Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жанау қозғалтқышы картеріндегі қысымды төмендету жүйесі
System to relieve pressure in a combustion engine's crankcase
Картерлік корпусты желдету жүйесі (CVS) ішкі жанарлы қозғалтқыштың картерінен артық газдарды шығарады. Жүйе әдетте түтік, бір жақты клапан және вакуум көзінен (мысалы, кіріс коллекторынан) тұрады. Артық газдар "жанудан өткен газдар" деп аталады, олар жану камерасынан шығып, поршень сақиналары арқылы өтіп кеткен газдар. Алғашқы қозғалтқыштарда бұл газдар картер тығыздағыштары арқылы атмосфераға шығарылатын. Алғашқы арнайы картерлік корпусты желдету жүйесі – "жол сору түтігі" болды, ол газдарды түтік арқылы сору және атмосфераға шығару үшін жартылай вакуумды пайдаланды. Оң картерлік корпусты желдету (PCV) жүйелері – екінші дүниежүзілік соғыста алғаш қолданылып, қазіргі заманғы көптеген қозғалтқыштарда қолданылады – ауа ластануын азайту мақсатында көліктің шығарындыларын бақылаудың бір бөлігі ретінде картер газдарын жану камерасына қайтарады. Картердегі қысымды пайдаланатын екі тактілі қозғалтқыштарға картерлік корпусты желдету жүйесі қажет емес, себебі қозғалтқыштың қалыпты жұмысы картер газдарын жану камерасына жіберуді қамтиды.
A crankcase ventilation system (CVS) removes unwanted gases from the crankcase of an internal combustion engine. The system usually consists of a tube, a one way valve and a vacuum source (such as the inlet manifold). The unwanted gases, called "blow by", are gases from the combustion chamber which have leaked past the piston rings. Early engines released these gases to the atmosphere simply by leaking them through the crankcase seals. The first specific crankcase ventilation system was the 'road draught tube', which used a partial vacuum to draw the gases through a tube and release them to the atmosphere. Positive crankcase ventilation (PCV) systems— first used in the Second World War and present on most modern engines— send the crankcase gases back to the combustion chamber, as part of the vehicle emissions control, in order to reduce air pollution. Two stroke engines with a crankcase compression design do not need a crankcase ventilation system, because normal operation of the engine involves sending the crankcase gases to the combustion chamber.
Картерлік корпустың газ көздері
Қабылдама (көбінесе осылай аталады) – жану камерасындағы жанар материалдың поршень сақиналары арқылы кранкшайырға "үсіп" өтуінің нәтижесі. Егер осы қабылдама газдары желдетілмесе, олар сөзсіз конденсацияланып, кранкшайырдағы май буларымен бірігіп, май тұнбасын түзетін немесе майды жанылмаған отынмен араластырады. Кранкшайырдың артық қысымы сондай-ақ қозғалтқыш майының коленвал сальниктерінен және басқа да қозғалтқыш тығыздағыштары мен прокладкаларынан сыртқа ағуына әкелуі мүмкін. Сондықтан, кранкшайырды желдету жүйесін қолдану қажет.
Blow by, as it is often called, is the result of combustion material from the combustion chamber "blowing" past the piston rings and into the crankcase. These blow by gases, if not ventilated, inevitably condense and combine with the oil vapor present in the crankcase, forming oil sludge or causing the oil to become diluted with unburned fuel. Excessive crankcase pressure can furthermore lead to engine oil leaks past the crankshaft seals and other engine seals and gaskets. Therefore, it becomes imperative that a crankcase ventilation system be used.
