Устройство и принцип работы клапана вентиляции картерных газов

Среди автовладельцев имеются такие, кто не подозревает о существовании системы вентиляции картерных газов (ВКГ). Есть и другая группа, которая что-то слышала про неё, но считает лишним изучать подробности работы этого узла, так как эти знания не нужны для водителя.

Обе категории владельцев машин неправы. От исправности системы ВКГ зависит:

  • Стабильное функционирование силовой установки автомобиля.
  • Срок службы деталей цилиндропоршневой группы.
  • Качественное состояние моторного масла.

 

Поэтому знания об особенностях работы этого важного узла двигателя необходимы.

В нашей статье рассмотрим конструкцию и особенности работы системы картерных газов, принцип действия и назначение одного из основных её элементов, клапана ВКГ. Мы расскажем о причинах выхода из строя клапана рециркуляции картерных газов, симптомах неисправности этого основного элемента вентиляции картера двигателя, а также о плюсах и минусах. В заключении подскажем автовладельцам, как проверить КВКГ, произвести очистку этой детали.

Картерные газы – что это?

Если сравнивать конструкцию машины и организм человека, то можно сказать так:

  • Мотор — это сердце транспортного средства.
  • Электронный блок управления — его мозги.

 

Лёгкими в машине можно смело считать рассматриваемую в этой статье систему вентиляции картера двигателя.

Для начала разберёмся с понятием «картерные газы». В камеры силовой установки автомобиля поступает горючая смесь, состоящая из топлива и воздуха. В процессе сгорания её объём увеличивается за счёт образовавшихся газов, создавая необходимое давление для запуска коленчатого вала мотора.

Однако не все газы принимают в этом процессе участие. Находясь под нагрузкой, они просачиваются через рабочие зазоры между поверхностью цилиндров и элементами уплотнения, уходят в поддон моторного картера. Здесь они смешиваются с парами моторного масла.

С каждым тактом работы двигателя объём находящихся в картере веществ увеличивается, давление возрастает до критического значения. Если неисправна система картерных газов, оно может оказать негативное воздействие на элементы уплотнения:

  • Коленвала.
  • Канал щупа контроля масла в двигателе.
  • Головки блока цилиндров.

 

В результате находящееся в картере масло вместе с попавшими сюда частицами нагара, конденсатом, остатками несгоревшей воздушно-топливной смеси через пробитый сальник, уплотнитель канала щупа, прокладку ГБЦ уйдёт из картера. В двигателе наступит масляное голодание, что приведёт к разрушению компонентов моторного узла, затратному, возможно, капитальному ремонту.

Поэтому водитель обязан знать и контролировать работу систему вентиляции картера, принимать своевременные меры по устранению дефектов.

Как работает система вентиляции картерных газов

На автомобилях прежних поколений проблема рециркуляции картерных газов решалась просто. Для отвода токсичных газов, сброса давления в конструкции моторного узла присутствовал сапун, трубка отвода картерных газов, с помощью которого вредная смесь выбрасывалась из силового агрегата в атмосферу. В те времена действовала система открытого типа.

Однако, когда экологи ужесточили требования к производству автомобилей, установили стандарты по выводу вредных для окружающей среды веществ, такая вентиляция картера существовать не могла.

Была разработана другая, закрытого типа конструкция ВКГ.

Она отличалась ранее действующей по количеству деталей, имела лишь три общих между собой элементов:

  • Клапан картерных газов.
  • Патрубки отвода картерных газов.
  • Отделитель моторного масла от газообразного состояния.

 

Система принудительной вентиляции, по-английски: Positive Crankcase Ventilation (PCV), обеспечивает нормальное рабочее состояние двигателя, позволяет ему полностью реализовать его возможности. Также её действие даёт возможность продлить ресурс компонентов моторного узла, сохраняет моторному маслу заданные характеристики.

Особенности работы

При помощи трубки вентиляции картера соединяется впускной коллектор и патрубок. В рабочем состоянии двигателя в этом месте имеется разряжение, необходимое для затягивания газообразных продуктов в коллектор из поддона устройства.

Перед впускным коллектором находится маслоотделитель. Он представляет собой конструкцию, состоящую из:

  • Лабиринтов, по которым перемещается данная токсичная смесь.
  • Вихревых устройств, работающих по принципу центрифуг.
  • Фильтрующих сеток.

 

Масло во время прохождения отделяется от основной массы, оседает на стенках устройства, а затем стекает, возвращаясь в поддон силовой установки. Этот процесс даёт возможность пополнить объём моторного масла. Рециркуляция разрешает сэкономить на продукте ГСМ, позволяет избежать масляного голодания в узле.

