Blow-by 101: Что такое Blow-by и как предотвратить поломку двигателя

Знакомство с Blow-by и системой PCV

Двигатели внутреннего сгорания по существу являются управляемыми бомбами; сгорание воздуха и топлива приводит в движение поршни и коленчатые валы. Одним из побочных продуктов этого насилия является власть, но есть и более темные лошадки, с которыми нужно бороться. Во время сгорания высокое давление в верхней части поршня выталкивает продукты сгорания, а также капли масла и топлива через поршневые кольца в картер. Эта смесь известна как «прорыв».

Во многих современных автомобилях используются сложные системы PCV для выпуска картерных газов.

Чтобы картер не подвергался давлению, вызывая проблемы с масляным уплотнением и лишая двигатель мощности, картерные газы вытягиваются из картера через систему принудительной вентиляции картера (PCV) и направляются обратно во впуск. Возможно, вы уже видите проблему; масло и топливо — это не то, что вам нужно в вашей системе впуска воздуха. Во многих современных автомобилях используется своего рода система воздушно-масляного сепаратора, чтобы свести к минимуму количество паров масла и топлива, попадающих на впуск. Однако из-за ограничений по стоимости и обслуживанию эти складские системы обычно не полностью эффективны.

Mishimoto предлагает широкий ассортимент ловушек для различных целей.

Ловушка — это простое решение проблемы, но это больше, чем просто установка цилиндра и нескольких трубок на двигатель. Вот что вам действительно нужно знать о ловушках и о том, как предотвратить повреждение вашего двигателя прорывом газов.

Тройной эффект прорыва газов: шлам, нагар и детонация

Со временем прорыв газов может снизить эффективность двигателя, так как он покрывает части впуска маслом и топливом. В двигателях с наддувом и промежуточным охлаждением картерные газы часто покрывают внутреннюю часть промежуточного охладителя, серьезно влияя на его способность передавать тепло и охлаждать всасываемый заряд. Эти проблемы становятся еще более очевидными с возрастом. По мере износа поршневых колец и стенок цилиндров все больше и больше топлива и масла может попасть в картер и, в конечном итоге, во впускную систему.

Масло и топливо, обнаруженные в картерных газах, могут в конечном итоге попасть в систему впуска.

Последствия прорыва газов не всегда ограничиваются только системами впуска и охлаждения наддувочного воздуха; в некоторых случаях могут пострадать впускные клапаны и другие внутренние детали двигателя. В автомобилях, которые обычно ездят только на короткие расстояния, поршни не имеют возможности прогреться и расшириться до стенок цилиндра. Это позволяет большему количеству картерных газов попасть в картер, и, поскольку двигатель все еще холодный, а затем остановлен, эти картерные газы конденсируются в больших количествах внутри картера и системы PCV. В конце концов, этот сконденсированный газ попадает в головку и цилиндры.

Прорыв газов в цилиндр может привести к снижению эффективного октанового числа топливовоздушной смеси. Если октановое число воздушно-топливной смеси падает достаточно, это может вызвать детонацию (также известную как преждевременное зажигание), когда топливная смесь воспламеняется до того, как сработает свеча зажигания, что приводит к очень высокому давлению в цилиндре. Стук — один из главных убийц двигателей, который может испортить даже самые крепкие сборки. Пары масла и топлива могут также покрывать свечи зажигания, быстро загрязняя их и вызывая пропуски зажигания.

Двигатели как с прямым впрыском, так и с прямым впрыском подвержены скоплению углерода и шлама на обратной стороне клапанов, но двигатели с непосредственным впрыском могут серьезно пострадать.

Проблема усугубляется тем, что в краткосрочных ситуациях клапаны никогда не нагреваются настолько, чтобы сжечь углерод, поэтому любые прорывы газов, попадающие в клапаны, будут накапливаться в виде шлама и нагара. Накопление углерода на клапанах является серьезной проблемой для двигателей с непосредственным впрыском газа (GDI). В двигателе GDI топливо впрыскивается в камеру сгорания после впускных клапанов, что устраняет очищающий эффект омывания топливом впускных клапанов. Это означает, что прорыв газов может накапливаться на обратной стороне клапанов еще быстрее, препятствуя потоку воздуха и вызывая потенциальные проблемы с работой.