Атмосфералық ауа шығару
20-шы ғасырдың басына дейін, жану камерасынан шығатын газдар картерден тығыздағыштар мен прокладкалар арқылы сыздап шығатын. Бұрынғы ондаған жылдардағы бу машиналарында да осы жағдай болғандықтан, қозғалтқыштан майдың ағып, жерге тамшылауы қалыпты жағдай саналды. Прокладкалар мен вал саңылауларының тығыздағыштары майдың сығуын шектеу үшін жасалған, бірақ олардың оны толығымен тоқтатуы күтілмеген. Жану камерасынан шығатын газдар майдың ішінде таралып, содан кейін тығыздағыштар мен прокладкалар арқылы атмосфераға сыздап, ауаның ластануына және жағымсыз иіске себеп болатын. Картерлік желдетудегі алғашқы жетістік – жолға сору түтігі болды. Бұл – картерден (немесе жоғарғы клапанды қозғалтқыштың клапан қақпағынан) көліктің ағынында төмен қарай орналасқан ашық ұшына дейін созылатын құбыр. Көлік қозғалыста болғанда, құбырдың ашық ұшынан өтетін ауа ағыны сору (немесе жел соғу) құрады, ол газдарды картерден шығарып тартады. Тым көп вакуумның пайда болуын болдырмау үшін, жану камерасынан шығатын газдар тыныс алатын құрылғы арқылы таза ауамен алмастырылады. Баяу қозғалатын жүк көліктері мен қайықтарда жолға сору түтігі үшін қолайлы ауа ағыны көбінесе болмайтын. Мұндай жағдайларда, қозғалтқыштар жану камерасынан шығатын газдарды картерден шығару үшін тыныс алатын құбырда оң қысымды пайдаланды. Сондықтан, тыныс алатын құрылғының ауа кіретін жері көбінесе қозғалтқыштың салқындату желдеткішінің артындағы ауа ағынында орналасатын. 1950 жылдардың басында профессор Ари Ян Хааген Смит автомобиль қозғалтқыштарынан шығатын ластанудың Лос-Анджелестегі (Калифорния) тұман дағдарысының басты себебі екенін анықтады. Калифорния Автокөлік құралдарының ластануын бақылау жөніндегі кеңесі (Калифорнияның ауа ресурстары жөніндегі кеңесінің алдағысы) 1960 жылы құрылды және жану камерасынан шығатын газдардың тікелей атмосфераға шығарылуын қалай болдырмау керектігін зерттеуді бастады. PCV жүйесі газдарды ауа тартуға қайта айналдыру үшін жасалған, осылайша олар таза ауамен/отынмен бірігіп, толығымен жануға мүмкіндік алады. 1961 жылы Калифорния ережелері барлық жаңа автомобильдерді PCV жүйесімен сатуды талап етті, бұл көлік құралдарының шығарындыларын бақылау құрылғысын алғаш рет енгізуді білдірді. 1963 жылғы модельден бастап, АҚШ-та сатылатын жаңа автомобильдердің көпшілігі өнеркәсіптің ерікті әрекетімен жабдықталды, осылайша көлік құралдарының бірнеше штаттық нұсқаларын жасау қажеттілігінен құтылды. PCV тез арада бүкіл әлем бойынша барлық көліктерде стандартты жабдыққа айналды, себебі оның пайдасы тек шығарындыларды азайтуда ғана емес, сонымен қатар қозғалтқыштың ішкі тазалығында және майдың қызмет ету мерзімін ұзартуда да болды. 1967 жылы, өндіріске енгізілгеннен кейін бірнеше жыл өткен соң, PCV жүйесі АҚШ-тың федералды сотқа шақыру тергеуіне түсті, себебі кейбір сала сыншылары Автомобиль өндірушілер қауымдастығының (AMA) қосымша тұманды бақылауды кешіктіру үшін бірнеше осындай тұманды азайту құрылғыларын сөреде қалдыруға сөз байласты деген күдік таратты. Он сегіз айлық тергеуден кейін, сот алқасы «айыптама жоқ» деген шешім шығарды, бұл AMA-ны тазартты, бірақ АҚШ-тың барлық автомобиль компаниялары он жыл бойы тұманды бақылау бойынша бірлесіп жұмыс істемеуге келісетін келісімге келді. Осыдан кейінгі онжылдықтарда көлік құралдарының шығарындыларын реттеу және қадағалау заңнамасы айтарлықтай күшейді. Бүгінгі күнгі бензинді қозғалтқыштардың көпшілігі PCV жүйелерін пайдалануды жалғастыруда.
