Клапан вентиляции картерных газов (КВКГ/PCV) — зачем он нужен и как устроен внутри

Любой, кто подымал капот автомобиля, задавался вопросом — зачем в подкапотном пространстве столько шлангов, патрубков и пластиковых штуцеров. Один из них — крохотный клапан PCV, который принято называть клапаном вентиляции картерных газов. Незначительный PCV на самом деле выполняет масштабную работу — без него мотор попросту бы засорился от собственных испарений. Сам клапан относится к системе вентиляции картерных газов ДВС. Его задача звучит предельно просто — подавать газы из картера во впускной тракт, регулируя при этом их давление. Простейшая деталь картерной вентиляции таит в себе строгую инженерную логику — она отвечает за экологию, расход топлива и даже за ресурс всего мотора. Вместе с техническими экспертами разбора Гидрач.рф постараемся разобраться в этой теме более углубленно. 

Почему с картерными газами нужно бороться — корни проблемы

В старых «Жигулях», чей конструктив восходил напрямую к 1960-м годам прошлого тысячелетия, проблема картерной вентиляции стояла не так остро. Шланг с забавным названием «сапун» попросту выводился что называется «в пол». Даже если мотор выкидывал масло, то в те времена никто не задумывался о его расходе, стоимости и влиянии на экологию. Сейчас смазочные материалы на вес золота — даже небольшое испарение волнует владельцев. Кроме того, мир озаботился экологией и сливать масло на пол — уже не канон. Примерно в это же время инженеры догадались, что картерные газы из системы вентиляции являются ценным ресурсом. Их можно использовать повторно. Так появилась принудительная вентиляция картерных газов двигателя. В английском это звучит как Positive Crankcase Ventilation (или попросту PCV). 

Теперь обратимся к техническим нюансам. Поршни двигателя перемещаются за счет энергии, поступающей от сгорающего топлива. Небольшие взрывы воздуха и бензина вращают и коленчатый вал. Однако КПД бензинового или дизельного мотора не может быть стопроцентным. Весь объем газов не участвует в перемещении поршней. Часть газов прорывается в картер двигателя из-за крохотных зазоров между кольцами поршней и стенками цилиндров. Газы пытаются вступить в контакт с моторным маслом. И это не есть хорошо, поскольку в состав газов входят:

• частично несгоревшие продукты из камеры сгорания;
• пары бензина или солярки (особенно при наличии неисправностей);
• пары смазки (самого моторного масла);
• конденсат, появляющийся в морозы. 

Все это «добро» принято называть картерными газами. Их нужно удалять из картера, поскольку при избыточном давлении они с гарантией выдавливают сальники, способствуют старению масла, загрязняют полости мотора и впускной тракт. Суть внедрения PCV в вентиляцию проста: газы картера не выбрасываются наружу, они очищаются и идут обратно во впускной тракт. Так инженеры смогли разрешить сразу ряд технических задач. Продвинутая схема вентиляции картерных газов защищает моторное масло от старения, сальники — от выдавливания, также снижает токсичность выхлопа и экономит «горючку». Чтобы вентиляция работала корректно на любых оборотах требуется регулятор вентиляции — это главное звено под названием PCV (КВКГ).

