Фильтр очистки картерных газов ваз

Обновлено: 05.07.2024

Практику автомобильной эксплуатации нередко сопровождает иностранный термин — Blowby. Транслируется на родной язык (русский) как масляные пятна на дороге, оставляемые транспортным средством — автомобилем. Применительно к мотору автомобиля, такое явление создают картерные газы, проникающие в область картера из камеры сгорания двигателя. Главной причиной прорыва является утечка газа через поршневые кольца, клапаны, подшипники турбокомпрессора. Метод устранения такого дефекта – фильтрация. Поэтому рассмотрим подробнее — что такое фильтр картерных газов, а также технологию фильтрации.

Классическая схема фильтрации картерных газов

Различные виды механизмов распыления, а также эффект конденсации, являются причиной значительного насыщения картерных газов малыми частицами машинного масла.

Количество дозируемого масла, а также частичное распределение по размерам капель, — эти факторы зависят от конструкции двигателя и условий эксплуатации.

Обычно размер частиц масла варьируется от несколько микрон до нанометров. Дополнительными компонентами прорыва картерных газов являются:

топливо,
вода,
сажа,
другие продукты полного и неполного сгорания топлива.

Как правило, закрытая система вентиляции картера защищает окружающую среду от вредных выбросов (включая масляные пятна на дороге).

Основными для системы картерной вентиляции являются две функции:

Максимально возможное извлечение масла.
Контроль давления в картере.

Типичная схема установки закрытой системы вентиляции картера бензиновых двигателей, дополненных турбокомпрессором, показана на рисунке ниже.

Схема фильтра картерных газов: 1 – воздушный фильтр; 2 – турбокомпрессор; 3 – дроссель; 4 – обратный клапан; 5 – клапан контроля давления; 6 – маслоотделитель; 7 – резервуар; 8 – обратный клапан слива масла; 9 – двигатель автомобиля; В – прорыв газов в картер (blowby); ВМ – возврат масла; ОМ – отстойник (картер) масла; ВГ – выпускные газы Система вентиляции (фильтрации) картерных газов включает компоненты для отделения масла, а также дополнительные компоненты для контроля давления и расхода. Вся система традиционно встраивается в тело крышки головки цилиндров.

Способы фильтрации картерных газов

Схема системы вентиляции картера

Отечественные автомобили и некоторые иномарки не имеют фильтра картерных газов.

Проблема фильтрации картерных газов для обеспечения чистоты в камере сгорания и картере может быть решена несколькими способами.

Отсоединение патрубка с картерными газами от дроссельного узла. В этом случае газы будут выходить в подкапотное пространство, загрязняя его. При изменении давления в картер может засасываться воздух с пылью, и грязью, тем самым загрязняя масло. Простое отсоединение патрубка не выход из ситуации, поэтому к патрубку присоединяют фильтр. Отверстие для входа в дроссельный узел также следует заглушить, чтобы грязь не попадала во впускной коллектор и камеру сгорания.
Установление фильтрующего элемента между картером и дроссельным узлом вразрез патрубка. Этот вариант предпочтителен, так как решается вопрос фильтрации картерных газов, предотвращения доступа воздуха из внешней среды в картер и дроссельный узел. В то же время частично пары масла в минимальных объемах поступают для смазки узлов во входном коллекторе (дросселе).

Вот фотоинстукция по реализации первого способа:

Конец шланга, обведенный синим, отсоединяется

На освободившийся штуцер устанавливают фильтр

Шланг обрезают и заглушают пробкой от шампанского

В этот шланг…

… вставляют металлический шарик для герметизации

Поскольку в конструкции автомобиля производителем не предусмотрены фильтры картерных газов, то и приобрести рекомендуемый фильтр невозможно. Использовать фильтры, которые предназначены для современных иностранных автомобилей, не запрещается, но на это необходимо потратить финансовые средства. Как альтернатива заводскому фильтру – использование простого топливного фильтрующего элемента. Правда, он значительно проигрывает заводским по своим потребительским свойствам. Он быстро засорится от капель масла, в результате чего будет необходима его частая замена.

