Система вентиляции картера удаляет нежелательные газы из картера двигателя внутреннего сгорания . Система обычно состоит из трубки, одностороннего клапана и источника вакуума (например, впускного коллектора).
Нежелательные газы, называемые «прорывом», представляют собой газы из камеры сгорания, которые просочились и проходят через поршневые кольца. В ранних двигателях эти газы выбрасывались в атмосферу просто из-за их утечки через уплотнения картера. Первой специальной системой вентиляции картера была дорожная тяговая труба , в которой использовался частичный вакуум для втягивания газов через трубу и их выпуска в атмосферу. Системы принудительной вентиляции картера (PCV) - впервые использованные в 1960-х годах и присутствующие в большинстве современных двигателей - направляют картерные газы обратно в камеру сгорания, чтобы уменьшить загрязнение воздуха.
Двухтактные двигатели с компрессионной конструкцией картера не нуждаются в системе вентиляции картера, поскольку нормальная работа двигателя предполагает направление картерных газов в камеру сгорания.
Источник картерных газов [ править ]
Прорыв, как это часто называют, является результатом того, что горючие материалы из камеры сгорания «выдуваются» мимо поршневых колец и попадают в картер. Эти картерные газы, если их не вентилировать, неизбежно конденсируются и соединяются с масляными парами, присутствующими в картере, образуя отстой или вызывая разбавление масла несгоревшим топливом. Кроме того, чрезмерное давление в картере может привести к утечкам моторного масла через уплотнения коленчатого вала и другие уплотнения и прокладки двигателя. Поэтому становится обязательным использование системы вентиляции картера.
Вентиляция атмосферы [ править ]
До начала 20 века картерные газы выходили из картера двигателя через уплотнения и прокладки. Считалось нормальным, если масло вытекло из двигателя и капало на землю, как это было и в паровых двигателях в предыдущие десятилетия. Прокладки и уплотнения вала предназначались для ограничения утечки масла, но обычно не предполагалось, что они полностью предотвратят ее. Проходящие газы диффундируют через масло, а затем просачиваются через уплотнения и прокладки в атмосферу, вызывая загрязнение воздуха и запахи.
Первой доработкой в системе вентиляции картера стала дорожная тяговая труба . Это труба, идущая от картера (или крышки клапана на двигателе с верхним расположением клапанов) вниз к обращенному вниз открытому концу, расположенному в потоке потока транспортного средства . Когда автомобиль движется, воздушный поток через открытый конец трубки создает всасывание («тягу» или тягу), которая вытягивает газы из картера. Чтобы предотвратить создание вакуума, картерные газы заменяются свежим воздухом с помощью устройства, называемого сапуном . [1]Сапун часто находится в масляной крышке. Многие сапуны имели чашу или совок и располагались в воздушном потоке вентилятора радиатора двигателя. Этот тип системы называется «Тип давления всасывания и воздух нагнетаются в шарик сапуна и вакуумом вытянуть по дороге отсасывающей трубы. Другой типа , используемый типа всасывающего давления был использован на VW Porsche двигателей с воздушным охлаждением при этих условиях получали в передний шкив картера встроен реверсивный винт, который подает воздух в двигатель, и воздух выходит из картера с дорожной тяговой трубой. Эта система очень хорошо справляется с удалением паров картера, которые вредны для двигателя. Двигатели, система вытяжной трубы дороги также создавала загрязнение и неприятные запахи. [1]Всасывающая труба может забиться снегом или льдом, и в этом случае давление в картере может возрасти, что приведет к утечке масла и повреждению прокладки. [2]
На медленно движущихся транспортных средствах и лодках часто не было подходящего воздушного потока для вытяжной трубы дороги. В этих ситуациях двигатели использовали положительное давление в сапунной трубке для выталкивания картерных газов из картера. Поэтому воздухозаборник сапуна часто располагался в воздушном потоке за вентилятором охлаждения двигателя. [1] Картерные газы выходили в атмосферу через тяговую трубу.
