Маслоотделитель картерных газов своими руками: описание, схема

Современное исполнение системы фильтрации картерных газов

Принцип разделения пассивным инерционным сепаратором основан на ускорении и перенаправлении потока. Здесь капли масла не в состоянии следовать за линиями потока по причине собственной инерции, благодаря чему отделяются, оставаясь на поверхности элемента сепаратора.

Эффективность отделения более мелких частиц увеличивается с увеличением ускорения. Соответственно образуется перенаправление потока. Для этой цели требуется увеличение перепада давления. Как следствие, эффективность отделения зависит от перепада давления и гранулометрического состава неочищенного картерного газа.

Картинкой ниже демонстрируется инерционный сепаратор (производства «MANN + HUMMEL»), получивший название — структурный дефлекторный сепаратор (SD-Separator). Прорвавшийся в картер газ ускоряется через маленькие форсунки и перенаправляется на специальный структурированный дефлектор, где капли масла отделяются. Структура поверхности дефлектора повышает эффективность отделения до самого высокого уровня пассивных инерционных сепараторов.

ДИАГНОСТ

Устройство инерционного сепаратора масла картерных газов на примере конструкции производства «MANN + HUMMEL»: 1 – загрязнённый картерный газ; 2 – возврат масла; 3 – очищенный картерный газ; 4 – перенаправление потока и частичная сепарация на специальной структуре дефлектора; 5 – отверстия ускорения потока

Максимальный перепад давления в маслоотделителе ограничен вакуумом впускной системы и требованиями к диапазону давления в картере, что в итоге ограничивает достижимую производительность сепарации. Отделение крупных масляных частиц обычно является сравнительно простой задачей. Однако отделение усложняется по мере уменьшения частиц в аэрозоле. Это особенно актуально для наиболее часто используемых концепций разделения, которые основаны на эффекте инерции частиц.

Подробнее о маслоуловителях JTlab

Маслоуловитель (маслопомойка) — это устойство для конденсации паров масла из картерных газов двигателя. Предназначены маслоуловители для отсеивания (конденсации) паров масла и последующего их сбора или слива в масляную систему ДВС. На большинстве обычных двигателей картерные газы подаются напрямую на впуск ДВС или впуск турбины для ТУРБО двигателей. В таком случае масло конденсируется во впускном коллекторе, каналах ГБЦ, холодной части турбины, пайпинге, интеркулере, датчиках и дроссельной заслонке. На тонкий слой масла с течением времени прилипает мелкодисперсная пыль и через несколько десятков тысяч километров все детали впускной системы покрываются слоем густой смеси масла и пыли. Такая схема имеет массу серьезных минусов — масло снижает эффективность интеркулера, приводит к загрязнению турбины, впуска, каналов ГБЦ, пайпинга, приводит к проблемам в работе дроссельной заслонки, регуляторов холостого хода, ухудшает показания датчиков, но главное — масло может провоцировать детонацию, что является катастрофой для ДВС.

На мощных тюнинговых АТМО и ТУРБО двигателях устанавливают маслоуловители (маслопомойки), которые отделяют масло от картерных газов, устраняя все недостатки системы. При такой схеме картерные газы с парами масла сначала попадают в сепаратор (маслопомойку), где за счет различных физических принципов и особенностей конструкции масло отделяется от потока газов. После разделения масло стекает обратно в картер двигателя, а «сухие» ядовитые картерные газы подаются на впуск и дожигаются в двигателе. Более того, на большинстве заводских двигателей используется система положительного давления в картере ДВС, это значит, что при движении поршня вниз, ему приходится преодолевать силу этого давления, такое положение дел увеличивает потери и снижает эффективность ДВС. Маслопомойки открытого и закрытого типов решают и эту проблему. Маслопомойка открытого типа — это сепаратор масла, картерные газы из которого удаляются напрямую в атмосферу, маслопомойка закрытого типа подает картерные газы обратно в двигатель для их сжигания ( экологически чистый тип ).

Обычно, маслопомойкой считается просто банка со штуцерами, пустая внутри, такой тип работает плохо и всего лишь собирает конденсат воды и масла, зимой маслопомойки такого типа использовать опасно.

Мы уже не один год ведем работу над собственной конструкцией маслопомоек. Наши ранние конструкции прекрасно работали круглый год на ТУРБО и АТМО двигателях, не требовали обслуживания и периодического слива конденсата, удаляли до 90% масла из картерных газов. Но как только мы стали собирать двигатели под высокий наддув 2+ бар , вопрос качества и производительности маслопомойки встал с новой силой.

Новая конструкция высокопроизводительной маслопомойки разрабатывалась с применением CAD технологий, включая моделирование процессов течения потока газов и конденсации масла / воды. Благодаря этому была разработана особая конструкция внутренней структуры маслопомойки, которая сохраняет в себе низкое сопротивление потоку газов и высокую эффективность сепарации, позволяя улавливать до 95-98% масла из картерных газов.

На фото ниже несколько картинок с визуализацией процессов сепарации масла внутри нашей маслопомойки.

Наращивание требований относительно сепарации машинного масла

Постоянное повышение давления сгорания вследствие уменьшения размеров, а также применение машинных масел с низкой вязкостью приводит к значительному уменьшению размера частиц. Соответственно производительность установленных пассивных инерционных сепараторов становится недостаточной при данных ограничивающих факторах. Новые технологии необходимы для применения в легковых автомобилях, чтобы обеспечить высокую эффективность разделения частиц, значительно меньших 1 мкм.

Центрифуга – технология под фильтр картерных газов

Эффективность разделения мелких капель в принципе может быть увеличена за счет увеличения силы инерции с использованием дополнительной энергии. Центрифуги являются хорошо известными примерами такого рода сепарационных технологий. Здесь энергия используется для приведения в действие какого-либо ротора, а частицы отделяются вследствие возникающей центробежной силы.

Как правило, центрифуги нуждаются в очень высокой скорости вращения – диапазон до 10 000 об/мин. Или же в качестве альтернативы конструкция должна быть очень большой, особенно для отделения частиц, значительно меньших, чем 1 мкм. Другим решением для повышения эффективности разделения является использование дополнительных механизмов, таких как диффузионное разделение.

Волоконный демистер – диффузионный фильтр картерных газов

Так называемый волоконный демистер выступает примером ещё одного типа сепаратора, объединяющего преимущества различных дополнительных механизмов разделения. Обе упомянутые технологии применяются на грузовых автомобилях, где аналогичные высокие требования. Между тем волоконные демистеры способны обеспечить эффективное решение на применении с легковыми автомобилями.

ФИЛЬТРЫ

Варианты конструктивного исполнения волоконных демистеров (фильтров масла), которые не менее эффективно могут применяться в системах фильтрации картерных газов легковых автомобилей

Вариант с демистером позволяет интегрировать фильтр картерных газов даже в сложные конструкции без ущерба для производительности, одновременно значительно снижая сложность интеграции и связанные с этим затраты. Волоконные элементы – демистеры, обычно заменяются в течение интервала обслуживания после определенного времени работы из-за отложения сажи на поверхности волокна.

Интервал обслуживания сильно зависит от конкретного применения. Основным требованием к пригодности волоконного демистера для применения в легковых автомобилях, является разработка новых волоконных демистеров. Таковые обеспечивают высокую производительность и приемлемый длительный интервал обслуживания при данных условиях эксплуатации.

В то же время перепад давления, а также размеры волоконных демистеров должны соответствовать общим требованиям легкового автомобиля. Поэтому производство, в том числе , стремятся решать эту проблему. Инженеры разрабатывают новые волоконные демистеры для применения в конструкциях легковых автомобилей.

Механизм фильтра картерных газов волоконным демистером

Фильтрующие сепараторы являются широко распространенным в мире методом высокоэффективного разделения сверхтонких частиц тех же картерных газов. Капли объединяются в процессе разделения жидкости / газа на поверхности волокна, образуя жидкую пленку, последовательно стекающую с фильтрующего материала.

СКАНЕР OBD

Принцип гравиметрического разделения содержимого картерных газов: 1 – аэрозольная форма потока; 2 – проникновение; 3 – повторное увлечение (унос); 4 — дренирование

Остаточные масляные капли на стороне фильтра с чистым картерным газом представляют либо неразделённые капли аэрозоля (так называемое проникновение), либо образования в виде пузырьков и колпачков из отделённой плёнки жидкости (так называемое увлечение). Эффективность гравиметрического разделения в стационарном состоянии рассчитывается по формуле:

Ng = 1 – (Mp + Me / Md + Mp + Me)

где: Ng – эффективность геометрического разделения; Mp – проникновение; Me – увлечение; Md – дренирование.

Различные виды механизмов разделения используются в целом в соответствии с теорией фильтрации картерных газов двигателей автомобилей. Для вентиляции картера (фильтрации картерных газов), соответствующими механизмами разделения, в частности, являются:

• удары,
• диффузия,
• перехват.

Эффективность разделения на основе ударов и перехвата увеличивается с увеличением размера частиц, тогда как эффективность разделения на основе эффектов диффузии увеличивается с уменьшением размера частиц.

https://youtube.com/watch?v=Nf4FSCuXwSA

Актуальность

Для чего нужно ставить такой хитроумный прибор? Из-за высоких оборотов коленвала масло пролетает по сапуну вентиляции картера и может попасть на узел карбюратора, а в случае с инжекторными двигателями – на дроссельный агрегат. А чтобы этого не произошло, как раз и монтируется такое устройство. Причем его желательно ставить не только тем водителям, которые не против придавить в пол педаль акселератора. Тем владельцам, которые достаточно долго эксплуатируют свой автомобиль, тоже следует призадуматься. Ведь за этот период кольца, скорее всего, уже износились и не обеспечивают должную герметизацию камеры сгорания.

Как очистить систему вентиляции картера на ВАЗ 2110-ВАЗ 2112?

Примечание! Перед тем как приступить к работе, снимите корпус воздухофильтра, так как он мешать сильно будет, если Вы не умеете это делать, то ознакомьтесь со статьёй, под названием: «Замена корпуса воздушного фильтра на десятках»!

Снятие: 1) Тяжелее всего снимать крышку ГБЦ остальные же детали которые относятся к системе вентиляции (А это в основном шланги), снять проще простого, в общем начнём, сперва разъединить провода будет нужно между собой, а именно верхние разъёмы (см. фото 1) и нижние разъёмы (Указаны красной стрелкой), как только это будет сделано, снимите разъёмы, для этого сожмите пальцами две защёлки на одном разъёме и снимите его (см. фото 2) и то же самое проделайте с другим разъёмом, просто не сняв, они мешать будут, да и вообще крышку ГБЦ Вы без снятия этих разъёмов не снимите, потому что провода просто не дадут это сделать, оба разъёма сидели на кронштейнах, поэтому отверните болты их крепления и снимите оба кронштейна с крышки ГБЦ, более подробно как это сделать, смотрите на фото 3 и 4 ниже.

2) Теперь выпускной коллектор снимите с крышки ГБЦ, он крепится на болтах и кстати, когда Вы его снимите, замените все уплотнительные кольца, во-первых они стоят не дорого и во-вторых после замены, Вы будете 100% уверены в том, что воздух нигде пропускать коллектор не будет, так как кольца то новые будут стоять, более подробно как это сделать, Вы можете вычитать в статье под названием: «Замена ресивера на 16 клапанном автомобиле».

3) Затем приступайте к снятию шлангов, они держаться за счёт хомутов, хомуты ослабляются при помощи отвёртки или гаечных ключей если отвёрткой не удобно работать, все хомуты которые Вам нужно будет ослабить и все шланги которые Вам нужно будет снять, Вы можете увидеть на фотографиях чуть ниже:

Примечание! Снятые шланги промойте при помощи бензина или керосина, потом их нужно просушить на солнце и если есть возможность, то ещё продуйте сжатым воздухом их (Компрессором например), перед установкой убедитесь что шланги сухие, при необходимости вытрете их на сухо при помощи тряпки и кстати, все те места куда шланги подсоединяются, тоже тряпочкой аккуратно прочистите и удалите всю грязь с них!

4) Когда всё будет закончено, снимите крышку с Головки Блока Цилиндров, она крепится на пятнадцати болтах, данные болты выкручиваются торцевым ключом или накидной головкой и воротком «на 8», потом отвёрткой крышка отделяется от ГБЦ и снимается с автомобиля, удобней всего её отделять от ГБЦ в тех местах, где специальные выступы есть для этого, один из таких выступах указан синей стрелкой.

5) После того как крышка ГБЦ у Вас будет на руках, гаечным ключом или накидным, отверните шесть болтов которые сепаратор крепят к ней (Несколько болтов указано на большом фото) и отсоедините его от крышки (см. маленькое фото).

Примечание! Данный сепаратор является неотъемлемой частью системы вентиляции картерных газов, в нём есть такая деталь как маслоотражатель, чтобы его вытащить, сжать боковые фиксаторы будет нужно при помощи пассатижей (см. фото 1,2), на маслоотражатели будет установлено резиновое уплотнительное кольцо, его подцепив отвёрткой, тоже снять нужно (см. фото 3,4) и заменить его на новое, если такое кольцо трудной найти в автомагазинах, тогда разрешается не менять его если оно будет в нормальном состоянии, а именно: Оно не должно быть сильно обжато, резина не должна загрубеть и потерять свою эластичность, а так же на кольце не должно быть трещин и другого рода повреждений!

Установка: Установка всех деталей производится в обратном порядке снятию, но перед установкой, всё промойте тщательно бензином или керосином, к самой крышке ГБЦ это тоже относится, на ней не должно быть грязи, а так же зачистите от старого герметика (Отвёрткой или мелкозернистой шкуркой) поверхность куда крышка ГБЦ устанавливается, после зачистки, обезжирьте её и нанесите новый герметик, так как это показано на маленьком фото ниже:

Дополнительный видео-ролик: Интересный ролик, который немного даст Вам дополнительной информации по системе вентиляции картерных газов, расположен чуть ниже:

Фильтрация масла в закрытой системе вентиляции картера

Конечно же, эффективный маслоотделитель важен для минимизации потребления масла. Но, кроме того, отделение масла в закрытой системе вентиляции картера является основополагающим процессом для соблюдения норм, установленных на выхлопные газы современных двигателей автомобилей.

Технически выброс масла способен вызвать критические отложения:

• в системе впуска,
• на поверхностях турбокомпрессора,
• на впускных клапанах,
• в системе промежуточного охладителя.

Этот фактор уменьшает срок службы и эффективную функциональность отмеченных компонентов. Кроме того, выбросы масла из картера двигателя нарушают процесс сгорания по предварительному зажиганию, увеличивают содержание частиц сажи в составе выхлопных газов. Наконец, остатки сгоревшего машинного масла оказывают негативное влияние на эффективность последующей обработки выхлопных газов.

ТЕСТЕР АКБ

Система вентиляции картерных газов (производства «MANN + HUMMEL») – устройство подобного исполнения встраивается непосредственно в структуру крышки головки блока цилиндров

Объём прорыва газов в картер, размер образующихся частиц и массовый расход машинного масла в неочищенном картерном газе, сильно зависят от конструкции двигателя и меняющихся условий эксплуатации. Вследствие этого маслоотделитель должен соответствовать высоким требованиям в плане:

• стоимости,
• компактности исполнения,
• надёжности работы.

Специально для применения в конструкциях легковых автомобилей используются только запасные части, которые не нуждаются в дополнительной подаче энергии. Как следствие, так называемые пассивные инерционные сепараторы устанавливаются и эксплуатируются в составе легковых автомобилей.

Как работает сепаратор-маслоуловитель?

За счет очистки воздуха, возвращаемого во впускную систему, сепаратор (его устанавливают на патрубок вентиляции картерных газов) уменьшает количество отложений углерода на дросселе, свечах, клапанах и впускном коллекторе, благодаря чему двигатель поддерживает оптимальную эффективность и не теряет мощность в течение длительного времени. 

Среди вариантов реализации отделения картерных газов от масляной взвеси есть два самых распространенных. Это могут быть как обычные фильтрующие элементы, в которых используется матерчатый или металлический фильтр .

Так и маслоуловители циклонного типа, центробежные сепараторы

Благодаря сепаратору система впуска двигателя остается чистой, что особенно важно в автомобилях с большим пробегом, а также автомобилях с двигателем с турбонаддувом и в силовых агрегатах, прошедших через тюнинг-модификации

Например, в первом случае масло отделяется от газов за счет сопротивления синтетической ткани или тонкой металлической проволоки (со временем внутренний фильтрующий элемент нужно заменять или промывать), а вот центробежный маслоотделитель отделяет смазку от газов следующим образом: при прохождении через устройство газы и масляная взвесь в них как бы «раскручиваются», подвергаясь воздействию центробежной силы; благодаря этой центробежной силе масло оседает на стенках и стекает обратно в картер ДВС.

Циклонный маслоотделитель снабжен специальным клапаном, ограничивающим разряжение в картере двигателя, поскольку при сильном разряжении могут быть повреждены пыльники мотора и его резиновые уплотнители.

Таким образом работают встроенные, предусмотренные конструкцией ДВС фильтры.

Альтернативные решения для фильтра картерных газов

Есть несколько вариантов. Первый, это просто вывести шланг с картерными газами наружу, но здесь необходимо будет поставить фильтр, чтобы во время затягивания воздуха из внешней среды, пыль не попала в картер. Шланг идущий на вход  впускного коллектора, в этом случае надо будет заглушить.

Второй вариант это применение фильтра, который должен быть установлен между патрубком из картера и впускным патрубком. Такой фильтр применятся на некоторых машинах штатно, но не на всех.

(штатный маслоуловитель с Форд Фокус 2)

Видимо вездесущая экономия дает о себе знать. А раз это так, то у вас появляется возможность чуточку, но улучшить свой автомобиль. Ограничив попадание картерных газов с парами масла в дроссельный узел, без попутной очистки.

Как вы поняли, мы предлагаем вам своими силами и руками, решить вопрос о фильтрации картерных газов. Далее мы расскажем о таких вариантах…

Можно ли установить маслоотделяющий фильтр дополнительно?

Как видно, вещь полезная, особенно в том случае, когда очищать дроссель, менять свечи и чистить впускной коллектор нет времени и желания. Тем не менее не многие автопроизводители ставят на свои автомобили такие фильтры.

фото: www.drive2.ru

В том случае если маслоуловителя нет, его можно поставить дополнительно, предварительно приобретя в магазине готовый (опытные пользователи утверждают, что они малоэффективные) или сделать самому.

Пример того, как это можно сделать, смотрите здесь:

Видео взято с YouTube-канала «Denis МЕХАНИК»

И еще на тему:

Видео взято с YouTube-канала «Юрий К»

Итак, что такое маслоуловитель?

Маслоуловитель, также называемый «маслоулавливатель», — это устройство дополнительной сепараторации масляной эмульсии, по-простому говоря, система предназначена для очистки воздуха от частиц моторного масла, которое мелкой взвесью, масляным туманом может подниматься из картера вместе с картерными газами.

Испарение масла может происходить по разным причинам, но, в частности, такое явление может быть из-за некачественного смазочного материала, который при рабочих температурах начнет испаряться. При этом продукты сгорания масла будут оседать на впускном коллекторе, дроссельной заслонке, клапане холостого хода и так далее, загрязняя некоторые внутренние части мотора и усложняя работу двигателя в целом.

Кустарно выполненный маслоуловитель

фото: lada-xray2.ru

Таким образом, маслоуловитель действует как некий фильтр, который защищает двигатель от чрезмерного загрязнения продуктами картерных газов и поддерживает его рабочие параметры за счет конденсации паров масла, попадающих в систему впуска и затем всасывающихся в камеры сгорания.

Именно из-за этого масляного тумана на автомобилях и рекомендуется производить чистку дроссельной заслонки!

На задней части заслонки, обращенной к двигателю, со временем образуется пленка, а затем и целый толстый слой «нефтяного» налета, в чем, главным образом, повинна система вентиляции картера двигателя.

Чем больше слой масла на заслонке, тем хуже ее реакция на открытие и закрытие дросселя, «подвисания» после отпуска педали газа. Неровная работа на холостых оборотах.

Как-то мы уже рассказывали, каким образом можно произвести чистку механической дроссельной заслонки, отчистив ее из такого состояния:

Приведя его в такое:

Подробнее можно прочитать здесь:

Вот именно с таким налетом по всему впускному коллектору и призван бороться сепаратор масляных газов.

Инструкция по созданию маслоуловителя для автомобиля Таврия ЗАЗ 1102

В первую очередь следует подготовить банку. В крышке вырезаем две дырки диаметром под угловые переходники с резьбой. После чего вкручиваем их в крышку, так что бы они торчали снаружи банки. Промажьте вокруг переходников герметиком или силиконом, для того что бы газы не выходили наружу.

После этого возьмите трубку или шланг, обрежьте ее по глубине банки, и нижний срез сделайте под углом, затем накрутите ее на один из переходников под крышкой. Как видите на фото, я пробовал сначала сделать из банки енергетика, но плюнул и взял банку с под детских смесей времен советского союза.

Из бутылки отрезаем дно, согласно рисунку ниже, и на каждой шишке срезаем часть.

После этого помещаем обрезанное дно верх ногами в банку, вставляем крушку с шлангом внутрь, но при этом заталкиваем в нее металлические губки. Все это дело герметично закрываем. Далее подключаем шланги и зажимаем хомутами.

Будьте внимательны, шланг идущий из двигателя должен подключаться к переходнику с трубкой, а шланг который идет в кастрюлю карбюратора должен подключатся к второму переходнику.

Для того что бы ваша банка не гремела под капотом на кочках рекомендую на нее надеть обрезанную камеру, и обмотать скотчем или чем-нибудь для лучшей фиксации (если камера сидит не плотно).

Это пожалуй все что следует проделать для создания маслопомойки. Для удобства можете сосок крышки головки двигателя повернуть воротком в любом направлении. Результат работы маслопомойки можете посмотреть перейдя СЮДА. Маслопомойка работала на протяжении 4 месяцев, и какой результат от ее работы смотрите там.

Особенности поршневого двигателя внутреннего сгорания требуют отвода картерных газов, за счет того, что внутренний объем двигателя меняется… Изменение объема происходит за счет движения поршней, пусть в незначительной мере, но все же это явление наблюдается. Особенно этот эффект существенно проявляется на «не симметричных» двигателях, то есть с не четным количеством цилиндров. В итоге, объем то увеличивается, создавая разряжение внутри себя, то уменьшается, нагнетая давление. Этот эффект легко исправить простым сообщением картера с внешней средой. Но обычно производители не просто выбрасывают шланг с картерными газами наружу, а подключают его к системе питания двигателя, к шлангу перед дроссельным узлом (дроссельной заслонкой). Все бы ничего, но картерные газы, как им и положено, имеют в своем составе пары масла. А значит, попадая в дроссельный узел, а затем и в камеру сгорания забивают тем самым поверхности заслонки, поршней, цилиндров, свечей зажигания. Все это ни к чему, если не сказать больше. От этого необходимо избавляться.