Until the early 20th century, blow by gases escaped from the crankcase by leaking through seals and gaskets. It was considered normal for oil to leak from an engine and drip onto the ground, as this had also been the case for steam engines in the decades before. Gaskets and shaft seals were intended to limit the leakage of oil, but they were usually not expected to entirely prevent it. The blow by gases would diffuse through the oil and then leak through the seals and gaskets into the atmosphere, causing air pollution and odors. The first refinement in crankcase ventilation was the road draught tube. This is a pipe running from the crankcase (or the valve cover on an overhead valve engine) down to a downwards facing open end located in the vehicle's slipstream. When the vehicle is moving, airflow across the open end of the tube creates suction (a "draught" or draft) that pulls gases out of the crankcase. To prevent too much vacuum being created, the blow by gases are replaced by fresh air using a device called a breather. On slow moving delivery vehicles and boats, there was often no suitable air slipstream for the road draught tube. In these situations, the engines used positive pressure at the breather tube to push blow by gases from the crankcase. Therefore, the breather air intake was often located in the airflow behind the engine's cooling fan. In the early 1950s, Professor Arie Jan Haagen Smit established that pollution from automobile engines was a major cause of the smog crisis being experienced in Los Angeles, California. The California Motor Vehicle Pollution Control Board (a precursor to the California Air Resources Board) was established in 1960 and began researching how to prevent blow by gases from being released directly into the atmosphere. The PCV system was designed to re circulate the gases into the air intake so that they could be combined with the fresh air/fuel and get more completely combusted. In 1961, California regulations required that all new cars be sold with a PCV system, therefore representing the first implementation of a vehicle emissions control device. Starting with the 1963 model year, most new cars sold in the U. S. were so equipped by voluntary industry action so as to avoid having to make multiple state specific versions of vehicles. PCV quickly became standard equipment on all vehicles worldwide because of its benefits not only in emissions reduction but also in engine internal cleanliness and oil lifespan. In 1967, several years after its introduction into production, the PCV system became the subject of a U. S. federal grand jury investigation, when it was alleged by some industry critics that the Automobile Manufacturers Association (AMA) was conspiring to keep several such smog reduction devices on the shelf to delay additional smog control. After eighteen months of investigation, the grand jury returned a "no bill" decision, clearing the AMA, but resulting in a consent decree that all U. S. automobile companies agreed not to work jointly on smog control activities for a period of ten years. In the decades since, legislation and regulation of vehicular emissions has tightened substantially. Most of today's gasoline engines continue to use PCV systems.
Тынықтыру
ПКВ жүйесі картерден газдарды шығару үшін таза ауа көзіне ие болуы керек. Бұл таза ауаның көзі – "картерлік желдеткіш", ол әдетте қозғалтқыштың ауа сүзгісінен немесе құбылыс жинағышынан (коллектордан) қосылады. Желдеткіш әдетте ауа сүзгісіне май тамшылары мен будың түсуін болдырмау үшін қалқандармен және сүзгілермен жабдықталады. Бұл құбылысты одан әрі азайту үшін, қосымша ауа-май ажыратқыштарын немесе, көне тілде айтқанда, май жинағыштарын орнатуға болады, олар май тамшыларын ауадан бөліп алып, сорғышқа жеткенге дейін резервуарда жинайды. Дұрыс жасалған картерлік желдеткіш, сонымен қатар, картерде сору эффектін тудыратын, яғни картерлік желдеткіштің ішінде вакуум құратын конструкциямен жасалуы тиіс, бұл жану процесінен туындаған газдардың шығарылуына көмектеседі. Дұрыс жұмыс істейтін ПКВ жүйесі болғанда, осы эффект картердегі қысымды біраз төмендетеді.
In order for the PCV system to draw fumes out of the crankcase, the system must have a source of fresh air. The source of this fresh air is the "crankcase breather", which is usually ducted from the engine's air filter or intake manifold. The breather is usually provided with baffles and filters to prevent oil mist and vapour from fouling the air filter. This phenomenon can be further reduced by installing after market air oil separators or catch cans, as colloquially known, to pull oil mist out of suspension and collect it in a reservoir before it can reach the intake. A properly designed crankcase breather will also be designed in a manner that promotes the scavenging effect, or the creation of suction within the crankcase breather to further aid in the removal of blow by gases. It is this effect that keeps the crankcase at slightly negative pressure when a properly functioning PCV system is in place.