Устройство клапана вентиляции PCV — гениальная простота

Автомобильный клапан КВКГ — это образец технического минимализма. Никаких электронных датчиков, проводов или сервоприводов. Только корпус из пластика, стали или алюминия, а также пружинка и подвижный элемент. Сверху надевается патрубок вентиляции картерных газов, соединяющий двигатель с впускным трактом. Именно примитивная конструкция делает запчасть надежной, долговечной и дешевой в изготовлении. При этом копеечный КВКГ выполняет в моторе ряд серьезных функций. Парадоксальное несоответствие полезности детали с ее ценой, размерами и «потрохами»! По своей конструкции клапан картерных газов PCV представляет собой перепускной (обратный) клапан, который моментально реагирует на разницу давлений в поддоне мотора и впускном коллекторе. Форма клапана вентиляции картерных газов двигателя зависит от его места установки и конструктивных особенностей мотора. Так или иначе, он выглядит как «желудь» с подпружиненным плунжером или как гибкая мембрана КВКГ. Клапаны с плунжером имеют резьбовую часть и вкручиваются в клапанную крышку. Сверху на его штуцере закрепляется трубка вентиляции картерных газов. Под действием газа внутри корпуса перемещается стержень, который возвращается на место при помощи пружины. Второй тип содержит мембрану вентиляции картерных газов. Обычно она выносится за пределы клапанной крышки в отдельный корпус, где дополнительно содержится маслоотделитель. Эластичная мембрана внутри изгибается из-за перепадов давления.

Обе конструкции работают по одному принцип:

1. Высокое разряжение в коллекторе — мотор работает на холостых оборотах, клапан практически полностью прикрыт. Он пропускает минимальный объем газов из картера.
2. Средний уровень разряжения — машина едет на средних оборотах, мотор работает при стандартной нагрузке и клапан открывается пошире.
3. Минимальное разряжение в коллекторе — мотор работает в зоне отсечки на высоких оборотах. Разряжения практически нет, а вот дроссель и клапан КВКГ открыты на полную. 

Пружина внутри нужна для того, чтобы цилиндрик в корпусе мгновенно возвращался в исходное положение. При повышении разряжения он захлопывается, защищая мотор от обратной вспышки во впуске. Клапан должен быть рабочим — это предотвратит воспламенение топлива и паров масла. Сам PCV производится из пластика или стали, устойчивых к высоким температурам, маслу и бензину, а также к другим агрессивным средам. Пружинки и плунжеры сделаны из нержавейки. Мембраны вырезаются из качественной резины. Именно от материалов зависит ресурс клапана PCV. Обычно замена КВКГ производится примерно один раз в 100 тысяч километров. Забегая вперед стоит отметить, что замена клапана PCV на дешевые китайские аналоги может серьезно навредить мотору. 

Зачем мотору нужна вентиляция картерных газов. Клапан — не просто экология

Теперь вы в курсе где находится клапан PCV — обычно он вкручен в клапанную крышку ДВС, чуть реже вместе с маслоотделителем он вынесен за ее пределы. При этом многие владельцы авто вообще не знают о существовании этой детали или игнорируют подобные знания. Они уверены, что трубка КВКГ и сам клапан вечные. И вообще, это «экологическая ерунда», не влияющая на работу ДВС. Это крайне опасные заблуждения. Любая неисправность вентиляции картерных газов существенно сокращает ресурс мотора.

Первая и самая неочевидная функция. Это защита от обратной вспышки. Клапан должен мгновенно перекрывать канал поставки газов. Иначе вспышка во впускном коллекторе привела бы к воспламенению испарений в поддоне. Сегодня это почти нереальный сценарий. Однако в старых авто с несовершенными системами вентиляции подобные хлопки случались с завидной регулярностью. 

Вторая функция. Защита от замерзшего конденсата. В морозы в непрогретом моторе образуется конденсат. Он появляется в картере и постепенно оседает на внутренней поверхности клапанной крышки. Пары топлива с выхлопом и частичками воды циркулируют в моторе. Все это нужно отводить, чтобы смесь не уходила в масло. В противном случае эмульсия из масла с водой приводила бы к коррозии деталей и повышенному трению в ДВС. Все это удаляется через шланг вентиляции картерных газов без критичного объема конденсата. 

Третья функция. Продление ресурса моторного масла. Более-менее продвинутые водители знают, что рекомендации дилеров по замене масла один раз в 15 тысяч километров — это полная фальшивка. Горячие газы с разными вкраплениями окисляют масло и привносят в него частички грязи. Масло загрязняется и чернеет, меняет свой химический состав и теряет свойства. Система вентиляции своевременно отводит газы из картера. Все это позволяет маслу корректно работать на протяжении 7-8 тысяч километров. Для турбомоторов стоит снизить интервал до 5-6 тысяч. Эти рекомендации являются честными, особенно на фоне топливного кризиса с попутным повышением количества серы и спиртов в бензине. 

