Устройство и принцип работы системы вентиляции картера двигателя

Принцип работы клапана вентиляции картерных газов

 Во-первых, давайте обсудим его функцию, чтобы вы лучше поняли причины возникновения симптомов. Понимание этого поможет вам лучше понять систему при ее проверке и тестировании.

Вплоть до конца 1950-х годов автомобильные двигатели выпускали «взрывные» газы – несгоревшее топливо – для предотвращения повреждения двигателя. Проблема была в том, что эти газы наносили вред окружающей среде, что очень плохо.

Когда двигатель вашего автомобиля работает, топливовоздушная смесь поступает в каждый цилиндр. Сотни мощных взрывов происходят, чтобы высвободить энергию топлива, производя высокотоксичные и вредные газы. После каждого процесса сгорания выпускной клапан направляет эти газы в выхлопную систему, где каталитический нейтрализатор превращает их в гораздо менее токсичные пары перед выпуском их в атмосферу.

Тем не менее, небольшое количество газа в камерах сгорания попадает в картер (блок двигателя) посредством утечки давления между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра.

Оставленные сами по себе, эти пары и будут разрушать ваш двигатель. Продувочные газы содержат углеводороды (несгоревшее топливо), угарный газ (частично сгоревшее топливо), твердые частицы, воду, серу и кислоту. Вместе эти вещества разъедают любой металлический компонент двигателя, к которому они прикасаются, разбавляют моторное масло, накапливают вредный осадок, ускоряющий износ деталей, и закупоривают небольшие проходы и шланги.

В 1961 году для решения этой проблемы была введена система PCV. Эта простая система контроля выхлопных газов использует вакуум двигателя, чтобы вытягивать продувочные газы из картера, проталкивая их вниз по впускному коллектору и обратно в камеры сгорания, где они возвращаются.

Тем не менее, система PCV выйдет из строя при плохом обслуживании системы двигателя.

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.

Клапан картерных газов

Способы проверки картерных газов

Необходимо открыть крышку на капоте и отвернуть крышку маслозаливной горловины, но не стоит откручивать ее полностью и снимать. Далее нужно завести мотор и посмотреть, что происходит с крышкой:

Если она прыгает, но не слетает, значит есть давление, и газы прорываются. Это нормально.

При разряжении крышку присасывает, это свидетельствует о проблемах с впускным коллектором. В данном случае в картере создается вакуум.

Когда ее сильно подкидывает, такое явление означает, что просели кольца.

Второй способ диагностики — завести двигатель и открыть крышку полностью. Если она слегка присасывается во время снятия, значит вентиляция работает нормально. Когда присасывание слишком слабое, а из горловины выходит дым, это свидетельствует о выходе из строя.

Присасывающаяся слишком сильно крышка также является признаком поломки. Скорее всего, клапан негерметичен, так как повреждена его мембрана. Если при работающем моторе масло брызгает из-под крышки и течет через форсунки, может потребоваться капитальный ремонт. Подобные проблемы обычно встречаются на машинах с большим пробегом и изношенным двигателем.

Третий способ даст результат, если система сильно забита. Нужно завести авто и извлечь щуп. Двигатель считается исправно работающим, когда при затыкании отверстия щупа ощущается легкое всасывание. Если появляется дым, значит механизм неисправен.

Проверка при помощи воздушного шарика

Данная методика используется при заглушенной вентиляции. Необходимо извлечь масляный щуп из трубки. Затем на нее надевают и закрепляют изолентой воздушный шарик или медицинскую перчатку. Можно также надеть его на место заливной пробки, но тогда придется следить, чтобы шар не засосало внутрь.

Далее заводится мотор, на минимальных оборотах в холостом режиме шарик должен слегка надуться и остановиться.

Когда за 5 минут шар почти не увеличивается в размерах или слишком сильно надувается, это значит, что вентиляция засорилась и работает слабо. Возможно, износились поршневые кольца.

Бывает, что шарик при установленных заглушках перестает увеличиваться в размерах. Это означает, что придется разбирать систему и смотреть, какой элемент засорился.