PCV клапаны
Кескіш құбылыс арқылы PCV клапаны көлемдік корпусына қосылады. Кранкас пен қозғалтқыш ішіндегі ауа ағыны жану процесінен туындаған газдарды сыйырғылай шығарып тастайды. Осы ауа мен кранкас газдарының қоспасы кейін, май тамшыларын бөліп алу үшін қарапайым тосқауыл, экран немесе тор арқылы PCV клапанынан өтіп, сору коллекторына шығады. Кейбір PCV жүйелерінде бұл майды бөліп алу "май ажыратқышы" деп аталатын жеке алмастырылатын бөлікте жүзеге асырылады. Көлік құралдарына бастапқыда орнатылмаған сыртқы майды бөліп алу жүйесін қосуға арналған қосымша өнімдер "май жинағыш бактар" деп аталады. PCV клапаны сору жүйесіне кіретін кранкас газдарының ағынын реттейді. Қозғалтқыш бос жүрісте, газ дросселі дерлік жабық болғанда, коллектордағы вакуум жоғары болады, бұл көп мөлшерде кранкас газдарын тартады, нәтижесінде қозғалтқыш тым кедейленеді. Коллектордағы вакуум жоғары болғанда PCV клапаны жабылады, сору жүйесіне кіретін кранкас газдарының мөлшерін шектейді. Қозғалтқыш жүктеме астында немесе жоғары айналымдарда жұмыс істегенде, көбірек газдар пайда болады. Осы жағдайда, толық ашық газ дросселімен сору коллекторындағы вакуум төмендейді, бұл PCV клапанының ашылуына және кранкас газдарының сору жүйесіне ағылуына себеп болады. Осы жағдайлардағы сору ауасының жоғары жылдамдығы, қозғалтқыштың жұмысын нашарлатпай, көбірек газдарды сору жүйесіне қосуға мүмкіндік береді. PCV клапанының осы жағдайда ашылуы сору жүйесінің кранкас газдарын тартудағы тиімділігі төмендегенін де өтемелейді. PCV клапанының екінші функциясы – жалын тоқтатушы ретінде жұмыс істеу және сору жүйесінен оң қысымның кранкасқа енуіне жол бермеу. Бұл турбоқозғалтқыштарда немесе кері соққы болғанда болуы мүмкін, ал оң қысым кранкас тығыздағыштары мен прокладкаларына зақым келтіруі немесе тіпті кранкаста жарылысқа әкелуі мүмкін. Сондықтан PCV клапаны оң қысым болғанда жабылады, оның кранкасқа жетуіне жол бермейді. PCV клапаны орналасқан кранкас ауа шығу тежегі әдетте кранкас желдеткішінен мүмкіндігінше алыс орналастырылады. Мысалы, желдеткіш пен шығу тежегі V-тәрізді қозғалтқыштағы клапан қақпақтарының қарама-қарсы жақтарында немесе тік қозғалтқышта клапан қақпағының қарама-қарсы ұштарында орналасуы мүмкін. PCV клапаны көбінесе, бірақ әрқашан емес, клапан қақпағына орналастырылады; ол кранкас ауа шығу тежегі мен сору коллекторының арасында кез келген жерде орналасуы мүмкін.
Intake manifold vacuum is applied to the crankcase via the PCV valve. The airflow through the crankcase and engine interior sweeps away combustion byproduct gases. This mixture of air and crankcase gases then exits, often via another simple baffle, screen, or mesh to exclude oil mist, through the PCV valve and into the intake manifold. On some PCV systems, this oil baffling takes place in a discrete replaceable part called the 'oil separator'. Aftermarket products sold to add an external oil baffling system to vehicles, which were not originally installed with them, are commonly known as "oil catch tanks". The PCV valve controls the flow of crankcase gases entering the intake system. At idle, with almost closed throttle, the manifold vacuum is high, which would draw in a large quantity of crankcase gases, causing the engine to run too lean. The PCV valve closes when the manifold vacuum is high, restricting the quantity of crankcase gases entering the intake system. When the engine is under load or operating at higher RPM, a higher quantity of blow by gases are produced. The intake manifold vacuum, with wide open throttle, is lower in these conditions, which causes the PCV valve to open and the crankcase gases flow to the intake system. The greater flow rate of intake air during these conditions means that a greater quantity of blow by gases can be added to the intake system without compromising the operation of the engine. The opening of the PCV valve during these conditions also compensates for the intake system being less effective at drawing crankcase gases into the intake system. A second function of the PCV valve is to act as a flame arrester and to prevent positive pressure from the intake system from entering the crankcase. This can happen on turbocharged engines or when a backfire takes place, and the positive pressure could damage the crankcase seals and gaskets, or even cause a crankcase explosion. The PCV valve therefore closes when positive pressure is present, to prevent it from reaching the crankcase. The crankcase air outlet, where the PCV valve is located, is generally placed as far as possible from the crankcase breather. For example, the breather and outlet are frequently on opposite valve covers on a V engine, or on opposite ends of the valve cover on an inline engine. The PCV valve is often, but not always, placed at the valve cover; it may be located anywhere between the crankcase air outlet and the inlet manifold.