Контейнеры для уловов – тюрьма для прорыва

Думаю, вы поняли. Blow-by — это гигантская угроза, которая хочет только лишить ваш двигатель мощности и медленно его уничтожить. Итак, что вы можете с этим поделать? Одним из наиболее универсальных решений проблемы прорыва газов является маслоуловитель. Улавливающая банка — это именно то, на что она похожа: банка для улавливания и конденсации паров топлива и масла в картерных газах, прежде чем они снова попадут в вашу систему впуска и двигатель. Улавливающие банки варьируются от цилиндров с фильтрами сапуна до того, что ваш сосед сделал из банки Budweiser и некоторых трубок, которые он называет «нестандартными». Вы знаете, о ком я говорю. Вы можете купить специальный маслоуловитель для своей марки и модели или приобрести универсальный маслоуловитель от Mishimoto, который подходит для большинства автомобилей.

Компактный маслоуловитель Mishimoto с перегородкой может выглядеть непритязательно снаружи, но важно то, что внутри.

Несмотря на то, что концепция кажется достаточно простой, чтобы добиться успеха в ежедневном вождении или гонках, уловитель должен выполнять две основные функции:

1.  Выпускать картерные газы из картера.
2.  Дайте парам масла и топлива место для конденсации и предотвращения их повторного попадания во впуск.

Больше никаких грустных дельфинов

Начнем сверху. Имеет смысл, что уловитель все равно должен позволять картерным газам выходить из картера; в конце концов, в этом вся цель системы PCV. Однако как это делается – спорный вопрос. В некоторых ловушках просто есть одна линия, идущая от картера к банке, а затем используется небольшой фильтр сапуна, позволяющий стравливать давление через верхнюю часть банки. Этот метод полностью исключает возможность рециркуляции картерных газов во впуск.

Хотя это может показаться лучшим решением, оно не очень приятно для белых медведей, и с этим также связаны некоторые юридические проблемы. В большинстве штатов улавливающая банка, выбрасываемая в атмосферу, не проходит проверку. Даже если в вашем штате не проводятся проверки выбросов, вентиляция системы PCV, которая не вентилируется на заводе, запрещена федеральным законом США.

Многие современные системы PCV используют впускной вакуум для удаления картерных газов из картера, в случае BMW N55 картерные газы направляются перед турбонагнетателем.

Еще одна проблема с простой вентиляцией уловителя в атмосферу заключается в том, что большинство современных систем вентиляции картера находятся под вакуумом от впускного коллектора. Этот вакуум помогает быстрее удалять масло и, что более важно, пары топлива из картера. Чем дольше эти пары остаются в картере, тем больше вероятность того, что они будут конденсироваться, вызывая повреждение внутренних компонентов двигателя и разжижая масло. Вакуум также позволяет рециркулировать и снова сжигать оставшиеся газы сгорания, что делает транспортное средство более экологичным и менее грустным дельфинам. Поэтому, если заводская система PCV подключена к вакуумному коллектору, ваш улов должен быть таким же.

Еще одна проблема, которую следует учитывать при добавлении уловителя в стандартную систему PCV, – это количество портов на вашем двигателе по сравнению с количеством впускных отверстий на уловителе. Некоторые ловушки имеют только одно впускное отверстие, что может быть проблемой для двигателей с V-образной конфигурацией или двигателей, в которых используется более одного сапуна картера. Хотя одним из решений было бы добавить Y-образный соединитель для объединения двух линий в одну, это еще три возможные точки отказа в системе. Безопаснее всего, если это возможно, сопоставить количество впускных отверстий на вашем уловителе с количеством сапунов на вашем двигателе.

