Система картерных газов

Картерными газами называют продукты сгорания топливо-воздушной смеси, которые прорываются через негерметичность сопряжения «цилиндр-поршень-поршневые кольца» в картер двигателя.

Строго говоря, определенное количество картерных газов присутствует в любом, даже абсолютно исправном двигателе. Другое дело, что допустимое их количество для современных двигателей составляет десятые доли процента. Однако по мере износа двигателя их количество многократно увеличивается. Постепенно оно становится настолько значительным, что это приводит к возникновению новых неисправностей двигателя. Одной из таких неисправностей является нарушение работы турбины.

Причины поломки турбины

Упрощенно влияние избыточного количества картерных газов на работу турбокомпрессора выглядит следующим образом:

• Образование нагара на лопастях компрессорного колеса.

Картерные газы у современных двигателей из соображений экологии посредством системы рециркуляции картерных газов (EGR) направляются на дожигание во впускной тракт. Т.е. они попадают на впуск турбины. Поскольку в их составе несгоревшее топливо, сажа прочие несгоревшие частицы, а также пары моторного масла, то при попадании в турбину данные вещества откладываются на ее поверхностях, что негативно влияет на балансировку турбины, а также ухудшает аэродинамические параметры крыльчаток.

• Течь масла через уплотнения турбокомпрессора.

Когда у двигателя износ цилиндро-поршневой группы становится существенным, резко возрастает количество картерных газов. Система вентиляции картеры уже не справляется с отводом их во впускной тракт и в картере двигателя начинает повышаться дваление. В некоторых случаях это приводит к возникновению течей, запотеваний масла через стыки, прокладки, сальники.

В отношении же турбины происходит следующий эффект:

Масло в корпус турбины поступает под давлением, равным давлению в системе смазки двигателя. Сливается же в картер двигателя из корпуса турбины самопроизвольно – «самотеком», за счет разности давлений на входе и на выходе из корпуса турбины. Когда же давление картерных газов возрастает, повышается давление на выходе из корпуса турбины и слив масла затрудняется. При этом давление масла в корпусе турбокомпрессора повышается. Уплотнение между масляной полостью и впускной (выпускной) полостью работает по принципу газодинамического затвора. Принцип действия – разность давлений в полостях обеспечивает препятствие для протечки масла.

Говоря простым языком, масло не потечет на впуск, а тем более на выпуск турбины, т.к. там выше давление. Но как только из-за увеличившегося давления картерных газов давление внутри корпуса турбокомпрессора поднимается, турбина начинает «кидать» масло даже будучи исправной. Если же имеется какой-то, пусть незначительный, износ, то этот эффект будет еще более ярко выраженный.

Для выяснения причин, по которым турбина «гонит» масло, рекомендуется выполнить следующее:

1. Измерить (или оценить по косвенным признакам) количество картерных газов, возникающих при работе двигателя в разных режимах.
2. Произвести диагностику турбокомпрессора на стенде, что позволит исключить влияние внешних факторов на турбину и дать объективную оценку его состояния.

При отсутствии неисправности турбины потребуется решение вопроса с повышенным количеством – раскоксовывание поршневых колец, либо замена деталей цилиндро-поршневой группы.

При наличии, по результатам диагностики, неполадок турбины, может потребоваться замена ремкомплекта турбины (при небольшом износе), либо картриджа, если повреждения (износ) существенны и многочисленны.

Все запасные части для ремонта турбин у нас имеются в наличии, поэтому ремонт Вашего турбокомпрессора на займет много времени.

Для того,чтобы идентифицировать турбокомпрессор,необходимо правильно «прочитать» информационную табличку,которая на нем установлена.

Ниже приведены фотографии информационных табличек наиболее распространенных турбокомпрессоров — Garrett,Mitsubishi,IHI,KKK,Holset с описанием нанесенной на них информации.

Прорывы газов в двигателе

Прорывы газов в двигателе имеют очень большое влияние на работу турбины. В картере двигателя внутреннего сгорания скапливаются газы и масляный туман, так называемые картерные газы — это может происходить из нескольких источников. Наиболее важным источником является прорыв газов камеры сгорания. В большинстве прорыв газов происходит при сгорании, когда давление в камере сгорания достигает максимума во время сжатия и воспламенения. При высоком давлении, утечка газов в картер происходит вокруг поршневых колец, т.к поршневые кольца имеют зазор. Через каналы вентиляции двигателя газы попадают во впускной коллектор. В простонародье говорят что двигатель «сапунит». Прорыв большого количества газов обусловлен износом поршневой группы двигателя, и имеет негативное воздействие на работу турбины.