Чтобы проверить работоспособность клапана, при заведенном двигателе с силой зажимают трубку. Если в момент сжатия слышен щелчок, элемент исправен. Другой вариант — держать над клапаном лист бумаги. Листок должен парить в воздухе под воздействием газов. Если положить его над отверстием, он притянется.

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 БЦ 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.

Конструкция вентиляционной системы картера

На разных моторах, которые производятся различными производителями, описываемая система характеризуется собственной конструкцией. При этом в каждой из таких систем в любом случае имеется несколько общих компонентов. К ним относят:

• клапан вентиляции;
• маслоотделитель;
• воздушные патрубки.

Клапан необходим для корректирования давления газов, которые заходят во впускной коллектор. Если их разрежение является существенным, клапан переходит в закрытый режим, если несущественным – в открытый.

Маслоотделитель, которым располагает система, снижает явление формирования сажи в камере сгорания за счет того, что не позволяет масляным парам проникать в нее. От газов масло может отделяться по двум схемам:

• циклической;
• лабиринтной.

В первом случае говорят о маслоотделителе центробежного вида. Такая система предполагает, что газы вращаются в ней, и это приводит к оседанию масла на стенках устройства, а затем и его стеканию в картер. А вот лабиринтный механизм действует иначе. В нем картерные газы замедляют свое движение, благодаря чему и происходит осаждение масла.

Двигатели внутреннего сгорания наших дней, как правило, оснащаются комбинированными системами отделения масла. В них лабиринтное устройство монтируется после циклического. Это обеспечивает отсутствие турбулентности газов. Подобная система на данный момент без преувеличений идеальна.

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.

Принцип работы клапана вентиляции картерных газов – как работает

Проверка вашего клапана PCV

К сожалению, многие производители автомобилей не являются строгими в обслуживании системы PCV. Некоторые предлагают обслуживать систему каждые 20 000 или 50 000 миль (50-100 тысяч км.) Тем не менее, более частая проверка системы помогает предотвратить дорогостоящий ремонт и обеспечить бесперебойную работу двигателя.

Чтобы начать проверку системы PCV в вашем автомобиле, сначала найдите клапан вентиляции картерных газов и связанные с ним компоненты. В зависимости от вашей конкретной модели вы можете найти клапан на резиновой втулке на крышке клапана; на вентиляционном отверстии вокруг впускного коллектора; или ближе к одной стороне блока двигателя.

Имейте в виду, что некоторые новые модели вообще не имеют PCV; вместо этого вы найдете простой вакуумный шланг, идущий от крышки клапана до воздуховода. Другие могут иметь простой ограничитель на месте. Тем не менее, вы можете проверить ограничитель, шланги и другие компоненты.

Если вы не знакомы с системой PCV в своем автомобиле или не можете найти его, купите руководство по обслуживанию для конкретной марки и модели автомобиля в местном магазине автозапчастей. Руководство по послепродажному обслуживанию стоит около 20 долларов США и содержит инструкции для многих простых задач по техническому обслуживанию и ремонту. Если вы не хотите покупать копию прямо сейчас, поищите руководство в интернет.

К счастью, проверка системы не занимает много времени.

Проверьте детали системы PCV. Резиновые компоненты, такие как прокладки, уплотнительные кольца и шланги, разбухают, становятся твердыми и ломкими после постоянного воздействия высоких температур. Они начинают течь. При необходимости замените один или несколько из этих компонентов.
Осторожно отсоедините клапан и все шланги системы и осмотрите их. Если вы обнаружили, что шланги заполнены слизью, очистите их растворителем для лака и замените.
Многие модели двигателей используют простой недорогой клапан, и многие автовладельцы просто заменяют его через каждый интервал обслуживания

Другие  включают в себя нагревательные элементы и стоят дороже. Независимо от типа  PCV, который используется в вашем двигателе, всегда покупайте качественный, так как с большей вероятностью будет возможна более точная калибровка для конкретной модели двигателя.
На некоторых двигателях вы найдете сетчатый фильтр под клапаном. Некоторые производители автомобилей рекомендуют заменять фильтр каждые 30 000 миль или около того.
Большинство  PCV содержат подпружиненное устройство. Как только вы удалите клапан, встряхните его рукой. Вы услышите погремушку. Если вы этого не слышите, пришло время заменить клапан.