Обычный топливный фильтр в разрыв патрубков

Фильтр после 2000 км пробега

Некоторые автовладельцы решают с фильтрующим элементом по-другому. Можно изготовить фильтр картерных газов своими руками. Процесс его изготовления в домашних условиях не составляет большого труда, а затраты на элементы самодельного фильтра минимальны.

Вариант самодельного фильтра

Схема самодельного фильтра

Для самостоятельного изготовления понадобятся:

муфта соединительная канализационная из пропилена диаметром 50 мм, длиной 10 см, у которого с двух сторон внутри имеются защитные резиновые манжеты по краям.
две заглушки для канализационных труб диаметром 50 мм из пропилена. Они необходимы для превращения муфты в полый цилиндр.
два пластиковых патрубка для соединения со шлангом. Размер должен соответствовать внутреннему диаметру шланга. Можно использовать пластиковые или металлические штуцеры с резьбой.
металлические губки для мытья посуды. Они будут использоваться как фильтрующий элемент, маслоуловитель.
шланги, по размерности выходов патрубка из картера и входа в дроссельный узел.

Используют канализационную муфту и металлические щетки

Фильтрация масла в закрытой системе вентиляции картера

Конечно же, эффективный маслоотделитель важен для минимизации потребления масла. Но, кроме того, отделение масла в закрытой системе вентиляции картера является основополагающим процессом для соблюдения норм, установленных на выхлопные газы современных двигателей автомобилей.

Технически выброс масла способен вызвать критические отложения:

в системе впуска,
на поверхностях турбокомпрессора,
на впускных клапанах,
в системе промежуточного охладителя.

Этот фактор уменьшает срок службы и эффективную функциональность отмеченных компонентов. Кроме того, выбросы масла из картера двигателя нарушают процесс сгорания по предварительному зажиганию, увеличивают содержание частиц сажи в составе выхлопных газов.

Наконец, остатки сгоревшего машинного масла оказывают негативное влияние на эффективность последующей обработки выхлопных газов.

Вследствие этого маслоотделитель должен соответствовать высоким требованиям в плане:

стоимости,
компактности исполнения,
надёжности работы.

Специально для применения в конструкциях легковых автомобилей используются только запасные части, которые не нуждаются в дополнительной подаче энергии. Как следствие, так называемые пассивные инерционные сепараторы устанавливаются и эксплуатируются в составе легковых автомобилей.

Современное исполнение системы фильтрации картерных газов

Принцип разделения пассивным инерционным сепаратором основан на ускорении и перенаправлении потока. Здесь капли масла не в состоянии следовать за линиями потока по причине собственной инерции, благодаря чему отделяются, оставаясь на поверхности элемента сепаратора.

Эффективность отделения более мелких частиц увеличивается с увеличением ускорения. Соответственно образуется перенаправление потока. Для этой цели требуется увеличение перепада давления.

Прорвавшийся в картер газ ускоряется через маленькие форсунки и перенаправляется на специальный структурированный дефлектор, где капли масла отделяются. Структура поверхности дефлектора повышает эффективность отделения до самого высокого уровня пассивных инерционных сепараторов.

Отделение крупных масляных частиц обычно является сравнительно простой задачей. Однако отделение усложняется по мере уменьшения частиц в аэрозоле. Это особенно актуально для наиболее часто используемых концепций разделения, которые основаны на эффекте инерции частиц.

Зачем нужна система вентиляции картера

Дело в том, что при работе двигателя внутреннего сгорания неизбежно проникновение некоторого количества газов из камеры сгорания в картер двигателя. Эти газы просачиваются через неплотности между поршнем и стенками цилиндра. Плюс ко всему, от перепадов температур постоянно меняется давление в картере.

Прорвавшиеся газы пагубно влияют на свойства масла и окружающую среду, а также повышают давление в картере, что неизбежно приведёт к течи в местах уплотнений двигателя и перерасходу масла.

Вот для отвода этих газов и для снижения давления в картере двигателя и нужна данная система.

Наращивание требований относительно сепарации машинного масла

Постоянное повышение давления сгорания вследствие уменьшения размеров, а также применение машинных масел с низкой вязкостью приводит к значительному уменьшению размера частиц.

