Назначение и принцип работы клапана продувки адсорбера
Схема клапана абсорбера
Система EVAP устанавливается на бензиновые двигатели внутреннего сгорания для предотвращения попадания паров топлива в атмосферу. Электромагнитный клапан продувки адсорбера является элементом этой системы
Поэтому, чтобы выяснить, для чего нужен клапан адсорбера и как он работает, важно понять принцип работы всей системы. Конструкция адсорбера представляет собой емкость, заполненную адсорбентом, чаще всего активированным углем
Устройство соединено с топливным баком и управляющим клапаном автомобиля специальными трубками.
Образующиеся в топливном баке пары бензина проникают в сепаратор, где они конденсируются и снова сливаются в бак. Какая-то часть паров не успевает конденсироваться в сепараторе и попадает через паропровод в адсорбер. В фильтрующей системе они поглощаются активированным углем, накапливаются и затем при запуске двигателя подаются во впускной коллектор. Процесс поглощения топливных испарений проходит только при отключенном двигателе. Когда автомобиль работает, электронный блок управления открывает электромагнитный клапан продувки адсорбера, через который поступает воздух и таким образом происходит вентиляция. При этом накопившийся конденсат вместе с воздухом высасываются из адсорбера и снова попадает в двигатель, где происходит его дожигание. Клапан адсорбера обеспечивает вентиляцию всего механизма и направляет топливный конденсат назад в двигатель.
Использование в автомобильной технике
Адсорберы применяются в химической промышленности для очистки загрязнений, автомобилях для фильтрации в замкнутой цепи рециркуляции паров бензина в двигателях внутреннего сгорания. Он предназначен для ограничения попадания в атмосферу паров бензина из топливного бака. В европейской норме Евро-2 введён запрет на обмен газов между вентиляцией бензобака и атмосферы, поэтому пары бензина адсорбируются и при продувке посылаются на дожиг в цилиндры двигателя.
Адсорбер соединяется трубками с дроссельным патрубком и топливным баком имеет систему впрыска с обратной связью. С помощью электромагнитного клапана можно переключать режимы работы системы улавливания паров бензина. Часто применяется активированный уголь для улавливания паров бензина. Адсорбер не сообщается с атмосферой при выключенном двигателе из-за электромагнитного клапана, когда один из штуцеров перекрыт и, следовательно, пары бензина из бака и впускного коллектора поглощаются при попадании в адсорбер. При пуске двигателя, контроллер системы впрыска управляет клапаном и, клапан соединяет полость адсорбера с атмосферой для продувки сорбента. После чего попавшие в ресивер пары бензина дожигаются в камере сгорания. Длительность соединения и интенсивность продувки сорбента напрямую зависят от расхода воздуха двигателем.
Требования к регенерации и перезагрузке адсорбентов
Отличительной особенностью всех адсорберов является необходимость к периодической регенерации и полной перезагрузке адсорбента.
По мере работы устройства неизбежно происходит забивание микропор загрязнителем, что постепенно снижает эффективность захвата нежелательных или вредных компонентов газовой фазы.
В связи с этим, промышленные адсорберы часто устанавливаются в парах: один аппарат работает в режиме поглощения, а другой – в режиме регенерации, (которая также может быть совмещена с десорбцией).
Среди распространенных методов реактивации адсорбентов можно выделить следующие:
- Продувка горячим водяным паром. Важную роль при паровой реактивации играют разогретые водные диполи, приобретающие более высокую реакционную способность, что позволяет им «отрывать» поллютанты от адсорбента, вновь раскрывая микропоры активированного угля, силикагеля или цеолита. Данный метод регенерации относится к деструктивным. Так, например, активированный уголь требует полной перезагрузки после примерно 100 циклов регенерации.
- Продувка газами. В зависимости от захватываемого адсорбата, может использоваться углекислый газ, кислород, некоторые инертные газы, а также воздушная смесь, обычно – высокотемпературная.
