышенный расход масла - Когда прорыв газов содержит большое количество масляного тумана, который выбрасывается в атмосферу и не регенерируется, эффективность системы смазки двигателя может снизиться из-за чрезмерного расхода масла.
● Снижение мощности двигателя - Когда картерные газы направляются обратно через впускной патрубок двигателя (закрытый картер). Масло и другие загрязняющие вещества могут покрывать внутренние компоненты двигателя, такие как турбокомпрессоры и промежуточные охладители, что может значительно снизить эффективность и производительность.
Вентиляция картера — это процесс вентиляции или удаления картерных газов из картера двигателя для предотвращения чрезмерного повышения давления внутри двигателя. Картерные газы смешиваются с масляным туманом и другими загрязнителями, которые могут повредить внутренние компоненты двигателя и загрязнить окружающую среду. Высокоэффективный фильтр вентиляции картера необходим для очистки выпускаемых газов перед возвратом на впуск двигателя или выпуском в окружающую среду.
В зависимости от установки и требований к выбросам картерные газы удаляются с помощью двух типов систем: открытой вентиляции картера (OCV) и закрытой вентиляции картера (CCV).
Системы OCV применяются при выбросе картерных газов в атмосферу. Система OCV может представлять собой простую низкоэффективную систему с низким противодавлением, сапун из проволочной сетки или включать высокоэффективный коалесцирующий элемент, предназначенный для улавливания большого количества масляного тумана. Наиболее эффективные системы OCV объединяют высокоэффективный коалесцирующий фильтр с источником вакуума и механизмом регулирования давления в картере. Преимущество использования открытых систем вентиляции картера заключается в том, что возможность загрязнения и скопления масла внутри турбокомпрессора и промежуточных охладителей сводится к минимуму. Это особенно важно для свалочного газа, биогаза, синтез-газа и других объектов, где качество газа может быть проблемой (Solberg SME и ACVB).
Системы CCV применяются, когда картерные газы направляются обратно на впуск двигателя. В большинстве случаев он будет проходить перед турбиной (крыльчаткой компрессора) и после воздухоочистителя двигателя. Некоторые из них будут направляться в выхлоп двигателя. Поскольку экологические нормы становятся все более строгими, использование систем закрытой вентиляции картера (CCV) растет. Отвод картерных газов обратно через впускной тракт двигателя позволяет операторам контролировать общие выбросы через выхлопные газы двигателя и устранять источник выбросов. Закрытые системы вентиляции картера подходят для многих типов установок, особенно если в CCV встроена технология регулирования давления (Solberg ACV).
Оба типа систем могут эффективно регулировать давление в картере и соответствовать экологическим нормам. Дополнительную информацию см. в таблице 1.1 ниже.
Хорошо спроектированная и правильно подобранная система вентиляции картера значительно помогает поддерживать надежность двигателя и со временем снижает затраты на техническое обслуживание. Это снизит расход моторного масла и повысит эффективность и производительность двигателя. Он делает это, регулируя давление в картере в заданном диапазоне и улавливая масло, уносимое картерными газами.
Давлением в картере можно управлять с помощью впуска двигателя в качестве источника вакуума (CCV) или внешнего источника вакуума, такого как регенеративный вентилятор (OCV). В любом случае уровень вакуума необходимо регулировать, чтобы обеспечить поддержание давления в картере в заданном диапазоне. Обычно это достигается с помощью ручных клапанов, автоматических клапанов или приводов с регулируемой скоростью. Для систем CCV прогресс заключается в использовании автоматических клапанов регулирования вакуума, таких как те, что используются в линейках продуктов Solberg серий ACV и ACVB. Для систем OCV наиболее распространено ручное управление клапаном, однако другие технологии, такие как системы рециркуляции (SME-R) и автоматическое механическое управление (Solberg ACVB), набирают обороты в широком спектре двигателей. Спецификации всасывания или давления в картере двигателя обычно находятся в диапазоне от (-3) до (+2) дюймов водяного столба, от (-7,5) до (+5) мбар или от (-0,75) до (0,5) кПа. Спецификации двигателей OEM различаются в зависимости от марки и модели двигателя, и лучше всего проконсультироваться с руководством по эксплуатации OEM для идеального диапазона рабочего давления в картере для конкретного двигателя.