В зависимости от конструкции автомобиля маслоотделитель размещается:

  • В блоке силового агрегата.
  • Внутреннем пространстве клапанной крышки.
  • Автономном от мотора узле.

 

Клапан рециркуляции картерных газов срабатывает при образовании давления в узле, закрывается во время его отсутствия.

После отделения масла основная газообразная масса поступает во впускной коллектор, смешивается с воздушными потоками из атмосферы и уходит в камеры сгорания. Такой процесс также позволяет, хоть частично, но сэкономить на топливе.

Особенности работы клапана вентиляции картера

Рассмотрим конструкцию и особенности функционирования основного элемента: клапана PCV.

Его предназначение:

  • Регулировка давления газообразных продуктов через открытие канала перехода к впускному коллектору.
  • Сохранение этого состояния при различных режимах работы силовой установки.

 

Клапан вентиляции картерных газов (КВКГ) также защищает узел от возгорания в момент обратной вспышки во впускном устройстве.

Напомним, что подобное явление обратная вспышка, обозначает возгорание воздушно-топливной смеси в цилиндре силовой установки. Из-за не полностью закрытого клапана впуска появляется возможность проникновения пламени в коллектор. Закрытый PCV-клапан препятствует пропуску огня, тем самым сохраняя в неприкосновенности моторное масло и топливо.

Конструкция КВКГ

Эта деталь представляет собой обычный перепускной клапан.

Она состоит из:

  • Подвижного рабочего компонента.
  • Двух патрубков.
  • Корпуса.
  • Пружин.

В зависимости от конструкции и места установки перекрытие происходит:

  • В автономных устройствах совместных с маслоотделителем – за счёт работы мембраны вентиляции картерных газов.
  • Во встроенных узлах – при помощи плунжера.

 

Пружины защиты удерживают запорный элемент в отсутствии воздействия извне.

Принцип действия

Принцип работы клапана вентиляции картерных газов основан на меняющейся величине входного давления. От этого показателя зависит открытое состояние детали, что обеспечивает максимальный объём проходящих через него газообразных продуктов.

Приведём таблицу, в которой указаны различные режимы работы детали.

Рабочее состояние

Выключенный мотор

Режим холостого хода, притормаживание

Движение на средних оборотах, равномерная езда

Движение на повышенных оборотах, разгон

Состояние разряжения коллектора впуска

Нет

Высокое давление

В среднем значении

Минимальное

Положение клапана КВКГ

Закрытое состояние

Слегка открытое

Нормально открыт

Максимально открытое

Объём проходящего газообразного продукта

Нет

Небольшой

Средний

Повышенный

Со входа клапан подвергается давлению газов из картера. В определённый момент, превышающий силу действия пружины, мембрана картерных газов или плунжер открывает входное отверстие, газообразный продукт поступает в фильтрующий элемент.

В то же время на клапан действует со стороны выходного отверстия сила разряжения, образуемая в коллекторе впуска. Ограниченность входного сечения даёт возможность отвести часть газов картера в полость между дроссельной заслонкой и фильтром воздуха. Во время действия обратной вспышки, быстрого снижения разряжения в коллекторе впуска, отверстие клапана целиком закрывается, что предотвращает воспламенение газообразного вещества.

Влияние клапана

Расскажем о роли, которую играет PCV-клапан в вентиляции картерных газов. Он оптимизирует воздушно-топливную смесь, регулируя диаметр проходного отверстия. Таким образом в канал подачи воздуха поступает необходимое количество частиц горючего материала для формирования нужных пропорций.

Одновременно с этим КВКГ препятствует прохождению полного объёма газообразного продукта из поддона картера в коллектор впуска.

В случае повреждения клапана в цилиндры двигателя может поступить обогащённая топливная смесь, что чревато образованием нагара на поверхности деталей блока. Такой явление дестабилизирует работу силовой установки, сокращает срок службы её компонентов.

Также двигатель при этом может:

  • Вибрировать во время работы в холостом режиме;
  • Работать нестабильно.

 

При другом типе повреждения КВКГ подача горючего из поддона может прекратиться. Смесь в этом случае будет обеднённая, что также окажет негативное влияние на работу мотора.

Повышенные воздушные пропорции станут причиной:

  • Проблем при запуске силового агрегата.
  • Ухудшения динамических характеристик автомобиля.
  • Снижения тяги.

 

Перечисленное подтверждает, что PCV-клапан играет главенствующую роль в узле вентилирования картерных газов.

Симптомы поломки клапана и причины

Этот компонент ВКГ обладает большим рабочим ресурсом ввиду относительной простоты конструкции. Однако вечных деталей в автомобиле не существует, рано или поздно он выходит из строя.

О том, что клапан перестал нормально функционировать, можно узнать по следующим признакам:

  • Силовой агрегат начинает вибрировать.
  • В диапазоне 3000 – 5000 об/мин ухудшаются тяговые характеристики.
  • Из выпускного коллектора после перегазовки слышится шипение.
  • Плавают обороты в режиме холостого хода.

 

Также о непорядках в работе детали можно узнать по возросшему расходу моторного масла, следам подтёков этой технической жидкости на заслонке дросселя, трубках картерных газов.

Среди прямых причин поломки детали можно назвать распространённые:

  • Окончание рабочего ресурса.
  • Последствие механических повреждений в результате ударов.

 

Последние могут быть в результате установки детали во время ремонта, очистки системы вентиляции картерных газов.

Характерные неисправности КВКГ

В таблице мы указали возможные дефекты узла ВКГ, а также их причины и симптомы.

  1.  

Дефект

Признак

Почему бывает

Причина

  1. Пропуск воздуха/разгерметизация узла.
  1. Проблемный запуск мотора, плавают обороты в холостом режиме, снижение мощности.
  2. Свист в клапане.
  3. Обеднённая смесь, ошибка P0171.
  1. Дефект корпуса.
  2. Окончание рабочего ресурса уплотнителей, патрубков картерных газов.
  3. Некорректная установка.
  1. В коллектор проходит воздух, не фиксируемый датчиком.
  2. Газы в полном объёме или частично выходят наружу.
  1. Высокая производительность/клин детали в открытом положении.
  1. Нестабильная работа на холостых оборотах.
  2. Обогащённая смесь, ошибка P0172.
  1. Поломка пружины.
  2. Дефект мембраны, золотника.
  3. Появление задиров на поверхности деталей.
  4. Бракованная продукция.
  5. Появление нагара на внутренних сторонах корпуса.
  1. Проникновение в коллектор впуска газов картера с частицами горючего (кроме режимов прогрева и нагрузки).
  1. Низкая производительность/клин в закрытом положении.
  1. Нестабильная работа на холостых оборотах.
  2. Обеднённая смесь, ошибка P0171.
  3. Появление нагара внутри воздуховода, коллекторе впуска, дросселе, форсунках.
  1. Поломка пружины.
  2. Дефект мембраны, золотника.
  3. Появление задиров на поверхности деталей.
  4. Бракованная продукция.
  5. Появление нагара на внутренних сторонах корпуса.
  1. Пропуск некорректной величины воздуха в коллектор впуска.

В случае повреждения системы отвода картерных газов или дефектов деталей цилиндропоршневой группы клапан также может работать неверно, появляется замасливание. Поэтому перед проверкой КВКГ нужно убедиться в исправности всей системы.

Как проверить клапан вентиляции картерных газов

Диагностика КВКГ производится двумя способами: визуально и диагностическим компьютерным устройством, автосканером.

Первый вид проверки осуществляется при помощи рожкового ключа. Однако отметим, не во всех марках автомобилей возможно снять и разобрать КВКГ. В таком случае выявить неисправность детали можно при помощи компьютера или методом замены на новую, заведомо исправную деталь.

Клапан исследуется вручную на результат воздействия извне. Вначале выполняется осмотр состояния КВКГ, потом можно приступить к проверке.

Деталь продувается ртом через патрубки. Если воздушный поток проходит со стороны выпуска, деталь неисправная. В случае пропуска воздуха только со стороны впуска, значит она пригодна для работы.

Рассмотрим полный алгоритм действий проверки клапана вручную:

  • Снимается шланг с выпускного конца.
  • Демонтируется клапан с места установки.
  • Проверяется отверстие впуска на наличие в нём грязи, наслоений. Их нужно удалить, если они имеются.
  • Продувается КВКГ со стороны выпуска, воздух не должен проходить на рабочем клапане.
  • Натягивается шланг на выпускной вывод, запускается мотор.
  • Закрывается пальцем впуск после прогрева двигателя. В исправном клапане в этот момент слышится щелчок срабатывания детали, появляется разряжение. Палец «приклеится» к свободному выводу.

Проверка автосканером осуществляется по положению дроссельной заслонки в режиме холостого хода.