- Невоспламеняемое термическое прокаливание. Может быть проведено как самостоятельно, так и в комбинации с паровой продувкой. Недостаток метода – сильное истощение сорбента, (около 5% массы за каждый цикл прокаливания). Термическое прокаливание особенно рационально в отношении извлечения из фильтрующего субстрата маслянистых веществ.
Неисправности, проверка и ремонт
Система вентиляции очень надёжна, но проблемы встречаются и здесь. В основном они связаны со старением деталей, может нарушаться герметичность магистралей, корпуса или происходить нарушения в работе клапана продувки. При этом наблюдаются как внешние признаки неисправности адсорбера, так и замеченные системой изнутри, с высвечиванием сигнала ошибки на приборной панели, запоминанием её кода и переходом в аварийный режим.
- Как правило, первым проявлением становится нестабильная работа двигателя после прогрева, когда должна начаться продувка, но этого по каким-то причинам не происходит. Возникает либо подсос дополнительного воздуха, что ведёт к увеличению оборотов, поскольку этот воздух не учтён расходомером, либо наоборот, система предполагает выдачу смеси со стороны клапана в коллектор, но его нет, двигатель не реагирует как ожидалось.
- Изменение состава смеси вызовет провалы в работе двигателя, особенно в момент перехода от холостых оборотов к средним. Эти же нарушения приводят к тому, что почти всегда сопровождает проблемы с системой питания — падает тяга, и увеличивается расход. Причём диагносты часто забывают про адсорбер и пытаются искать неисправность в другом месте.
- Для уточнения причин блок управления выдаёт коды ошибок, они обычно сосредоточены в диапазоне от P0440 до P0455. Программа сканирования всегда расшифрует коды и намекнёт, где искать неисправность.
Методика, как проверить адсорбер, достаточно проста. Прежде всего, надо убедиться в герметичности корпуса, создавая разрежение последовательно на каждом из патрубков, перекрывая прочие. Затем исключается засорение воздушного шланга, который работает не в самых лучших условиях по пыли и грязи, особенно если он был сорван со своего штатного места.
Клапан продувки проверяется тем же методом, на разрежение. Обычно клапаны нормально закрыты, то есть они не должны пропускать воздух, если на него не подаётся питание. И наоборот, когда на разъёме есть сигнал, клапан открывается с характерным щелчком. При нормальной работе в режиме модулирования он должен издавать хорошо слышимый треск. Особенно удобно проверять клапан, подключив к диагностическому разъёму адаптер под управлением программы, позволяющей изменять частоту управляющего сигнала. Зависшие в одном положении и закисшие, или утратившие быстродействие из-за износа и загрязнения клапаны могут реагировать на одиночные срабатывания, но не работать со штатной частотой. Ремонтировать клапаны смысла нет, они недорого стоят, их проще и надёжней менять на новые.
Сам адсорбер обойдётся несколько дороже, особенно если это не простейшее изделие неизвестного производителя, а полноценный прибор со способностями оригинала. Но заменить его придётся, система вентиляции бака настолько глубоко интегрирована в питание автомобиля, что введение в неё изменений, всевозможных заглушек и обходов может обойтись значительно дороже. Куда спокойней установить новые детали, заменить клапан и шланги, после чего забыть о вентиляции на долгое время. К тому же всё, что касается системы питания, то есть бензина, обладает большой пожароопасностью, экономия тут недопустима. Разрушение «левого» адсорбера, наполненного концентрированными парами в горячем подкапотном пространстве, может уничтожить автомобиль.
Ответ на поставленный ранее вопрос, что такое адсорбер в автомобиле и для чего он нужен, можно дополнительно прояснить в приложении к конкретному автомобилю. Конструкции различаются значительно, возможно какие-то узлы в обзоре и не освещены. Но они имеют второстепенное значение, сами физические принципы, положенные в основу экологичности хранения запаса топлива в автомобиле, для всех машин примерно одинаковы.
