На современных двигателях вентиляция картера довольно сложная система. Нарушение работы вентиляции приводит к сбоям в работе мотора, а также к снижению его ресурса. Обычно проблемы с этой системой характеризуются следующими симптомами:
• падение мощности;
• повышенный расход топлива;
• быстрое и сильное загрязнения дроссельной заслонки и регулятора холостого хода;
• масло в воздушном фильтре.
Большинство этих признаков можно отнести и к другим неисправностям, например, к сбоям в работе системы зажигания. Поэтому при диагностике рекомендуется проверять и систему вентиляции картера. По мере износа силовой установки в картер попадает всё больше сажи, нагара и других загрязнений.
Со временем они откладываются на стенках каналов и патрубков.
Неисправная система вентиляции картера может доставить немало проблем в зимний период. В карьерных газах всегда присутствуют частички воды, попадая в систему вентиляции, они могут конденсироваться в пар и скопиться в любом месте. Когда двигатель остывает вода, естественно, застывает и превращается в лёд, перекрывая каналы. В запущенных случаях каналы и патрубки закупориваются настолько, что в картере повышается давление и выдавливает измерительный щуп, весь моторный отсек при этом забрызгивает маслом. Случится это может на моторе с любым пробегом, исключением являются двигатели м дополнительным подогревом картера.
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.
Для успешного отвода наиболее важными частями являются отсасывающая трубка, PCV и вентиляционные шланги.
Это схематический обзор описанного выше процесса для автомобилей 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.
PCV. 3 — Мембрана клапана
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)
4 — Маслоотделитель
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
5 — Распространенные неисправности: засорение PCV или маслоотделителя
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
6 — Обслуживание системы PCV имеет ключевое значение
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.
Управление прорывами газов в двигателе с помощью систем вентиляции картера
Содержание:
- Введение
- Что такое прорыв?
- Как создается прорыв?
- Как чрезмерный прорыв газов вредит двигателю?
- Что такое вентиляция картера?
- Какие существуют типы систем вентиляции картера?
- Каковы преимущества системы вентиляции картера?
- Регулятор давления в картере
- Снижение расхода масла
- Повышение эффективности двигателя
- Защита окружающей среды
- Соблюдение экологических норм
- Полная система. Больше, чем просто «Картерный фильтр»
- Заключение
Введение
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.
Что такое Blow-by?
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.
Как создается прорыв?
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».
Как чрезмерный прорыв газов вредит двигателю?
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.
Что такое вентиляция картера?
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.
Какие существуют типы систем вентиляции картера?
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.
Каковы преимущества системы вентиляции картера? 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.
Регулирование давления в картере 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.
Снижение расхода масла Картерный фильтр очищает выбрасываемые картерные газы, чтобы убедиться, что они не содержат загрязнений, прежде чем они будут выпущены 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.
Повышение эффективности двигателя 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)
Защита окружающей среды 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.
Соответствие нормам по охране окружающей среды 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.
Полная система. BeyondJust A «Картерный фильтр» 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.