Некоторые транспортные средства, включая некоторые старые модели Ford Escort, оснащены небольшим полым пластиковым блоком без движущихся частей. Если у вас есть клапан такого типа, просто очистите его лаковым растворителем, если необходимо, и переустановите.

Работа редукционного клапана

При нормальном разрежении пружина не нагружается. При этом мембрана приподнята и газы пропускаются свободно.

При пониженном давлении диафрагма опускается и закрывает выход, преодолевая действие пружины. Тогда газы начинают движение через обходной путь — канал с калиброванным отверстием.

К сожалению, действуя положительно с одной стороны, система вентиляции картера двигателя создает проблему с другой. Выйдя из поддона, газы захватывают и частички смазки, загрязняя таким образом впускную систему. Кроме того, они оседают на поверхностях каналов выхода и деталях рециркулирующего клапана. Это ведет к сужению каналов и может стать причиной неисправностей в работе впрыска. Если же диафрагма будет заклинивать, то расход масла увеличится. Тогда придется менять клапан.

Чтобы предотвратить дорогостоящий ремонт, необходимо обращать внимание на появляющиеся пятна на уплотнениях двигателя, увеличении расхода горюче-смазочной жидкости и нестабильном функционировании мотора. Если вовремя подъехать в сервисный центр, проблему удастся решить в зародыше, пока она не успела нанести существенный вред агрегату

Уход за системой вентиляции картерных газов

Со временем в системе ВКГ накапливаются смолистые отложения, каналы и шланги от грязи забиваются. Чтобы вентиляция засорялась как можно реже, необходимо:

• заливать в двигатель качественное моторное масло, оно при угаре оставляет минимум отложений, еще рекомендуется заливать один и тот же сорт масла;
• заправляться на проверенных заправках хорошим топливом;
• если внутри двигателя скапливаются отложения, производить замену масла с промывкой.

Допускать сильного засорения СВКГ не следует, промывку системы необходимо делать регулярно. Понять, есть ли грязные отложения на внутренних деталях двигателя, не так сложно, достаточно снять крышку маслозаливной горловины и посмотреть на нее.

Большое количество нагара и грязи на крышке говорит о том, что такими отложениями покрыты и все внутренние детали двигателя, в таком случае необходима промывка всего мотора, а не только системы вентиляции. Еще СВКГ быстро забивается, когда ДВС исчерпывает свой ресурс, и требуется ремонт поршневой группы. Если двигатель не расходует масло, а в цилиндрах нормальная компрессия, тогда и вентиляция будет в полном порядке.

Что такое клапан рециркуляции картерных газов?

Появился он только на современных системах, и это реально полезное изобретение.

Как я писал выше первые поколения инжекторных систем, у которых картерные газы поднимались перед дросселем бала далеко от совершенства. Почему? ДА просто потому что, и дроссель и датчики расходомера и температуры воздуха, постоянно загрязнялись, на них образовывались нагар, масляная пленка и т.д. Через определенный интервал все это приводило к нестабильной работе двигателя, их нужно было постоянно чистить.

Следующее поколение такой системы исправили много ошибок:

Во-первых, сейчас газы подводятся после дроссельной заслонки. Что снижает загрязнение, как самого дросселя, так и датчиков.

Во-вторых, разряжение впускного коллектора нивелируется клапаном рециркуляции картерных газов.

Именно клапан все это предотвращает. Немного об устройстве.

У клапана есть две камеры — низкого и высокого давления. Через обе камеры проходит шток, который с одной стороны крепится к мембране, с другой стороны запирает камеру низкого давления.

Камера высокого давления связана напрямую с картером двигателя (есть один канал). Когда картерные газы начинают повышать давление, тогда мембрана отгибается и открывает камеру низкого давления (открывается второй канал), по сути, открывается прямой доступ до впускного коллектора, который высасывает всю «отработку» из картера.