Ставим новый клапан адсорбера
Для замены элемента не обязательно обращаться в автосервис. Работы можно провести и самостоятельно при помощи нескольких крестообразных отверток. Также нужно приобрести новый клапан (его маркировка должна полностью совпадать с данными на старом устройстве).
После этого:
- Находим адсорбер.
- Снимаем с АКБ минусовую клемму.
- Отсоединяем колодку проводов путем нажатия на фиксатор и подтягивая прибор на себя.
- Ослабляем крепления электромагнитного клапан и отсоединяем шланги.
- Вытаскиваем старое устройство (вместе с ним выйдет и кронштейн) из абсорбера.
- Устанавливаем новое устройство и собираем все в обратном порядке.
Отличие от скрубберов
Несмотря на то, что оба типа установок относятся к мокрому типу оборудования для очистки газов и воздуха, на практике между ними, как правило, проводится некоторое разграничение.
Скруббер – он же газопромыватель – используется, в основном приложении, как комплексный, высокопроизводительный промышленный пылегазоуловитель (захват микромеханического партикулята ≥0.5 мкм + химически реактивные газы), в то время как основное назначение реагентного или водяного абсорбера – химическая или околохимическая очистка газо- и воздухопотоков, (хотя он также способен на улавливание ультрамелкодисперсной механической пыли).
В целом же, принципы действия агрегатов обоих видов настолько схожи, что нередко различие заключается только в наименовании.
Добро пожаловать в каталог газоочистителей мокрого типа
Как работает адсорбер и клапан
Содержимое адсорбера
Схема действия автомобильного адсорбера достаточно проста, однако есть в ней отдельные нюансы, которые рекомендуется знать каждому автомобилисту. Поэтому остановимся на этом вопросе подробнее.
Пары бензина, будучи легче воздуха, поднимаются в верхнюю часть бензобака. Здесь их задерживает сепаратор, объединенный с гравитационным датчиком. Здесь определенная часть паров конденсируется и в жидком состоянии стекает обратно в бак.
Однако определенная доля бензиновых испарений способна проходить через гравитационный клапан и сепаратор и в результате попадает в адсорбер. Здесь она задерживается угольным фильтром, конденсируется в промежутках между крупными угольными гранулами и сохраняется до момента запуска двигателя.
Если же двигатель запущен, то электромагнитный клапан открывается и пропускает накопленный в полости адсорбера бензин в магистраль впускного коллектора либо в систему дросселя. Смешиваясь с воздухом, поступающим через дроссельную заслонку, бензиновые пары в виде готовой топливно-воздушной смеси подаются в цилиндры.
Как видно, принцип работы адсорбера достаточно прост и понятен, однако эффективность его работы в разных автомобилях может быть различной – это во много обусловлено использованием адсорбирующих модулей различного типа.
Работа адсорбера
Воздух, насыщенный парами бензина, забирается из верхней части топливного бака. Тем не менее, в патрубок могут попадать жидкие фракции в виде брызг и пены, возникающие из-за ударов, раскачивания и тряски автомобиля. Поэтому на входе патрубка вентиляции ставится сепаратор, который отделяет газ и паровую фазу, а жидкость сливается обратно в бак.
После сепаратора через шланг, идущий от задней части автомобиля, где расположен бензобак, к подкапотному пространству под днищем, пары поступают на вход адсорбера. По пути они проходят через обратный клапан, препятствующий подсосу газов из адсорбера в бак. Вентиляция в случае создания разрежения в баке осуществляется не по этой магистрали, а через специальный двухходовой клапан. Он обладает двумя порогами давления, верхним и нижним. Верхний служит для аварийного сброса давления, если штатная аппаратура по каким-то причинам не в состоянии справиться. Нижний срабатывает при появлении разрежения, грозящего сплющить стенки бака и препятствующего нормальной работе бензонасоса.
