Полностью устранить зазор между поршнем и цилиндром в двигателе внутреннего сгорания невозможно из-за разного их температурного расширения. Опасность подклинивания есть всегда, поэтому в конструкцию закладывается тепловой люфт поршня, а разгерметизация компенсируется упругими разрезными поршневыми кольцами. Но и они не дают стопроцентного уплотнения от газов под давлением.
Между тем, картер практически герметичен, поэтому рост давления в нём неизбежен, а как известно явление это крайне нежелательное.
Зачем в машине нужна вентиляции картерных газов
Проходя через зазоры между кольцами и их канавками в поршнях, а также сквозь их разрезы, отработавшие газы, состоящие из частиц выхлопа, несгоревшего топлива и содержимого атмосферы, частично попадают под поршни в картер двигателя.
Кроме них, там всегда имеется находящийся в динамическом равновесии масляный туман, отвечающий за смазку деталей разбрызгиванием. Начинается смешивание сажи и прочих углеводородов с маслом, отчего последнее постепенно выходит из строя.
Процесс происходит постоянно, его последствия учтены в разработке и эксплуатации двигателей.
Масло регулярно заменяется, а имеющиеся в нём присадки эффективно удерживают и растворяют нежелательные продукты до момента собственной выработки. Но без принятия дополнительных мер у моторов, особенно уже долго проработавших, частично изношенных и пропускающих значительное количество газов через поршневую группу, масло будет выходить из строя слишком быстро.
Кроме того, в картере резко вырастет давление, несущее к тому же пульсирующий характер. Этого не выдержат многочисленные уплотнения, особенно сальникового типа. Расход масла возрастёт, а двигатель будет быстро загрязняться снаружи и нарушать даже самые лёгкие требования по экологичности.
По теме: Что такое картер двигателя (назначение, расположение и конструкция)
Выходом из положения будет вентиляция картера. В простейшем виде она представляет собой сапун с небольшим масляным лабиринтом, где газы частично освобождаются от масляного тумана, после чего выбрасываются картерным давлением в атмосферу. Система примитивная, для современных двигателей не подходит.
Показательно выглядят её недостатки:
- давление в картере сохраняется вместе с пульсациями, хотя и значительно уменьшается за счёт выхода газов через сапун;
- затруднительно организовать регулирование расхода картерных газов;
- система не может эффективно работать во всём диапазоне оборотов и нагрузок;
- выброс газов в атмосферу недопустим по экологическим соображениям.
Гораздо лучше сработает вентиляция, где отбор газа осуществляется принудительно, за счёт разрежения во впускном коллекторе.
Сами газы при этом поступают в цилиндры, где несложно организовать их сгорание с минимальными выбросами в атмосферу. Но и такая организация несовершенна из-за непостоянства давления в задроссельном пространстве.
Предназначение клапана PCV
На холостом ходу и при торможении двигателем (принудительный холостой ход с повышенными оборотами) разрежение во впускном коллекторе максимально. Поршни стремятся втянуть воздух из магистрали с фильтром, а заслонка им этого не позволяет.
Если просто соединить это пространство трубопроводом с картером, то поток газов оттуда превысит все разумные пределы, а отделить масло от газа в таких количествах станет сложной задачей.
Обратная ситуация возникнет при полностью открытом дросселе, например, в режиме быстрого разгона или номинальной мощности. Приток газов в картер максимален, а перепад давлений практически сведён к минимуму, определяясь лишь газодинамическим сопротивлением воздушного фильтра. Вентиляция теряет эффективность, именно когда она больше всего нужна.
Отрегулировать все потребности можно с помощью особого устройства – клапана вентиляции картерных газов, известного под различными аббревиатурами, чаще всего PCV (грибок).
Он способен отрегулировать расход газов в разных режимах, а также предотвратить обратные забросы из коллектора в картер.
Устройство и принцип работы клапана ВКГ
Клапан может быть устроен различным образом, используя в качестве активного элемента подпружиненные поршни (плунжеры) или гибкие диафрагмы (мембраны). Но общий принцип работы у всех устройств один.
Клапан обладает обратной зависимостью своей пропускной способности от перепада давления.
- При полностью закрытом дросселе разрежение максимально. Клапан PCV реагирует на это открытием на небольшую величину, что обеспечивает минимальный переток газов через него. На холостом ходу больше и не потребуется. При этом маслоотделитель системы вентиляции успешно справляется со своими обязанностями, масло в коллектор не попадает, и расход на угар отсутствует.
- В средних нагрузочных режимах при частично открытом дросселе разрежение падет, а производительность клапана растёт. Расход картерного газа увеличивается.
- При максимальной мощности и больших оборотах разрежение минимально, поскольку у входящего воздуха практически нет помех. Система вентиляции должна максимально проявлять свои способности, и клапан это обеспечивает, полностью открываясь и не мешая выходу газов за открытый дроссель.
- В коллекторе могут возникать обратные вспышки, которые опасны для легковоспламеняющихся картерных газов. Но клапан не позволит проникнуть огню в вентиляцию, мгновенно захлопнувшись из-за обратного перепада давления.
При этом конструкция клапана предельно проста и не содержит ничего, кроме пружины и штоков с плунжерами или мембраны в пластиковом корпусе.
Симптомы заклинившего PCV
При отказе клапан может заклинить в любом положении, после чего во всех прочих режимах двигатель не сможет нормально работать.
Сама по себе вентиляция прямо не скажется на работе, она повлияет на долгосрочные проблемы, износ масла и прорыв уплотнений картера. Но воздух, проходящий через систему вентиляции, а значит и через клапан, уже учтён в настройках системы управления двигателем. Отсюда проблемы с составом смеси, причём на отдельных режимах.
Читайте также: Почему сапунит дизельный двигатель и что делать
Смесь может или обогащаться при постоянно закрытом клапане, или обедняться, если он заклинил в открытом положении. На бедной смеси мотор хуже запускается и не отдаёт привычную мощность.
Богатая вызовет проблемы с расходом топлива и отложениями на деталях двигателя. Возможно срабатывание системы самодиагностики с появлением ошибок по составу смеси и работе кислородных датчиков.
Как проверить клапан ПКВ
Проще всего клапан проверяется путём замены на заведомо исправный. Но в процессе работы по диагностике двигателя при подключенном сканере может оказаться быстрее оценить его состояние по изменению положения шагового двигателя регулятора холостого хода.
Должна быть разница приблизительно на 10% между режимами свободно подключенного сапуна, то есть без клапана, с клапаном в цепи прохождения газов, и полностью перекрытой вентиляцией.
То есть нормально работающий клапан делит воздух на холостом ходу примерно пополам, давая среднее значение расхода между закрытым и открытым сапуном.
Обслуживание клапана вентиляции картерных газов
Продлить срок службы поможет периодическая очистка, которую можно делать при каждой третьей замене масла. Клапан демонтируется и тщательно промывается с обеих сторон при помощи аэрозольного очистителя карбюратора.
Окончанием процедуры промывки будет выход чистой жидкости из корпуса. После операции клапан надо проверить, поскольку он мог быть уже повреждён, а промывка удалит герметизирующий слой отложений.