Турбина установленная на двигателе имеет масло сливной канал, который выходит в поддон двигателя. Прорывы газов которые в первую очередь попадают в поддон двигателя создают давление в поддоне, тем самым усложняют слив масла с турбины. В среднем корпусе турбины есть масло наливная полость, которая при нормальной работе системы вентиляции двигателя практически не заполнена и масло которое подаётся для смазки турбины спокойно, без задержек стекает в картер. Но в случае если посмотреть на давление газа, и прорыв газов в присутствует в значительном количестве, то усложняется масло слив в турбине, тем самым турбина начинает наполнятся маслом и происходит утечка масла через холодную часть турбины.

Способ проверки газов

На многих СТО, этого не знают и когда производят диагностику турбины, делают вывод о том, что турбокомпрессор вышел из строя. Но установив турбину на стенд для проверки, утечек масла нет, турбина полностью сухая и признаков присутствия масла нет.

В инструкциях фирмы G/t есть описание того, что новую турбину запрещается ставить на двигатель если давление картерных газов превышает 10 мм. водяного столба. Это означает, что турбина не будет работать должным образом и возможно будет гнать масло, при не допустимом давлении газа.

Давление картерных газов можно проверить ротаметром, но такой прибор есть не в каждом СТО. Самый простой способ — это проверка давления картерных газов прибором который показан на картинке, и его можно собрать самостоятельно. Перед измерением необходимо пережать трубку сапуна с крышки ГБЦ, которая идёт в патрубок на впускной коллектор. В случае обнаружения превышения давления газов, нужно принять меры к их устранению.

Есть еще несколько способов проверки давления и количества картерных газов, но у каждого мастера как говорят свой подход к этому делу. Мы в обязательном порядке настаиваем на проверке картерных газов в при установке турбины на двигатель, т.к. от этого зависит работа турбины.

Причины повышенного давления картерных газов бензинового двигателя

• Регистрация
• Вход

• В начало форума
• Правила форума
• Старый дизайн
• FAQ
• Поиск
• Пользователи

Пачисть сетку в клапанной крышке и всё.

Вот у меня есть ещё предположение, по поводу патения патрубков.
Короче патрубок грубеет от времени и начинает потеть. Подтяжка хомута особо не помогает. (или не всегда)
Выводы сделал по причине.
Тоже потели патрубки, и подтягивал тож. А вот когда поменял их, то потения прекратились.
Так что вот так.

Если отсоединить толстый патрубок голова/ресивер — обороты увеличиваются.

сли это кольца залегли — потерялась бы динамика, но машина едет и совсем неплохо.

Yaffet писал(а):сли это кольца залегли — потерялась бы динамика, но машина едет и совсем неплохо.

Совсем не обязательно.Померь компрессию.Скорее всего износ ЦПГ.

Вот этого меньше всего бы хотелось. Пробег всего 85 тыс.

Yaffet писал(а): Если отсоединить толстый патрубок голова/ресивер — обороты увеличиваются.

Значит увеличилось количество и давление картерных газов.

Тоже потели патрубки, и подтягивал тож. А вот когда поменял их, то потения прекратились.

Если бы потели только патрубки я бы так не заморачивался. Сальники начали потеть, а это уже серьёзно.

И сетка: она скорее всего чистая, т.к. масла в патрубках к ресиверу нет и через (на что патрубок надевается) «сифонит» достаточно ощутимо, почти так-же, как и через пробку.

И износ ЦПГ: разве свечи не были бы в нагаре? Для сохранения динамики авто должна бы обогащаться смесь, а повышенного расхода нет, нагара на свечах нет.

Как работает система вентиляции картера, каких подлостей от нее ждать

Для чего предназначена система вентиляции картера двигателя, понятно из ее названия. Но почему картер необходимо вентилировать? Как показывает практика, точность ответа на этот вопрос сильно зависит от того, приходилось ли раньше тому или иному владельцу сталкиваться с проблемами, которые система вентиляции способна создавать. Если не приходилось, случается, что о том, из-за чего картер нуждается в вентиляции, равно как и том, как она реализуется, автовладелец может и не догадываться.

Все упирается в прорыв газов в картер. Как бы ни были хороши поршневые кольца, полную герметизацию пространства над поршнем, где происходит рабочий процесс, они обеспечить не могут. В результате под действием высокого давления из надпоршневого пространства в картер проникают не только продукты сгорания горючей смеси, но на такте сжатия и некоторая часть самой горючей смеси.