После того как давление ушло, упало в камере высокого давления, тогда мембрана возвращается на свое место, закрывая камеру низкого давления.

Таким образом, постоянно, поддерживается нужное давление в картере (чуть ниже 1 АТМ), во впускном коллекторе и т.д.

Конечно, понять, не так просто, но подробнее будет в видео.

Когда требуется диагностика вентиляции картерных газов

Когда автомобиль исправен, проверку можно не проводить. Но после капитального ремонта мотора подобная процедура обязательна. Она позволяет убедиться в точном геометрическом соответствии подобранных деталей. Рекомендуется проведение осмотра при подозрительно высоком расходе масла в машинах с открытыми вентиляционными системами.

Если система закрытая, диагностику осуществляют при попадании масла во впускной коллектор. Эта операция может производиться с целью обнаружения повреждений двигателя. Например, часто проблемы бывают вызваны износом уплотнителей стержней клапанов или поршневых колец.

Вентиляция способна достаточно долго прослужить, так у нее простая конструкция. Обычно встречаются только две поломки, первая — забиваются сепараторы клапанной крышки. Второй вариант — выход клапана из строя.

Клапан работает в нескольких режимах, а его положение зависит от состояния двигателя. На холостом ходу он открывается частично и не пропускает газы полностью. По мере открытия дроссельной заслонки зазор увеличивается.

Когда двигатель заглушен, зазор закрывается до конца. Если клапан закоксовывается или лопается, то начинает работать неправильно. В такой ситуации он всегда открыт или наоборот, закрыт.

Вентиляция картерных газов авто семейства Ауди/ Фольксваген

СВКГ на многих автомобилях Фольксваген, Ауди, а также Seat и Skoda, устроена относительно сложно, так как имеет целую систему пластмассовых и резиновых патрубков. В процессе эксплуатации двигателя шланги в системе со временем закоксовываются, и тогда требуется чистка всех элементов вентиляции. Некоторые автовладельцы машин, не находя времени и желания на прочистку системы, раньше решали проблему просто – в обход штатной СВКГ на клапанной крышке устанавливали шланг и выводили газы в атмосферу.

У этого способа есть большие минусы:

• газы загрязняют окружающую среду;
• водителю и пассажирам в салоне приходится самим дышать вредным выхлопом, так как трубка выводится под капот.

На современных моторах VAG уже трубки отвода никто не устанавливает, и в случае засорения системы автовладельцы производят прочистку. Рассмотрим СВКГ на примере турбированного 4-цилиндрового двигателя AEG 2.0 л, работающего на бензиновом топливе.

Картерные газы на моторе VAG отводятся не сверху, с клапанной крышки, как сконструировано на многих ДВС, а с блока цилиндров (БЦ). На отверстии, расположенном с правой стороны БЦ, устанавливается маслоотделитель.

Какую функцию выполняет маслоотделитель, можно понять из названия – это устройство не позволяет подниматься маслу по трубкам в систему вентиляции. В СВКГ проходят только газовые пары, сама смазка остается в масляной системе. Чтобы масло не текло, между маслоотделителем и блоком устанавливаются уплотнительные прокладки.

К маслоотделителю крепится пластмассовая трубка, между шлангом и трубкой располагается тройник, в нем

устанавливается КВКГ.

Клапан имеет три режима работы, на холостых и больших оборотах он закрывается, в открытом состоянии находится при средних оборотах ДВС. Исправный КВКГ продувается только в одну сторону. На другом конце шланга крепится эжекционный насос, который усиливает разрежение в системе.

Эжекционный насос соединяется с выпускным коллектором, а от тройника еще отходит металлическая трубка, которая ведет к редукционному клапану.

Редукционный клапан (РК) работает приблизительно по тому же принципу, что и КВКГ, только он перекрывает более широкий канал. Проверяется РК также с помощью продувания – если из бокового отверстия при полностью закрытом нижнем канале воздух проходит, это означает, что РК неисправен.