Қатты индукция қолданбалары
PCV клапаны күшті индукция қолданбаларында, олардың танымал болуы артып келе жатқанда, одан да маңызды функцияны атқарады. Картердегі артық қысым поршень сақиналарынан қашатын газдардың салдарынан ғана емес, сонымен қатар сіңіру коллекторының оң қысымы картерге енгенде де туындауы мүмкін. Бұрын айтқанымыздай, турбокомпрессорлар немесе суперчарджерлер сияқты күшті индукция жүйелері бар көліктерде қозғалтқыштың сіңіру коллекторы жүктеме кезінде оң қысымға ие болады. Бұл атмосфералық қолданбалардан өзгеше, онда сіңіру коллекторы жүктеме кезінде вакуумда қалады. Осылайша, күшті индукциямен жұмыс істейтін қозғалтқыш жүктеме астында болғанда, сіңіру коллекторын картерден газдарды шығару үшін қолдануға болмайды, керісінше, ол картердегі қысымды арттырып, мәселені ушықтыра түседі. Сондықтан PCV клапанының міндеті – сіңіру коллекторы қысымға түскен кезде оны картерден оқшаулау, ал сіңіру коллекторы вакуумда болғанда картерден газдардың шығуына мүмкіндік беру. Бұл қосымша рөлге қоса, күшті индукция қолданбаларында цилиндрлердегі қысым жоғарырақ болады, нәтижесінде картерге көбірек газдар итеріледі, сондықтан толыққанды жұмыс істейтін PCV жүйесінің маңыздылығы арта түседі.
The PCV valve gains an even more important function in increasingly popular forced induction applications. Excessive crankcase pressure will not only occur due to blow by gases escaping past the piston rings but can also be introduced when positive pressure from the intake manifold makes its way into the crankcase. As previously mentioned, in vehicles with forced induction systems such as turbochargers or superchargers, the engine's intake manifold experiences positive pressure under load. This differs from naturally aspirated applications where the intake manifold will remain in vacuum while under load. Thus, when a forced induction engine is under load, the intake manifold can no longer be used to draw blow by gasses out of the crankcase and will instead begin to exacerbate the problem by increasing crankcase pressure. It is then the job of the PCV valve to isolate the intake manifold and crankcase when the intake manifold is pressurized and allow the flow of blow by gases out of the crankcase when the intake manifold is under vacuum. In addition to this added role, in boosted applications cylinder pressures are much higher, and consequently, more blow by gases are pushed into the crankcase thus making a fully functional PCV system all the more important.
Көмiртектің қабылдау жүйелерiнде жинақталуы
Кәрбон қабылдау коллекторында жинақталады, егер PCV жүйесінің істен шығуына байланысты, жану камерасынан шыққан газдар қабылдау ауасын тұрақты түрде ластауға мүмкіндік берсе.
Carbon build up in the intake manifold will occur when blow by gases are allowed to permanently contaminate the intake air because of a failing PCV system.
Баламалар
Кранкасты қысымын пайдаланатын екі тактілі қозғалтқыштарға кранкасты желдету жүйесі қажет емес, себебі кранкастағы барлық газдар жану камерасына жіберіледі. Көптеген кішкентай төрт тактілі қозғалтқыштар, мысалы, шөп шабу машиналары мен электр генераторлары, ендірілген жүйеге қосылған тартылғыш түтіктерді ғана пайдаланады. Тартылғыш түтік барлық қашып шыққан газдарды ендірілген қоспаға қайтарады және әдетте ауа сүзгісі мен карбюратордың арасында орналасқан. Кейбір дрэг-рейсинг машиналарын құрғақ картерлі қозғалтқыштары кранкастан майды және газдарды шығару үшін сорғыларды пайдаланады. Ажыратқыш майды бөліп алады, содан кейін газдар вентури түтігі арқылы шығару жүйесіне жіберіледі. Бұл жүйе кранкастағы шағын вакуумды сақтайды және қозғалтқыштағы майдың жарыс жолына төгілу мүмкіндігін азайтады.
Two stroke engines which use crankcase compression do not require a crankcase ventilation system, since all of the gases within the crankcase are then fed into the combustion chamber. Many small four stroke engines such as lawn mower engines and electricity generators simply use a draught tube connected to the intake system. The draught tube routes all blow by gases back into the intake mixture and is usually located between the air filter and carburetor. Dry sump engines in some drag racing cars use scavenging pumps to extract oil and gases from the crankcase. A separator removes the oil, then the gases are fed into the exhaust system via a venturi tube This system maintains a small amount of vacuum in the crankcase and minimises the amount of oil in the engine that could potentially spill onto the racetrack.