Система принудительной вентиляции картера (PCV) [ править ]
История [ править ]
Хотя современная цель системы принудительной вентиляции картера (PCV) заключается в уменьшении загрязнения воздуха, первоначальная цель заключалась в том, чтобы позволить двигателю работать под водой без просачивания воды. Первые системы PCV были построены во время Второй мировой войны, чтобы позволить танку двигатели для работы во время глубоких бродов , когда обычный вентилятор с вытяжной трубой мог бы позволить воде проникнуть в картер и разрушить двигатель. [3]
В начале 1950-х годов профессор Ари Ян Хааген-Смит установил, что загрязнение от автомобильных двигателей было основной причиной кризиса, вызванного смогом в Лос-Анджелесе, штат Калифорния. [4] Калифорнийский совет по контролю за загрязнением автомобильным транспортом (предшественник Калифорнийского совета по воздушным ресурсам ) был основан в 1960 году и начал исследования, как предотвратить выброс картерных газов непосредственно в атмосферу. [5]Система PCV была разработана для рециркуляции газов в воздухозаборник, чтобы их можно было объединить со свежим воздухом / топливом и полностью сжечь. В 1961 году правила Калифорнии требовали, чтобы все новые автомобили продавались с системой PCV, что представляет собой первую реализацию устройства контроля выбросов транспортных средств . [6]
К 1964 году большинство новых автомобилей, продаваемых в США, были оборудованы добровольными промышленными предприятиями, чтобы не пришлось изготавливать несколько версий автомобилей для конкретного штата. PCV быстро стал стандартным оборудованием для всех транспортных средств по всему миру благодаря своим преимуществам не только по сокращению выбросов, но и по внутренней чистоте двигателя и сроку службы масла. [1] [7]
В 1967 году, через несколько лет после запуска в производство, система PCV стала предметом расследования большого жюри федерального правительства США, когда некоторые критики отрасли заявили, что Ассоциация производителей автомобилей (AMA) сговорилась сохранить несколько таких устройств для уменьшения смога. на полке, чтобы отложить дополнительную борьбу с смогом. После восемнадцати месяцев расследования большое жюри вернуло решение "не выставлять счет", разрешив AMA, но в результате было принято постановление о согласии, согласно которому все американские автомобильные компании согласились не работать совместно над мероприятиями по борьбе с смогом в течение десяти лет. [8]
За прошедшие с тех пор десятилетия законодательство и регулирование выбросов от транспортных средств существенно ужесточились. В большинстве современных бензиновых двигателей по-прежнему используются системы PCV.
Breather [ править ]
Чтобы система PCV могла выводить пары из картера, картер должен иметь источник свежего воздуха. Источником этого свежего воздуха является «сапун картера», который обычно отводится от впускного коллектора двигателя. Сапун обычно снабжен перегородками и фильтрами для предотвращения загрязнения воздушного фильтра масляным туманом и паром.
Клапан PCV [ править ]
Вакуум во впускном коллекторе передается на картер через клапан PCV. Воздушный поток, проходящий через картер и внутреннюю часть двигателя, уносит побочные газы сгорания. Эта смесь воздуха и картерных газов затем выходит, часто через другую простую перегородку, экран или сетку, чтобы исключить капли масла, через клапан PCV во впускной коллектор. В некоторых системах PCV эта масляная перегородка происходит в дискретной сменной части, называемой «маслоотделителем». Продукты вторичного рынка, продаваемые для добавления внешней масляной перегородки к транспортным средствам, которые изначально не были установлены с ними, обычно известны как « маслосборники ».
Клапан PCV регулирует поток картерных газов, поступающих во впускную систему. На холостом ходу вакуум в коллекторе высокий, что приведет к засасыванию большого количества картерных газов, в результате чего двигатель будет работать слишком бедной. Клапан PCV закрывается при высоком вакууме в коллекторе, ограничивая количество картерных газов, поступающих во впускную систему. [9]
Когда двигатель находится под нагрузкой или работает на более высоких оборотах, выделяется большее количество картерных газов. В этих условиях разрежение во впускном коллекторе ниже, что приводит к открытию клапана PCV и потоку картерных газов во впускную систему. [10] Больший расход всасываемого воздуха в этих условиях означает, что большее количество картерных газов может быть добавлено во впускную систему без ущерба для работы двигателя. Открытие клапана PCV в этих условиях также компенсирует то, что система впуска менее эффективна при всасывании картерных газов во впускную систему в этих условиях.
Вторая функция клапана PCV - действовать как пламегаситель и предотвращать попадание положительного давления из системы впуска в картер. Это может произойти в двигателях с турбонаддувом или при возникновении обратной вспышки , а избыточное давление может повредить уплотнения и прокладки картера. Таким образом, клапан PCV закрывается при наличии положительного давления, чтобы предотвратить его попадание в картер.
