Руководство по замеру картерных газов на двигателе 2,5л, CRDI, D4CB.
Двигатель D4CB, как и все поршневые двигатели внутреннего сгорания, по мере износа подвержены частичному прорыву газов из камеры сгорания в пространство под поршнем — картер. В двигателе класса евро 4 это возможно также по причине выгорания медных шайб под форсунками, т.к. колодцы форсунок имеют свободный открытый канал в картер. Но на евро 5 и выше, колодцы уже закрытые. И при прогорании медной шайбы под форсункой, газы идут наружу между форсункой и стенкой колодца.
Чем же опасны повышенные картерные газы и какое их количество должно быть?
Давайте разбираться.
Во-первых, когда газы прорываются в картер, они локально, в месте прорыва, сильно поднимают температуру, что вызывает быстрое окисление масла в этом месте, потерю его свойств и повышенное образование продуктов сгорания и сажи. Всё это в виде образований нагара уносится омывающим маслом в картер двигателя, откуда разносится по всему мотору, забивая масляные каналы, сужая их проходное сечение и откладываясь на поверхности деталей. В первую очередь при этом страдают — турбина и масляный насос. (Далее мы это разберем.) А также, по мере накопления кусочков нагара в масле, забивается маслоприемная сетка перед масляным насосом, перекрывая поступление масла к насосу. Поступления масла становится недостаточно. Наступает масляное голодание. И при повышенной нагрузке, например во время разгона, возможен разрыв масляной пленки (масляного клина) между шейками коленвала и вкладышами. И возникает задир вкладыша. А не редко и «прихватывание» вкладыша к шейке и его проворот. Что усугубляет поломку. После чего двигатель требует капитального ремонта.
Во-вторых, так как у газов из картера есть только один выход — через трубку отвода, так называемый сапун, у которого внутри клапанной крышки предусмотрен маслоотделитель, при повышенном количестве газов им некуда деваться (они не успевают выходить) и в полости картера поднимается давление этих газов. При этом скорость выхода газов через сапун увеличивается и маслоотделитель не справляется. Поток газов уносит с собой крупные капли масла, которые попадают в патрубок воздухозаборника после фильтра и далее в интеркулер. Накапливаются там, создавая приличный запас. Поскольку интеркулер находится в самой нижней точке, и подняться маслу оттуда сложно. Но может наступить момент, когда на больших оборотах масло начнет всасываться сильным потоком воздуха во впускной коллектор и двигатель начнет работать уже не только на топливе, но и на масле, что уводит его «в разнос». После чего, как правило, двигатель также требует капремонт.
ТУРБИНА.
Как известно, турбина, а точнее ее вал, как и вкладыши коленвала или распредвала, работает на принципе «масляного клина». Масло на вал подается через специальную маслоподводящую трубку, которая прикручена сверху на сердцевину турбины — «картридж». И пройдя через подшипник вала сливается самотеком по маслоотводной резиновой трубке в картер.
При повышенных картерных газах, масло, пройдя через подшипник вала встречает сопротивление в виде давления картерных газов. Создается подпор масла. И оно уже плохо стекает в картер. Что вызывает ухудшение смазки подшипника и плохой локальный отвод тепла. Возникает масляное голодание, нарушается масляный клин и вал турбины начинает касаться стенки подшипника.
Так как вал вращается на скорости до 115 000 об/мин, то при касании валом подшипника происходит быстрый локальный разогрев и слом вала. Турбина выходит из строя.
Если же двигатель не развивал больших оборотов, то при разрыве масляного клина и касании валом стенки подшипника, он быстро изнашивается и крыльчатка турбины или компрессора начинает задевать корпус и ситуация быстро усугубляется. Масляный клин еще больше рвется, вал и подшипник разрушаются, турбина выходит из строя изуродовав лопасти крыльчатки и наделав стружки.
Одновременно, картерные газы, создавая подпор и мешая стоку масла, выдавливают его в стороны, вдоль вала. Отсюда масло попадает в выпускной тракт, создавая сизое дымление и забивая сажевый фильтр, а так-же во впускной тракт, покрывая стенки патрубков и скапливаясь в интеркулере. Так же это приводит к смещению вала в сторону упорного подшипника, изнашивает его и увеличивает осевой люфт. Что ведет к еще большему выдавливанию масла во впускной тракт.
Масляный насос.
При повышенных картерных газах, как я говорил выше, образуется нагар, который всасывается масляным насосом. А так как нагар содержит твердые частицы сажи, то точно изготовленная гладкая поверхность зубьев шестерен насоса и внутренние стенки корпуса быстро изнашиваются и насос теряет способность поддерживать нужное давление даже после замены масла. А если происходит задир вкладышей, то стружка попадая в насос, способна не только полностью испортить поверхность зубьев, но и ввести его в»клин», что как правило ведет к обрыву нижней цепи.