Соответственно производительность установленных пассивных инерционных сепараторов становится недостаточной при данных ограничивающих факторах.

Новые технологии необходимы для применения в легковых автомобилях, чтобы обеспечить высокую эффективность разделения частиц, значительно меньших 1 мкм.

Центрифуга – технология под фильтр картерных газов

Эффективность разделения мелких капель в принципе может быть увеличена за счет увеличения силы инерции с использованием дополнительной энергии. Центрифуги являются хорошо известными примерами такого рода сепарационных технологий.

Здесь энергия используется для приведения в действие какого-либо ротора, а частицы отделяются вследствие возникающей центробежной силы. Как правило, центрифуги нуждаются в очень высокой скорости вращения – диапазон до 10 000 об/мин.

Или же в качестве альтернативы конструкция должна быть очень большой, особенно для отделения частиц, значительно меньших, чем 1 мкм. Другим решением для повышения эффективности разделения является использование дополнительных механизмов, таких как диффузионное разделение.

Волоконный демистер – диффузионный фильтр картерных газов

Так называемый волоконный демистер выступает примером ещё одного типа сепаратора, объединяющего преимущества различных дополнительных механизмов разделения.

Обе упомянутые технологии применяются на грузовых автомобилях, где аналогичные высокие требования. Между тем волоконные демистеры способны обеспечить эффективное решение на применении с легковыми автомобилями.

Варианты конструктивного исполнения волоконных демистеров (фильтров масла), которые не менее эффективно могут применяться в системах фильтрации картерных газов легковых автомобилей Вариант с демистером позволяет интегрировать фильтр картерных газов даже в сложные конструкции без ущерба для производительности, одновременно значительно снижая сложность интеграции и связанные с этим затраты.

Волоконные элементы – демистеры, обычно заменяются в течение интервала обслуживания после определенного времени работы из-за отложения сажи на поверхности волокна.

Интервал обслуживания сильно зависит от конкретного применения. Основным требованием к пригодности волоконного демистера для применения в легковых автомобилях, является разработка новых волоконных демистеров.

Таковые обеспечивают высокую производительность и приемлемый длительный интервал обслуживания при данных условиях эксплуатации. В то же время перепад давления, а также размеры волоконных демистеров должны соответствовать общим требованиям легкового автомобиля.

Поэтому производство, в том числе , стремятся решать эту проблему. Инженеры разрабатывают новые волоконные демистеры для применения в конструкциях легковых автомобилей.

Механизм фильтра картерных газов волоконным демистером

Фильтрующие сепараторы являются широко распространенным в мире методом высокоэффективного разделения сверхтонких частиц тех же картерных газов. Капли объединяются в процессе разделения жидкости / газа на поверхности волокна, образуя жидкую пленку, последовательно стекающую с фильтрующего материала.

Принцип гравиметрического разделения содержимого картерных газов: 1 – аэрозольная форма потока; 2 – проникновение; 3 – повторное увлечение (унос); 4 — дренирование Остаточные масляные капли на стороне фильтра с чистым картерным газом представляют либо неразделённые капли аэрозоля (так называемое проникновение), либо образования в виде пузырьков и колпачков из отделённой плёнки жидкости (так называемое увлечение).

Эффективность гравиметрического разделения в стационарном состоянии рассчитывается по формуле:

Ng = 1 – (Mp + Me / Md + Mp + Me)

где: Ng – эффективность геометрического разделения; Mp – проникновение; Me – увлечение; Md – дренирование.

Различные виды механизмов разделения используются в целом в соответствии с теорией фильтрации картерных газов двигателей автомобилей. Для вентиляции картера (фильтрации картерных газов), соответствующими механизмами разделения, в частности, являются:

Эффективность разделения на основе ударов и перехвата увеличивается с увеличением размера частиц, тогда как эффективность разделения на основе эффектов диффузии увеличивается с уменьшением размера частиц.