Выпускное отверстие для воздуха из картера, где расположен клапан PCV, обычно располагается как можно дальше от сапуна картера. Например, сапун и выпускное отверстие часто находятся на противоположных крышках клапанов на V-образном двигателе или на противоположных концах клапанной крышки на рядном двигателе . Клапан PCV часто, но не всегда, размещается на клапанной крышке; он может располагаться где угодно между выпускным отверстием для воздуха из картера и впускным коллектором.
Накопление углерода во впускных системах [ править ]
Накопление углерода во впускном коллекторе может происходить, когда картерные газы постоянно загрязняют всасываемый воздух из-за неисправности системы PCV. [9]
Накопление углерода из картерных газов на впускных клапанах обычно не является проблемой для двигателей с впрыском портов. Это связано с тем, что топливо попадает во впускные клапаны на пути к камере сгорания, позволяя содержащимся в топливе детергентам поддерживать их чистоту. Однако накопление углерода на впускных клапанах является проблемой только для двигателей с прямым впрыском, поскольку топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Из-за этого очистители топливной системы или добавки к топливу, добавленные в бак, не помогут очистить эти отложения. Методы очистки этих отложений включают распыление очистителя через впускное отверстие или прямую очистку впускных клапанов. [11]
Альтернативы [ править ]
Двухтактные двигатели, в которых используется сжатие картера , не требуют системы вентиляции картера, поскольку все газы внутри картера затем поступают в камеру сгорания.
Многие небольшие четырехтактные двигатели, такие как двигатели газонокосилок и генераторы электроэнергии, просто используют тяговую трубу, подключенную к системе впуска. Всасывающая труба направляет все картерные газы обратно во впускную смесь и обычно расположена между воздушным фильтром и карбюратором .
В двигателях с сухим картером некоторых автомобилей для дрэг-рейсинга используются продувочные насосы для извлечения масла и газов из картера. [12] Сепаратор удаляет масло, затем газы направляются в выхлопную систему через трубку Вентури . [ необходима цитата ] . Эта система поддерживает небольшой вакуум в картере и сводит к минимуму количество масла в двигателе, которое потенциально может пролиться на гоночную трассу. [13]
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d Розен, Эрвин М. (1975). Руководство Peterson Automotive по поиску и устранению неисправностей и ремонту . Нью-Йорк: Гроссет и Данлэп. ISBN 978-0-448-11946-5.[ требуется страница ]
- ^ «Гас спасает друга от снежной работы» . Popular Science (февраль 1966 г.) . Дата обращения 3 октября 2019 .
- ^ TM 9-1756A, Артиллерийское обслуживание . Министерство обороны. 1943. С. RA PD 311003.
- ^ "Лос-Анджелес Смог: борьба с загрязнением воздуха" . www.marketplace.org . 14 июля 2014 . Проверено 11 октября 2019 года .
- ^ "Пятьдесят лет очищения неба" . www.caltech.edu . Проверено 11 октября 2019 года .
- ^ «Экологически чистые автомобили: воздух, которым вы дышите» . www.thecarguy.com . Проверено 11 октября 2019 года .
- ^ «Контроль выбросов картера и выхлопных газов». Бюллетень NAPA Echlin Service Bulletin (февраль 1968 г.).
- ^ "Соединенные Штаты против Ассоциации производителей автомобилей 307 F.Supp. 617 (1969) - supp6171809" . www.leagle.com . Дата обращения 3 октября 2019 .
- ^ a b «Каковы симптомы неисправного клапана PCV» . www.agcoauto.com . Проверено 14 октября 2019 года .
- ^ "Система контроля загрязнения" . www.freshpatents.com . Архивировано из оригинала 8 июля 2016 года . Проверено 21 января 2012 года .
- ^ «Отложения впускного клапана в бензиновых двигателях с прямым впрыском» . AA1Car.com .
- ^ "Смазка: Сухая смазка поддона" . RacingJunk News . 9 декабря 2014 . Проверено 18 октября 2019 .
- ^ "Tech Talk # 36 - Сухие отстойники для дрэг-рейсинга" . www.rehermorrison.com . 2013-04-10 . Проверено 18 октября 2019 .