Как видим, повышенные картерные газы — очень серьезная причина, требующая повышенного внимания и принятия незамедлительных мер.
Каким должно быть давление картерных газов?
Казалось бы, прорыв газов из камеры сгорания в картер неизбежно. Однако, при полностью исправном двигателе он настолько мал, что успевает беспрепятственно выводиться всасыванием впускной магистрали и его давление составляет 0-10 Па.
С увеличением износа поршневых колец и цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) в целом, количество картерных газов увеличивается и соответственно их давление растет.
Какое же давление всё таки должно быть, спросите вы?
Этот вопрос не имеет точного ответа.
По мере его плавного увеличения, плавно увеличивается и риск последствий. Однако есть рекомендуемая допустимая величина, при достижении которой необходимо уже принимать меры по устранению. Так например, фирма GARRETT, выпускающая турбокомпрессоры запрещает установку турбин на двигатель, если его картерные газы выше 100 Па.
Как замерить давление картерных газов?
В наше трудное время, когда хороших грамотных мотористов найти очень трудно, да к тому-же каждый ремонтник стремится не к качеству выполнения работ, а к «отъему денег» и скорейшему выпроваживанию автомобиля, многие работы приходится выполнять самостоятельно. Чтобы уже знать, что сделано как — «для себя». Однако далеко не все понимают то, что делают и часто результат получается обратный.
И так. Как же замерить давление картерных газов?
Автомобилисты любители по разному приспосабливаются производя замеры различными приборами, косвенно и экспериментально определяя значения, превышение которых принимают за повышенные газы. Как правило это расход газов, объем которых измеряют газовым счетчиком, воздушным шариком, пакетом, презервативом и т.д. Я не буду здесь рассматривать эти методы, т.к. на них нет никаких данных. И это всё же не давление, а расход. Ну согласитесь, мы же не ставим вместо расходомера (ДМРВ) на всасе воздуха — манометр.
Здесь мы рассмотрим корректный способ измерения давления. Причем это довольно точный метод не требующий поверки прибора. Но обычные манометры нам не подходят. Нам нужен точный прибор на очень небольшое давление. И таким прибором может быть дифференциальный водяной манометр перепада давления. Это сложно звучит, но на самом деле он очень простой. И так:
УСТРОЙСТВО.
Прибор представляет из себя два сообщающихся сосуда заполненных водой.
Если быть точнее, то — две стеклянные или пластмассовые ПРОЗРАЧНЫЕ трубки, примерно 10 мм диаметром, устанавливаются параллельно друг-другу в вертикальном положении на небольшом расстоянии, так, чтобы между ними поместилась линейка с миллиметровой шкалой и нулем в середине шкалы.
В одну стеклянную трубку прибора герметично вставляют гибкую трубку.
Гибкую трубку прибора соединяют с трубкой для масляного щупа двигателя. Щуп при этом вынут.
Вторая трубка открыта и сообщается с атмосферой.
В прибор наливают подкрашенную воду до середины так, чтобы уровень сравнялся с нулем шкалы линейки.
Всё готово к замеру.
Заводим двигатель (двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры). И производим замер на холостом ходу. При этом не нужно перекрывать сапун, пережимать его трубку и т.п. Всё должно быть как при обычной эксплуатации.
В трубку прибора, соединенную с двигателем, начнет поступать картерный газ и своим давлением смещать уровень воды вниз. Перепад уровней, т.е. разница уровней в мм не должна быть больше 10 мм. Так как 1 мм водяного столба равен 10 Па, то 10 мм соответственно 100 Па. Это максимально допустимая величина, если верить специалистам фирмы GARRETT. В идеале — 0 мм перепад. И это реально возможная величина.
Как видите — ничего сложного нет.
Я сам сделал прибор из водяного строительного уровня. И подсказал этот вариант многим людям, которые успешно это применили. И вот что у них получилось. Как говорят — «дёшево и сердито». И довольно точно.
Я же, пошел дальше и решил поставить это дело под непрерывный автоматический контроль, что так же просто реализовать. Существуют приборы контролирующие перепад давлений. Как правило они используются на системах вентиляции. Они бывают разной конструкции и на разные величины. У них есть диапазон измерения, в пределах которого можно выбрать величину, на которой прибор сработает и подаст сигнал, что давление картерных газов достигло этой величины. У меня дифреле на 300 Па. Установлено на 75 Па. Включает яркий светодиод и пьезоизлучатель (пищалку).
Только подключил я его уже не к трубке масляного щупа, а к трубке сапуна, сделав в ней отвод.
Заготовки для отвода картерных газов.
Вставка для отвода картерных газов.
Разумеется, что контроль возможен только на холостых оборотах двигателя, так как при повышении оборотов в работу вступает турбина и давление картерных газов становится отрицательным.
Однако, если картерные газы довольно сильные, то и турбина не справится. Они всё равно будут положительными и оказывать своё негативное влияние на двигатель.
Автор: Эдуард Анферов