Многие автовладельцы имеют смутное представление о системе вентиляции картера двигателя своего автомобиля. Так как длительное время, пока автомобиль имеет небольшой пробег, она работает незаметно, ни чем не выдавая своего существования. Спустя годы и (или) сотню тысяч пробега система вентиляции постепенно засоряется выдавая первые признаки своей неисправности.

Признаки неисправности: засорилась система вентиляции картера двигателя

Выгоняет моторное масло из двигателя под сальники и прокладки

Так как система вентиляции отвечает за своевременное и эффективное удаление газов из картера двигателя в его впускной тракт, то малейшее сужение ее каналов по причине появления в них отложений приводит к повышению давления в картере и в самом двигателе. Повышенное давление заставляет моторное масло сочиться под сальники коленчатого и распределительного валов, прокладку поддона, прокладку клапанной крышки, пробку маслозаливной горловины. Замена сальников и прокладок в такой ситуации проблемы течи масла не решает.

Масло в корпусе воздушного фильтра двигателя (для карбюраторных двигателей)

По описанной выше причине повышенного давления в картере двигателя находящееся в нем моторное масло начинает активно выбрасываться вместе с газами под клапанную крышку и далее в корпус воздушного фильтра. Забивая фильтрующий элемент и жиклеры карбюратора.

Повышение расхода моторного масла

Так как моторное масло начинает активно выбрасываться во впускной тракт двигателя и догорать в камерах сгорания, соответственно растет его расход. Сначала практически незаметный он постепенно растет по мере засорения системы вентиляции.

Замасливание электродов свечей зажигания

По причине попадания моторного масла во впускной тракт двигателя и далее в камеры сгорания происходит замасливание электродов свечей зажигания. Свечи начинают работать с перебоями, двигатель троит на холостом ходу, появляются провалы и рывки в движении, сизый дым из глушителя.

Причины неисправности: засорилась система вентиляции картера двигателя автомобиля

Большой пробег автомобиля

Рано или поздно система вентиляции картера двигателя перестает эффективно справляться со своими обязанностями так как ей все время приходится иметь дело с картерными газами, несущими в себе частицы масла, сажи и пр. Все это со временем забивает маслоотделитель системы и оседает в виде сажевого налета на стенках ее шлангов и трубок.

Применение некачественных масел

Ускорить процесс засорения системы вентиляции картера может постоянная эксплуатация двигателя автомобиля на низкокачественном и (или) неподходящем для данного двигателя моторном масле. Количество сажевых отложений в таком случае возрастает в разы.

Износ поршневой группы двигателя

Изношенная поршневая группа двигателя автомобиля (кольца, поршни, цилиндры) позволяет большому объему газов из камер сгорания прорываться в картер, повышая в нем давление и способствует наступлению негативных последствий.

Что делать если имеются признаки засорения системы вентиляции картера двигателя?

В первую очередь прочистить элементы системы: шланги малой и большой ветвей и маслоотделитель. Подробная информация о самостоятельной прочистке системы вентиляции картера будет изложена в отдельной статье на нашем канале, а так же она уже давно имеется на нашем сайте с аналогичным названию канала наименованием.

Сменить моторное масло на соответствующее и качественное.

Проверить компрессию в цилиндрах двигателя, чтобы определить степень износа его поршневой группы.

Примечания и дополнения

На двигателях, у которых позволяет конструкция системы вентиляции, существует практика устранения негативных последствий засорения системы вентиляции и износа поршневой , заключающаяся в выводе основного шланга системы под двигатель. Картерные газы при этом выбрасываются в атмосферу. Так как они ядовиты, то страдает экология.

Для чего нужна система вентиляции картера двигателя? Система предназначена для удаления газов из картера двигателя в его впускной трубопровод, что предотвращает повышение их давления и как следствие течь масла под сальники и уплотнения. Помимо этого дожигание вредных картерных газов приводит к снижению токсичности выхлопа.

Система вентиляции картера закрытого типа. С принудительным удалением газов (за счет разрежения во впускном трубопроводе). Отбор газов производится через маслоотделитель, очищающий их от частиц моторного масла. Удаление газов производится по двум контурам (основного и холостого хода).

Пример: устройство системы вентиляции картера двигателя автомобиля.

Читайте также: