EN
Системы направляющих перегородок на крышке клапанов отделяют масляные капли от картерных газов до того, как они поступят в каналы системы вентиляции картерных газов (PCV), тем самым напрямую снижая расход масла. При отсутствии эффективных перегородок масляный туман попадает во впускной тракт, вызывая сгорание масла в камере сгорания, образование отложений на впускных клапанах (особенно остро эта проблема проявляется на двигателях с непосредственным впрыском, таких как Hyundai Theta II GDI и VW EA888) и постепенное загрязнение каталитического нейтрализатора. В ходе заводских испытаний мы наблюдали, что у прототипов с неэффективными перегородками перенос масла возрастал с нормального уровня 0,02 г/ч до более чем 0,15 г/ч при длительной нагрузке — этого достаточно, чтобы за интервал между техническим обслуживанием добавить почти литр расхода масла на интенсивно эксплуатируемом служебном автомобиле.
Перегородки работают за счёт перехвата газов, насыщенных маслом, с помощью поверхностей ударного воздействия. Давление в картере выталкивает газы вверх; перегородки улавливают капли масла, которые стекают обратно в головку цилиндров через калиброванные отверстия для возврата (обычно диаметром 2,5–4,0 мм в современных крышках из полимерных материалов), а очищенные газы выходят через клапан PCV. Физика процесса проста: капли масла обладают значительно большей инерцией по сравнению с несущим их газом, поэтому при резком изменении направления потока капли сталкиваются со стенкой перегородки и коалесцируют, тогда как газ обтекает их.
Конструкция топологии имеет огромное значение. Перегородки в виде плоских пластин — по сути, штампованный или формованный щит над областью кулачков — обеспечивают разделение масла на 70–80 % и остаются достаточными для двигателей с низким продувом и атмосферным всасыванием, например, старых двигателей Toyota 2AZ-FE или Honda K24. Лабиринтные или «лабиринтно-многокамерные» конструкции, которые заставляют газ проходить через 3–5 последовательных камер с поворотами на 90 градусов, обеспечивают эффективность 85–92 % и являются современным стандартом для турбонаддувных двигателей, таких как Ford EcoBoost 2.0 и Hyundai/Kia 1.6 T-GDI. Циклонные сепараторы — использующие камеру завихрения с тангенциальной подачей для создания вращательного движения капель и их отделения центробежной силой — обеспечивают эффективность 90–97 % и всё чаще применяются в высокофорсированных двигателях с непосредственным впрыском топлива (GDI); примером служат крышки двигателей VW/Audi 2.0 TFSI.
Распространённое заблуждение в автосервисе заключается в том, что утечка масла через крышку клапанов автоматически означает проблему с прокладкой. На самом деле мы часто сталкиваемся с ситуациями, когда техник заменяет прокладку и идеально затягивает все крепёжные элементы, однако утечка возвращается уже через несколько недель — поскольку настоящей причиной является трещина во внутреннем направляющем щитке, вызывающая избыточное давление в картере двигателя и выталкивающая масло через полностью исправное уплотнение. В одном из наших исследований по двигателям Nissan VQ35DE механик установил, что повторяющиеся утечки масла через заднее уплотнение коленчатого вала вызваны микротрещиной в интегрированном направляющем щитке, которая не видна при внешнем осмотре.
Сравнение трех топологий в описательной форме: плоская пластина отличается низкой стоимостью, простотой изготовления методом литья под давлением и достаточной эффективностью при объемах продувочного газа до примерно 15 л/мин. Лабиринтная конструкция обеспечивает небольшое падение давления (обычно 0,5–1,5 кПа) в обмен на значительное повышение эффективности разделения и способна справляться с продувочным газом до примерно 30 л/мин. Циклонные конструкции требуют более строгого контроля размеров (допуск на критические стенки завихрительной камеры составляет ±0,15 мм) и увеличивают сложность оснастки на 20–30 %, однако сохраняют высокую эффективность даже при росте объема продувочного газа свыше 40 л/мин — именно в этом диапазоне работают двигатели с турбонаддувом при наддуве.
Nansen Auto интегрирует геометрии перегородок, специально разработанных для конкретных применений, в более чем 150 моделях клапанных крышек, что подтверждено испытаниями на герметичность воздуха при перепаде давления 30 кПа и старением при высокой температуре (150 °C) в течение 1000 часов в соответствии с протоколами IATF 16949. Наша запатентованная внутренняя геометрия — разработанная после сравнительного анализа более чем 40 конструкций оригинального оборудования от Nissan, Toyota, Honda, Hyundai/Kia, VW/Audi и Ford — объединяет основную ударную стенку, вторичные лабиринтные каналы и сливную цепь с гравитационным возвратом масла, устойчивую к его расплёскиванию при прохождении поворотов. Каждая производственная партия проходит визуальный контроль геометрии перегородки перед сборкой.
Мы должны честно признать существующие ограничения: ни одна система перегородок не способна полностью устранить унос масла, а при высоком пробеге двигателя с изношенными поршневыми кольцами объём продувочных газов может превысить возможности любой пассивной системы отделения. В таких случаях реальным решением является устранение износа колец; новая клапанная крышка лишь маскирует симптом.
Часто задаваемые вопросы:
ЧаВО: В: Может ли поврежденная перегородка увеличить расход масла? О: Да. Трещина или отсутствие перегородки позволяет масляному туману попадать в линии системы вентиляции картерных газов (PCV), увеличивая расход масла на 0,3–1,0 л за интервал технического обслуживания у типичных автомобилей, эксплуатируемых ежедневно, и значительно больше — у двигателей с турбонаддувом, работающих при длительном наддуве.
ЧаВО: В: Можно ли заменять перегородки отдельно? О: В современных клапанных крышках из полимера, выполненных методом литья под давлением, перегородки приварены ультразвуковой сваркой или интегрально сформованы и не подлежат замене отдельно. Для их замены требуется полная замена крышки клапанов. В некоторых старых чугунных или алюминиевых крышках (например, в определенных двигателях BMW серии M и более ранних вариантах двигателей GM LS) замена пластины перегородки возможна с использованием новых крепежных элементов и герметика.
ЧаВО: Вопрос: Как определить неисправность масляного сепаратора, не снимая крышку? Ответ: Обратите внимание на три признака: рост расхода масла без видимых внешних утечек, масляные отложения внутри впускного коллектора или дроссельного узла, а также слабый свист или повышение давления под крышкой маслозаливной горловины. При исправном двигателе показания теста давления в картере обычно составляют 1–4 кПа; если же путь системы вентиляции картерных газов забит загрязнениями, пропитанными маслом, показания будут выше нормы.
ЧаВО: Вопрос: Нужен ли мне другой тип масляного сепаратора при установке турбокомпрессора или при работе на повышенном наддуве? Ответ: Почти всегда да. Заводские сепараторы для атмосферных двигателей рассчитаны на стандартный объем картерных газов; при переходе на принудительный наддув этот объем может легко удвоиться или утроиться. Для модифицированных двигателей рекомендуется установить крышку с лабиринтным или циклонным сепаратором либо добавить внешний маслоотделитель, подключенный последовательно к штатному контуру PCV.