Расскажем, как выполняется диагностика PCV-клапана компьютерным устройством на автомобиле Chevrolet Lacetti:

  • Демонтируется шланг с выпускного патрубка вентиляции картерных газов.
  • Выкручивается клапан при помощи рожкового ключа.
  • Натягивается шланг на выпускной патрубок.
  • Подключается кабелем компьютерный прибор через разъём OBD-II расположенный в салоне машины.
  • Запускается диагностическая программа.
  • Выводится на монитор реальное положение заслонки дросселя.
  • Включается силовой агрегат, прогревается. Параметр дроссельной заслонки должен быть в диапазоне 35 – 40 шагов.
  • Закрывается скотчем или при помощи пальца напарника впускной вывод. Показания должны стать больше примерно на 5 шагов.
  • Снимается с выпускного вывода шланг. С годным для работы клапаном показания положения заслонки дросселя должны уменьшиться на 5 шагов.

 

Приведёнными способами можно самостоятельно проверить работу КВКГ.

Для компьютерной проверки потребуется автосканер. Этот диагностический прибор должен входить в набор обязательных инструментов и оборудования каждого из автовладельцев, что поможет сократить затраты на возможные посещения автосервисов по поводу диагностики узлов и систем транспортного средства.

Обслуживание КВКГ

Водитель может избежать поломки этой детали ВКГ и расходов на диагностику, ремонтные работы, если будет регулярно выполнять профилактический осмотр. Чистку системы вентиляции картерных газов и клапана, в частности, нужно выполнять через каждые 22 – 25 тыс. км пройденного машиной пути.

Также не лишней будет проверка состояния детали на предмет замасливания через 10 тыс. км. Если она к этому времени покроется следами моторного масла, нужно заняться диагностикой устройства. Как правило, причиной появления такого негатива является засорение шланга или маслоотделителя картерных газов.

Как прочистить PCV-клапан

Убрать грязь, различного рода наслоения с поверхностей детали можно при помощи таких средств:

  • Универсальное вещество VD-40.
  • Очиститель инжектора или карбюратора.
  • Дизтопливо или керосин.
  • Очиститель деталей тормозной системы.

 

Аэрозольными средствами заполняется внутреннее пространство КВКГ при помощи трубочки через впускной патрубок. Технические жидкости впрыскиваются шприцом или спринцовкой. В случае сильного загрязнения детали очистку выполняют повторно.

После подобной процедуры производится контрольная проверка работоспособности клапана. Если она не дала положительного результата, нужно заменить сломанный компонент ВКГ на новую запчасть.

Таким же способом, промывкой, следует прочищать маслоотделитель, шланги. Со временем они засоряются, что мешает нормальному движению газов картера из-за невозможности регулировки давления в узле.

Как найти КВКГ

Эта деталь может быть установлена на автомобилях различных брендов в разных местах подкапотного пространства.

Приведём пример расположения клапана ВКГ на некоторых моделях машин:

  • Opel Astra H. 1.6 Twinport. Установлен сзади ГБЦ, подключение к системе охлаждения отсутствует. Для доступа к PCV-клапану потребуется демонтаж аккумулятора и посадочную площадку под него, а также сдвинуть расширительный бачок.
  • Форд Фокус 2, 1.8 л. Клапан стоит с правой торцевой стороны головки блока цилиндров под проводкой. Чтобы выполнить обслуживание, нужно снять корпус фильтра воздуха и патрубок. Подсоединение устройства к системе охлаждения требует для доступа к нему слития антифриза.
  • Шевроле Лачетти, шестнадцатиклапанный двигатель. КВКГ можно найти сзади ГБЦ. Его легко обнаружить, но для доступа к детали нужно демонтировать пластиковую защиту мотора.
  • Рено Меган-2, дизельный агрегат 1.5DC. Эта деталь расположена в центре подкапотного отсека ближе к салону автомобиля. Над ней находится панель очистителя лобового стекла. Для демонтажа нужно снять патрубки для воздуха, открутить крепление PCV-клапана, слить жидкость охлаждения двигателя, снять два шланга.

 

В заключении расскажем о достоинствах и недостатках ВКГ.

Плюсы:

  • Снижение количества токсичных веществ в выхлопе.
  • Нивелирование образования нагара от масла.
  • Обеспечение корректной работы агрегата во время прогрева.
  • Увеличение рабочего ресурса узла.
  • Противодействие появлению протечек в уплотнителях.
  • Защита картера от различного типа загрязнений.

Минусы:

  • Требуется регулярный осмотр узла, чистка клапана, дроссельной заслонки, коллектора впуска.
  • ВКГ требовательна к качеству горючего.
  • Повышенная цена на запчасти в случае ремонта.

 

Отметим, что пользы эта система отвода картерных газов приносит значительно больше. Поэтому автовладелец должен внимательно следить за её состоянием, периодически выполнять профилактику.