Система рециркуляции картерных газов

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.

Развитие системы 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».

Как работает 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.

Устройство системы рециркуляции

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.

Клапана принудительной вентиляции и режимы его работы

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.

Редукционный клапан системы вентиляции картерных газов 

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.

Работа редукционного клапана

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.

Побочные эффекты работы системы рециркуляции

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.