Конденсировать, Предотвратить, Повторить

Теперь, когда мы выяснили, как удалить газ из картера, нам нужно предотвратить его повторное попадание во впуск и вызвать все проблемы, которые мы определили ранее. Это та область, где большинство уловов терпят неудачу. Когда картер выходит из картера, он горячий, очень, очень горячий. На самом деле настолько горячо, что масло и топливо, содержащиеся в нем, находятся в газообразном состоянии и могут течь, как ветер, по трубам и вокруг цилиндров, никогда больше не становясь жидкими. То есть до тех пор, пока они не остынут и не сконденсируются, что обычно происходит во впускном коллекторе или промежуточном охладителе, предназначенном для охлаждения и конденсации воздуха. Иди разберись.

В компактном маслоуловителе Mishimoto с перегородкой используется перегородка для замедления поступающих газов и фильтр для очистки воздуха, возвращающегося на впуск.

В чем большинство улавливающих баков не попадает в цель, так это в том, что они представляют собой просто открытые цилиндры, которые позволяют картерным газам входить и сразу же выходить, не охлаждаясь и не давая парам где-либо конденсироваться. Площадь поверхности является ключом к охлаждению и конденсации паров топлива и масла, присутствующих в картерных газах. Чем больше площадь поверхности, через которую проходит картерный газ, тем холоднее он становится и тем больше топлива и масла конденсируется. Пропускание газов через какой-либо фильтрующий материал или перфорированную пластину также дает парам что-то, о что они могут ударяться и собираться, в то время как остальные газы снова попадают во впускное отверстие.

Непонятная идея

После того, как пары масла и топлива сконденсируются, нам все равно придется беспокоиться о том, что сконденсированная жидкость попадет во впускной тракт. Я слышал страшилки от людей с улавливающими баками и маслоотделителями на трассе. Эти истории обычно выглядят примерно так: «Я давно не опорожнял свою корзину для улова, но решил, что все в порядке. Затем, когда я проходил поворот на скорости, я почувствовал, что двигатель заглох, и из выхлопной трубы вырвались тонны дыма». Как оказалось, уловитель у человека не был сбит с толку, и когда он повернул, масло, которое было в уловителе, достигло выпускного отверстия и всосалось во впуск, затопив мотор маслом и старым топливом. Фигово.

Мы обнаружили от 10 мл до более 50 мл прорывной жидкости в наших ловушках. Это не то, что вы хотите выплескивать в свой рацион.

Хотя ничто не заменит регулярное опорожнение контейнера для улова, заглушка поможет сохранить масло на дне контейнера. Дефлекторы широко используются в различных частях двигателей. Перегородка в масляном поддоне удерживает масло вокруг подборщика, а на двигателях с верхним расположением клапанов обычно есть перегородки под крышками клапанов, чтобы удерживать масло на распределительных валах. Если это важно и ему нужно масло, вероятно, вокруг него есть перегородка, и ваша банка для улова тоже должна иметь перегородку.

В улавливающих баках с перегородками обычно используется горизонтальный или вертикальный разделитель, чтобы удерживать масло на дне бака во время высокоскоростного поворота, торможения и ускорения. В некоторых улавливающих баках эта перегородка также действует как точка конденсации паров масла и топлива, как описано ранее. Наличие сбитого с толку улова является обязательным для любого, кто участвует в гонках, или даже для ежедневного водителя, который время от времени видит наклонное шоссе на съезде.

Идеальное решение

Итак, теперь, когда мы знаем, что нужно для хорошего улова, как нам построить работающее? Как я уже упоминал, идеальное улавливающее устройство было бы сбито с толку, если бы вы могли бросать свою машину столько, сколько хотите, не беспокоясь о том, что ваш воздухозаборник будет залит маслом. Перегородка также будет служить точкой конденсации паров масла и топлива. Еще одна особенность, которую следует искать в уловителе, — это внутренний отвод воздуха, который помогает замедлить попадание воздуха в банку и обеспечивает более эффективное разделение воздуха и масла.

Маслоуловитель Mishimoto с перегородками содержит воздухоотводчики, перегородку и бронзовый фильтр на 50 микрон, чтобы гарантировать, что воздух, поступающий обратно во впускное отверстие, чистый и не содержит масла.