Пары под избыточным давлением проходят через угольную массу в корпусе, очищаются от бензина, а газ уходит через воздушный патрубок в атмосферу. Так поддерживается небольшое постоянное давление, если бак нагревается, а расход над этим не преобладает. Если же температура небольшая, газ в баке не расширяется, а топливо вырабатывается, то сработает двухходовой клапан и в бак попадёт новая порция воздуха.
Бесконечно заполнять уголь бензином невозможно, поэтому при работающем двигателе включается режим продувки. Открывается клапан, с одной стороны подсоединённый к выходному штуцеру адсорбера, а с другой — к впускному коллектору двигателя. Задроссельное пространство коллектора обладает разрежением, и пары будут попадать на впуск системы питания мотора. Исключение будут составлять турбированные моторы, где воздух в цилиндры поступает с избыточным давлением наддува. Там применяется дополнительное коммутирующее устройство, выбирающее зону минимального давления, которое может быть как на выходе турбины, так и на входе, смотря где меньше поток.
Электромагнитный клапан срабатывает от модуля контроля двигателя, который принимает решение на продувку в зависимости от соблюдения ряда условий:
- двигатель прогрет до пороговой температуры;
- обороты превышают установленную величину, чтобы не влиять на режим холостого хода, нарушая его стабильность;
- система впрыска адекватно реагирует на появление дополнительного воздуха и топлива, нет необходимости переходить в аварийный режим.
На современных автомобилях клапан не работает в релейном режиме, когда магистраль открывается и остаётся в таком состоянии до окончания процедуры
Регулирование происходит плавно, методом широтно-импульсного модулирования, когда клапан вибрирует с определённой частотой, а его производительность зависит от скважности заполнения, то есть соотношения времён пребывания в открытом и закрытом состоянии. Так продувка адаптируется к текущему режиму работы мотора. Одновременно блок управления по своим датчикам следит за реакцией двигателя, осуществляя обратную связь
Жертвовать одним фактором экологии во имя другого смысла нет
Одновременно блок управления по своим датчикам следит за реакцией двигателя, осуществляя обратную связь. Жертвовать одним фактором экологии во имя другого смысла нет.
Во время продувки воздушный канал реверсируется, то есть воздух через него уже не выходит из корпуса, а входит для продувания угольного фильтра. Возможна установка дополнительных пороговых клапанов для обеспечения нужного соотношения между забором газа из бака или из атмосферы. Алгоритмы работы системы продувки очень индивидуальны для каждого автомобиля, общим можно считать только базовый принцип, как работает адсорбер. Например, встречаются такие, которые могут работать и на оборотах холостого хода.
Компоненты системы EVAP
Основными компонентами системы улавливания паров топлива являются:
Топливный бак
Имеет некоторое пространство для расширения в верхней части, чтобы топливо могло расширяться в жаркий день без переполнения или протекания системы EVAP.
Крышка бензобака
Обычно содержит некоторый тип предохранительного клапана для вентиляции на старых транспортных средствах (pre-OBD II), но полностью закрыта (без вентиляционных отверстий) на более новых транспортных средствах (1996 и новее).
Сепаратор бензобака
Расположен сверху топливного бака или части расширительного бака. Это устройство предотвращает попадание жидкого бензина в адсорбер.
Сепаратор бензобака
Нельзя, чтобы жидкий бензин направлялся непосредственно в адсорбер, потому что это быстро перегрузило бы его способность хранить пары топлива. Сепаратор относительно беспроблемен. Единственные проблемы, которые могут возникнуть, это то, что возврат жидкости забивается мусором, таким как ржавчина из топливного бака.
Некоторые сепараторы используют немного другой подход для предотвращения попадания жидкого топлива в вентиляционную линию адсорбера. Внутри сепаратора установлен поплавок. Если жидкость поступает в устройство, поплавок поднимается и клапан закрывает вентиляцию бака.