Если прорвавшиеся газы не отводить, давление в картере повышается, в результате чего картерные газы способны выдавить щуп масломера с последующим выбрасыванием масла из двигателя в моторное отделение и вызвать появление течей масла по прокладкам и сальникам. Вентиляция обеспечивает выравнивание давления в картере с атмосферным давлением, что позволяет избежать этих негативных последствий прорыва газов. Это и есть основная причина оснащения любого двигателя вентиляцией картера.

Однако в целую систему PCV (Positive Crankcase Ventilation) вентиляция превратилась благодаря экологии. Картерные газы токсичны. Поэтому широко применявшаяся некогда вентиляция с помощью сапуна с вытяжной трубкой, отводившей газы из картера прямо в атмосферу, примерно с середины 1960-х годов была запрещена сначала в США, а затем и в Западной Европе.

Сейчас сапуны открытого типа можно увидеть лишь на коробках передач, раздаточных коробках и других агрегатах, где их наличие обусловлено способностью воздуха от нагрева во время работы агрегата расширяться, из-за чего увеличивается давление внутри узла, что также чревато выдавливанием уплотнений и появлением течей.

В закрытых системах вентиляции, коими оборудованы все современные моторы, картерные газы отводятся во впускной коллектор, после чего возвращаются в цилиндры двигателя. Закрытые системы не сообщаются с атмосферой, а стало быть, не загрязняют окружающую среду углеводородными соединениями — несгоревшим топливом, продуктами неполного сгорания топлива, масляными парами, которыми насыщены картерные газы, а позволяют им с пользой догореть в цилиндрах.

Но только этим достоинства закрытой вентиляции не ограничиваются. Открытая вентиляция работала за счет разряжения, возникающего у среза вытяжной трубки, однако обязательным условием создания достаточного для интенсивной вентиляции разряжения было движение автомобиля — чем быстрее, тем разряжение выше. Работу закрытых систем обеспечивает разряжение во впускном коллекторе, поэтому вентиляция начинает функционировать сразу же с запуском двигателя. При этом небольшое разряжение создается и в картере, что повышает надежность уплотнений.

В недостатках — усложнение конструкции двигателя. Закрытая система вентиляции требует наличия каналов в блоке и головке цилиндров, а также патрубков и шлангов, по которым циркулируют картерные газы.

В картерных газах присутствует масляная взвесь, которую во избежание высокого расхода моторного масла на угар и загрязнения узлов системы питания, находящихся во впускном тракте, необходимо отделять. Поэтому должен быть предусмотрен маслоотделитель, иногда также называемый маслоуловителем, или маслоотстойником, и каналы, по которым собранное масло возвращается в поддон.

Помимо этого, сообщение картерного пространства с впускным коллектором оказывает влияние на работу двигателя по причине снижения разряжения в коллекторе и добавления к воздуху, поступающему в цилиндры двигателя, того или иного количества картерных газов, которое существенно изменяется в зависимости от режима работы силового агрегата.

Наконец, для нормального функционирования системы вентиляции требуется подвод свежего воздуха в картерное пространство, иначе вместо повышенного давления в картере, с которым вентиляция призвана бороться, возможен обратный эффект — чрезмерное разряжение.

Это общие положения, относящиеся к системам вентиляции, но что касается их исполнения на том или ином двигателе, то тут, как говорится, сколько производителей, столько и вариантов. Кроме того, на исполнение влияет экологический класс силового агрегата, тип двигателя — бензиновый или дизельный, наличие турбонаддува.

Например, маслоотделители могут быть встроенными в двигатель и при этом располагаться внутри клапанной крышки либо в блоке цилиндров, а могут быть выполнены как отдельный узел, расположенный на моторе.

В маслоотделителях используются лабиринтные и инерционные принципы улавливания масла. В первом случае поток картерных газов движется по каналам, резко изменяющим направление. При этом капельки масла оседают на стенках лабиринта, затем объединяются в крупные капли и стекают вниз, где попадают в сливные каналы и возвращаются в поддон двигателя.

В маслоотделителях центробежного типа капельки масла под действием сил инерции отбрасываются и прилипают к стенкам, а далее опять-таки стекают вниз.

Способы согласования работы системы вентиляции с работой двигателя тоже бывают разными. В карбюраторных моторах, двигателях с моновпрыском и нередко при распределенном впрыске вопрос решался с помощью двух каналов подвода картерных газов, один из которых выводили перед дроссельной заслонкой, а второй, заканчивающийся калиброванным отверстием (жиклером), — за ней. При работе на холостом ходу газы поступали по каналу с жиклером за дроссельной заслонкой, но когда по мере открытия дроссельной заслонки и увеличения оборотов коленвала разряжение за заслонкой уменьшалось, но количество газов, прорвавшихся в картер, увеличивалось, из-за чего этот канал переставал справляться со своими обязанностями, в дело вступал первый канал.

