Системы отделения масла от картерных газов. Маслоотделители

В зависимости от конструкции двигателя утечка газов из одного цилиндра двигателя в пространство картера составляет от 10 до 30 л/мин. В зоне работы маслосъемных колец, вследствие высоких скоростей перемещения поршня, картерные газы обогащаются частицами масла размером от 0,1 до 2 мкм. Кроме того, образованию масляного аэрозоля способствует и постоянное перемешивание масла в масляной ванне вращающимся коленчатым валом.

Картерные газы в своем составе содержат моторное масло, которое находится во взвешенном состоянии в виде масляного тумана. Фильтрующие модули в составе системы смазки современных двигателей имеют специальную систему отделения моторного масла от картерных газов (масляные сепараторы).

Существующие системы вентилирования картера двигателя позволяют осуществить два варианта удаления картерных газов:

  • отвод картерных газов в атмосферу
  • возвращение картерных газов во впускной коллектор двигателя

Первый метод вентилирования картера двигателя практикуется немногими производителями автомобильных двигателей, а на сегодняшний день он не соответствует требованиям по охране окружающей среды.

Второй метод снижает выброс в окружающую среду картерных газов, но, с другой стороны, из-за содержащихся в картерных газах частиц масла, возникают другие проблемы:

  • появление отложений на горячих конструктивных элементах двигателя, например, на лопатках турбокомпрессора, что ведет к снижению срока службы
  • лаковые отложения в элементах системы охлаждения впускного воздуха
  • замасливание впускного тракта
  • повышение содержания твердых частиц в выхлопных газах

Поэтому системы вентилирования картера современного двигателя внутреннего сгорания должны обеспечивать отделение частиц масла. Это вызвано ужесточением требований по охране окружающей среды, а именно снижения содержания твердых частиц в выхлопных газах.

Для отделения частиц масла от картерных газов используют масляные сепараторы различной конструкции. Изначально в качестве отделителя масла использовалось синтетическое волокно, которое в виде фильтрующей ткани устанавливалась в корпусе масляного сепаратора и задерживала частицы масла, увлекаемые потоком картерных газов в системе вентиляции картера двигателя.

Масляный сепаратор с синтетическим отделителем

Рис. Масляный сепаратор с синтетическим отделителем:
1 – синтетический фильтроэлемент; 2 – картерные газы, очищенные от масла; 3 – картерные газы, содержащие частицы масла; 4 – отделенное масло

Задержанное таким образом моторное масло собиралось на дне корпуса масляного сепаратора и, через отверстие, возвращалось обратно в масляную ванну двигателя. Конструктивно масляный сепаратор интегрируется вместе с масляным фильтром в так называемый фильтрующий блок (модуль).

Внешний вид фильтрующего блока

Рис. Внешний вид фильтрующего блока:
1 – масляный фильтр; 2 – масляный сепаратор

Однако, в процессе эксплуатации свойства фильтрующей ткани из синтетического волокна постепенно ухудшались, так как она загрязнялась смолистыми веществами, образующимися в результате неизбежного старения масла и его окисления, а также твердыми частицами, преимущественно углеродом в форме сажи, особенно у дизельных двигателей. Загрязнение фильтрующей ткани вело к возрастанию сопротивления прохождения через нее картерных газов, что, в свою очередь, вело к ухудшению работы системы вентиляции картера двигателя и диктовало необходимость замены фильтроэлемента масляного сепаратора.

Циклонные маслоотделители

Чтобы избавиться от недостатков фильтрующей ткани из синтетического волокна в последних моделях современных автомобилей стали применять циклонные маслоотделители.

Принцип работы системы вентиляции картера двигателя с циклонным маслоотделителем

Рис. Принцип работы системы вентиляции картера двигателя с циклонным маслоотделителем:
1 – циклонный маслоотделитель; 2 – клапан регулировки давления; 3 – охладитель нагнетаемого воздуха; 4 – турбокомпрессор; 5 – газы, прорывающиеся через поршневые кольца

Картерные газы подводятся по каналу внутри двигателя в циклонный маслоотделитель. Циклонный маслоотделитель приводит воздух во вращательное движение. Благодаря возникающей центробежной силе масляный туман ударяется о стенку маслоотделителя. Там образуются капли масла, которые по каналу в картере стекают в масляный поддон. Очищенный от масляного тумана воздуха через клапан регулировки давления подводится к каналу забора воздуха.

Циклонный маслоотделитель снабжен специальным клапаном, ограничивающем разряжение в картере двигателе, так как при сильном разряжении могут быть повреждены сальники двигателя и другие резиновые уплотнения.

Схема работы клапана регулировки давления циклонного маслоотделителя

Рис. Схема работы клапана регулировки давления циклонного маслоотделителя:
1 – трубопровод подачи картерных газов; 2 – трубопровод забора воздуха; 3 – мембрана; 4 – пружина сжатия; а – открытое положение клапана; б – закрытое положение клапана

Клапан регулировки давления находится в крышке циклонного маслоотделителя. Он состоит из мембраны и пружины сжатия и регулирует давление при удалении воздуха из картера. Клапан регулировки давления закрывается при сильном разрежении в заборном канале. При незначительном разряжении в заборном канале он открывается силой пружины сжатия.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (4 голосов, средний: 3,75 из 5)

Обязательства автопромышленности по снижению расхода топлива и выбросов СO2

Улучшения качества воздуха можно добиться только при строгом соблюдении норм токсичности ОГ во всей Европе, а лучше — во всем мире для всех автомобилей. Несмотря на уже достигнутые успехи и снижение (в среднем) токсичности ОГ у современных автомобилей, в атмосферу по-прежнему выбрасываются значитель...

Европейский цикл движения NEDC для типовых испытаний

Анализ ОГ при типовых испытаниях автомобилей существенно отличается от проверок токсичности ОГ, проводимых на СТО. При типовой проверке автомобиль проезжает предписанные циклы движения на беговых барабанах при точно заданных параметрах окружающей среды и условиях испытаний. Предписанные и стандар...

Токсичность отработавших газов и пути предотвращения загрязнения окружающей среды

Основные компоненты, содержащиеся в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС) представлены в таблице. Таблица. Основные компоненты отработавших газов, % Двигатели N2 О2 Н2О (пар) СО2 СО NxOy CxHy С (сажа) Бензиновые 74-77 0,3-0,8 3-5,5 5-12 5-10 До...

Измерение состава выхлопных газов

Теперь стало стандартом измерять четыре основные составляющие выхлопного газа, а именно: угарный газ (СО) углекислый газ (СO2) углеводороды (СН) кислород (O2) Модуль проверки выхлопных газов обычно оснащен своим собственным дисплеем, но может быть связан и с главным дисплеем анализа...
  1. Андрей says:

    Вентиляцию картера, отсос картерных газов, придумали задолго до появления «экологии». Как вы думаете, почему?

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