Четвертая функция. Вы уже в курсе где находится вентиляция картерных газов. Газы, подающиеся через патрубок в коллектор, оптимизируют топливовоздушную смесь. Это во истину умное решение. Пары содержат частички топлива, которые могут гореть. Если их направить во впуск, то они добавятся в смесь и станут дополнительным горючим. Да, расход бензина снижается на 1-2%, это немного, но на длительной дистанции цифры будут вполне ощутимыми. Также дожигание паров снижает токсичность выхлопных газов. Углеводороды не поступают в «выхлопушку», они повторно используются как топливо.

Пятая и основная функция. Нормализация давления в картере. Количество газов, производимых в цилиндрах, всегда является чрезмерным. Из-за них появляется избыточное давление, которое пытается найти выход. Если его не организовать, то они начнут продавливать сальники, прокладки и масляный щуп. В таком случае двигатель обрастает «масляной шубой». Клапан КВКГ стравливает это давление прогнозируемым образом — теперь ты в курсе как работает вентиляция картерных газов. 

Как проверить вентиляцию картерных газов — признаки неисправности

Клапан КВКГ — штука довольно надежная, но при этом не вечная. Его хитрость заключается в том, что при выходе из строя он постепенно ухудшает работу мотора, но одновременно своим поведением никак не выдает поломку. По итогу водитель меняет дорогие датчики, свечи и катушки зажигания, надеясь на улучшение ситуации. Обычно клапан рассчитывается на 60-100 тысяч километров пробега. Сегодня каждая деталь имеет запрограммированный ресурс, поэтому откровений в плане пробега ждать не стоит. Ухудшают «здоровье» клапана короткие поездки на холодном моторе, дешевое масло или его несвоевременная замена. Читатель уже понял, что поломка клапана часто маскируется под другие неисправности. Вот как может выглядеть неисправность клапана вентиляции картерных газов.

Первый симптом (самый распространенный). Возросший масляный аппетит. Клапан клинит полостью, подклинивает частично или работает нестабильно из-за «размякшей» пружины. При заклинившем клапане газы из картера пытаются найти выход через сальники. Отсюда мы получаем «масляную» шубу на моторе из-за подтеков. Также масло может идти во впускной тракт. Вот как проверить клапан вентиляции картерных газов. Достаточно снять впускную гофру и дроссель. Наличие черной копоти и следов масла будут говорить о неисправности КВКГ. Также страдают прокладки впускного коллектора и вихревые заслонки (при их наличии в конструкции). Получается, что никаких течей владелец может и не увидеть — масло попросту идет во впуск. 

Второй симптом. Еще они характерный признак — нестабильная работа двигателя на холостом ходу. Здесь суть проблемы можно понять самостоятельно. Те, кто мало знакомы с принципом работы ДВС, могут прокачать свои навыки. Достаточно выкрутить КВКГ из клапанной крышки и запустить мотор. Он будет «захлебываться» и работать крайне нестабильно. Такая же картина наблюдается при нерабочем PCV. Обычно обороты ХХ плавают в диапазоне от 600 до 1000 об/мин. Иногда автомобиль глохнет после холодного пуска, либо глохнет на светофорах при сбросе газа. Это означает, что требуется замена клапана вентиляции картерных газов — он «клинанул» в открытом положении (либо есть разгерметизация на другом участке). Коллектор получает неучтенный воздух, смесь становится бедной — ДМРВ или ДАД впадают в ступор и мотор начинает «троить». 