Однако наибольшее применение получили клапанные системы регулирования. В них проходное сечение в трубопроводе подвода картерных газов изменяется с помощью клапана в обратной зависимости от разряжения во впускном коллекторе — чем сильнее разряжение, тем меньше проходное сечение клапана и наоборот.

Клапаны PCV в свою очередь бывают золотниковые и мембранные. С точки зрения более точного дозирования количества картерных газов мембранные считаются лучшими, но, впрочем, это не так уж и важно. Важно, что неисправность клапана ведет к нарушению состава горючей смеси. Отсюда начинаются проблемы, которые в эксплуатации способна создавать вентиляция картера.

Клапаны, как известно, могут потерять подвижность или, говоря проще, заклинить в каком-то положении. У мембранных клапанов сомнение вызывает также надежность и долговечность материала мембраны. Заклинить клапан может из-за засорения. В картерных газах присутствуют мелкодисперсные частички сажи и нагара. Чем хуже техническое состояние двигателя, тем их больше. Опять же в мелких капельках масла могут находиться еще более мелкие инородные включения. Чем хуже обслуживается двигатель, тем включений больше. Эта грязь откладывается не только в клапане PCV, но и в калиброванных отверстиях, патрубках системы вентиляции. Опять же патрубки могут прорваться — их материал отнюдь не вечен.

Коварство системы вентиляции заключается в том, что неполадки в ней могут не оказывать сильно заметного влияния, а если и начинают сказываться уменьшением мощности, увеличением расхода топлива, слишком быстрым загрязнением дроссельной заслонки, регулятора холостого хода, замасливанием воздушного фильтра и прочими проблемами, то их списывают на неисправности других систем, прежде всего систем питания и зажигания.

По словам специалистов, некоторые модели двигателей, отвечающих экологическим требованиям от Евро-4 и выше, при неполадках с вентиляцией способны «свалиться» на работу в аварийном режиме, однако и при этом компьютерная диагностика не указывает на истинного виновника. Поэтому чаще всего лишь когда система засорилась настолько, что картерным газам не остается ничего другого, как выдавить щуп масломера и выгнать масло из двигателя, на вентиляцию наконец-то обращают внимание.

Но в зимний период эксплуатации вентиляция способна на настоящие подлости. Ко всему прочему в картерных газах содержатся водяные пары. Откуда им взяться? Из атмосферного воздуха, поступающего в двигатель, разумеется.

Перемещаясь по системе, пар может конденсироваться в «закоулках», после чего при низких температурах окружающей среды влага изменяет агрегатное состояние, превращаясь в лед. Он в свою очередь закупоривает какое-то «узкое место» системы. Картерным газам опять-таки не остается ничего другого, как выдавить щуп масломера и начать выгонять наружу моторное масло. Причем если засорения системы вентиляции нагаром при исправной работе силового агрегата и его своевременном обслуживании качественными расходными материалами можно ждать бесконечно долго, то обмерзание — вопрос очень короткого времени.

Проблема обмерзания известна разработчикам двигателей, о чем свидетельствует наличие встроенных в систему вентиляции обогревов. На приведенной выше схеме системы вентиляции дизелей 1.6 и 2.0 TDI Volkswagen функцию обогрева выполняет нагревательный резистор. К сожалению, нередко этими обогревами оборудуется вентиляция картера только тех моторов, которые предназначены для автомобилей, продающихся в странах с холодным климатом, — так называемое северное исполнение. Если подогрев не предусмотрен или он неисправен — жди сюрпризов.

И опять-таки, к сожалению, не во всех инструкциях по эксплуатации есть указания по уходу за системой вентиляции картера. Он должен заключаться в периодической очистке полостей вентиляционных шлангов, маслоотделителя, калиброванных отверстий и других узких мест в системе.

При этом обслуживание системы в существующих указаниях по уходу рекомендуется проводить одновременно с очередной заменой масла в двигателе либо через одну замену. Однако как часто подобные рекомендации используются на СТО, в гаражах, владельцами, самостоятельно обслуживающими свои машины? Как в такой ситуации говорят философы, вероятность есть всегда, в данном случае она равна нулю.

Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора
ABW.BY

Благодарим за помощь в организации фотосъемки Ресурсный центр на базе автомеханического колледжа имени академика М.С.Высоцкого