Картерный фильтр очищает выбрасываемые картерные газы, чтобы убедиться, что они не содержат загрязнений, прежде чем они будут выброшены в окружающую среду или возвращены на впуск двигателя. Масляный туман является основной проблемой при удалении картерных газов. Функция фильтра заключается в улавливании и объединении масляного тумана, захваченного картерными газами, и возвращении его в двигатель или в поддон для отработанного масла. При возврате масла в картер двигателя можно значительно снизить расход масла за счет вентиляции картера.
Как закрытая вентиляция картера (CCV), так и открытая вентиляция картера (OCV) удаляют загрязняющие вещества и загрязнения из картерных газов. Эффективность фильтра особенно важна для любого применения системы CCV. Высокоэффективные коалесцирующие фильтры очень эффективно уменьшают отложения на турбинах, промежуточных охладителях и других внутренних компонентах. Некоторые частицы и масляный туман все же проходят через фильтры. В конце концов, загрязняющие вещества будут накапливаться, что потенциально может повлиять на поверхности турбокомпрессора и снизить эффективность его работы. Следовательно, лучше всего выбирать фильтры с максимально возможной эффективностью при отводе картерных газов обратно через впуск двигателя.
(высокоэффективная фильтрация обычно составляет от 99 % до 99,97 % при 0,3 мкм)
Системы вентиляции картера с высокоэффективными фильтрами защищают от масляного тумана, дыма, запахов и других твердых частиц попадание в окружающую среду. Когда открытые системы вентиляции картера (OCV) выпускают неочищенные картерные газы в атмосферу, масляный туман скапливается в зданиях и на окружающем оборудовании, включая двигатель. По мере того, как масло скапливается на поверхностях, возникает опасность поскользнуться, а также возможна опасность возгорания. Скопление масляного тумана в плохо проветриваемых помещениях может вызвать проблемы с дыханием и раздражение глаз у персонала завода. Кроме того, утечки через уплотнения двигателя, вызванные избыточным давлением в картере, могут создать опасность поскользнуться для операторов установки.
Национальные или региональные агентства (EPA, IMO и т. д.) могут потребовать уменьшения или устранения картерных выбросов. Конкретные требования обычно зависят от типа топлива, стационарной или морской установки и режима работы (постоянный или резервный). Даже если ваш двигатель не подпадает под действие конкретных правил, лучше всего способствовать экологической ответственности и безопасности путем улавливания выбрасываемых масляных картерных газов.
Требования к вентиляции картера уникальны для каждой модели двигателя и места установки. Двигатели с каждым годом становятся все более эффективными и сложными. В результате продукты «один размер подходит всем» могут быть не лучшим решением для контроля выбросов и обеспечения оптимальной работы двигателя. Большинство современных высокоэффективных двигателей с низким уровнем выбросов требуют высокоэффективной фильтрации с минимальным противодавлением в картере двигателя. Специальная открытая или закрытая система вентиляции картера необходима для достижения целей по выбросам и выполнения конкретных требований. Полная система картера может включать определенную конфигурацию трубопровода, место установки, тип и расположение дренажной линии, консоли отработанного масла, место выхлопа, а также изоляционные кожухи для фильтров и трубопроводов.
Установка идеальной системы для конкретного двигателя, установки или морского судна поможет повысить производительность двигателя, безопасность и соответствие экологическим требованиям, а также повысить надежность и снизить общую стоимость владения. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно систем вентиляции картера, пожалуйста, свяжитесь с Solberg Manufacturing.
Таблица 1.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