Третий симптом. Шипящий звук при прогазовке. Достаточно резко нажать на газ и бросить педаль — шипение будет доноситься со стороны впускного коллектора. Такой звук появляется при разрыве мембраны КВКГ. Подобное шипение может появляться из-за ослабленных хомутов и патрубков. Также внимательно нужно осмотреть прокладку КВКГ — на некоторых моделях клапан держится в крышке на резиновой прокладке. Этот звук может быть постоянным или возникать лишь на определенных оборотах. 

Четвертый симптом. Потеря динамики в основном диапазоне от 3 до 5 тысяч оборотов. Двигатель «не едет», теряется отклик на педаль газа, повышается расход топлива. Причина проста — нарушение состава топливовоздушной смеси при наличии неучтенного воздуха во впуске. «Мозги» пытаются компенсировать это, но получается еще хуже. 

Пятый симптом. Он менее очевиден для большинства автолюбителей. При определенных режимах работы двигатель может поддымливать. Появляется запах гари из выхлопной трубы. Дело в том, что масло поступает из впуска в цилиндры. Оно горит, но делает это непостоянно из-за того, что поступает во впуск относительно небольшими порциями. Заметить это можно по сизому дыму из «выхлопушки», либо по бархатистому черному налету на кончике трубы. 

Как проверить КВКГ своими руками — диагностика системы вентиляции картерных газов

Отличная новость для читателя — проверить PCV можно своими руками. Бесплатно и предельно быстро. Сложное оборудование и автосервисы не нужны. Достаточно знать где базируется клапан вентиляции картерных газов и провести с ним парочку примитивных тестов. Забегая вперед стоит отметить, что тащить грязный клапан в рот не нужно. Вот основные и более цивилизованные способы.

Первый и самый правильный способ. Он приводится в сервисных книжках для тех, кто ремонтирует автомобили в дилерских центрах. Сервисмену предлагается завести двигатель и прогреть его до рабочей температуры. Далее нужно открутить клапан и снять его вместе с патрубком. Далее к входному отверстию прикладывается палец. Подушечка пальца должна притянутся за счет разряжения (вакуума). Если разряжения нет, то нужна замена элемента вентиляции картерных газов. Прежде, чем купить новый PCV, нужно прислушаться к старому. Когда механик убирает палец, клапан должен издать легкий щелчок. Если звука нет, то PCV забился маслом и грязью и заклинил. 

Второй способ — внешний осмотр. Клапан держится за счет резьбы. Для демонтажа потребуется рожковый ключ на 21 или 23. Чуть реже он держится за счет резиновой втулки. Его нужно осмотреть на свету. Внутри не должно быть отложений в виде нагара и масляного налета. Некоторые клапаны легко разбираются. Плунжер не должен иметь задиров. Он также промывается составами для дроссельной заслонки. После прочистки PCV может вновь стать работоспособным. Для пущей уверенности можно взяться за архаичные способы. Клапан должен продуваться лишь в одну сторону. Если продувается в обе стороны или не продувается вовсе, то КПКГ отправляется под замену. 

Третий способ — старый и проверенный. Давление картерных газов опосредованно можно проверить через маслозаливную горловину. Для этого придется завести мотор и прогреть его до рабочих оборотов. Открутите пробку для заливки масла и приложите к ней ладонь или лист бумаги. Рука должно почувствовать разряжение — мотор как бы всасывает воздух внутрь. Если вакуум отсутствует или наоборот, мотор выдавливает воздух наружу, то система вентиляции работает некорректно. Нужно изучить состояние PCV, патрубков и маслоотделителя. Тест проводится быстро, в противном случае двигатель может заглохнуть из-за избыточного поступления воздуха. 

Конечно, не стоит списывать со счетов компьютерную диагностику. Здесь стоит смотреть на ошибки по бедной смеси, подсосу воздуха или по нарушению работы вентиляции картера. Возможно, нужно замерить компрессию и перепроверить сальники. Не исключено, что двигатель «подустал» и требует капитального ремонта и КВКГ попросту не справляется с возросшим потоком газов. 

Итоги — что нужно знать о КВКГ/PCV