Если в сепараторе или в вентиляционной линии между ним и адсорбером происходит засорение, топливный бак не сможет нормально «дышать». Симптомы включают в себя топливное голодание или деформацию топливного бака.
Если при при открытии крышки бензобака вы слышите значительный «пшииик», подозревайте плохую вентиляцию. Вы можете проверить вентиляцию бака, открыв крышку и затем отсоединив вентиляционную линию топливного бака от адсорбера. Если система без засоров, у вас должно получиться продуть через вентиляционную линию в топливный бак.
Продувка сжатым воздухом иногда может устранить засорение. Если нет, вам придется осмотреть вентиляционную линию и, возможно, снять топливный бак для диагностики проблемы.
Вентиляционный клапан
Клапан вентиляции контролирует поток наружного воздуха в и вне адсорбера. В некоторых автомобилях он называется «Клапан закрытия адсорбера» (CCV).
Одна сторона вентиляционного клапана соединена с адсорбером. Другая сторона соединена с вентиляционным шлангом, который имеет фильтр или сетку на конце и прикреплен к кузову или раме автомобиля.
В некоторых автомобилях вентиляционный клапан прикреплен к адсорберу. В других — он устанавливается отдельно.
Вентиляционный клапан
Клапан вентиляции управляется блоком управления двигателя. Обычно клапан открыт. Он закрывается, когда контроллер проверяет систему EVAP на наличие утечек.
Адсорбер (канистра с углём)
Это небольшой круглый или прямоугольный пластиковый или стальной контейнер. Обычно он спрятан и может располагаться в углу моторного отсека или возле бензобака.
Адсорбер FORD Focus
Адсорбер заполнен примерно 0,5 – 1 кг активированного угля. Уголь действует как губка — поглощает и хранит пары топлива. Пары хранятся в канистре до тех пор, пока автомобиль не запустится, не нагреется и не поедет.
Затем ЭБУ открывает клапан продувки адсорбера, который позволяет вакууму впуска откачивать пары топлива в двигатель. Контейнер с углём соединен с топливным баком линией вентиляции.
В нормальных условиях адсорбер вызывает мало проблем. Так как уголь не изнашивается, он должен проработать весь срок службы автомобиля.
Наиболее распространенная проблема с угольной канистрой — неисправность клапана продувки или вентиляции. Вакуумные клапаны продувки могут быть проверены путем подачи вакуума непосредственно на клапан с помощью ручного вакуумного насоса.
Адсорбер ВАЗ
Клапан должен открываться и не пропускать вакуум, если он хороший. С продувочными клапанами соленоидного типа напряжение может подаваться непосредственно на катушку, чтобы увидеть, открывается ли клапан. Сопротивление соленоида также можно проверить с помощью мультиметра, чтобы увидеть обрыв или короткое замыкание.
Стратегия управления продувкой во многих поздних моделях систем EVAP может быть довольно сложной, поэтому лучший совет здесь — поиск диагностических процедур EVAP в сервисной литературе производителя.
Проверяем работоспособность адсорбера
Чтобы удостовериться, что неисправность связана именно с клапаном этого элемента, можно отправить авто на полную диагностику. Но, это дорого, поэтому попробуем сначала самостоятельно выявить возможные проблемы.
Прежде всего, нужно посмотреть, не выдает ли контроллер ошибки, например, «обрыв управления цепи». Если все нормально, то воспользуется ручной проверкой. Для этого достаточно подготовить мультиметр, отвертку и несколько проводов. После этого нужно выполнить несколько простых шагов:
- Поднять капот машины и найти нужный клапан.
- Отсоединить от этого элемента жгут с проводами. Для этого нужно сначала отжать специальный фиксатор креплений колодки.
- Проверить, идет ли на клапан напряжение. Для этого необходимо включить мультиметр и переключить его в режим вольтметра. После этого черный щуп прибора подсоединяется к массе авто, а красный – к разъему с маркировкой «А», который находится на жгуте проводов. На следующем этапе необходимо завести мотор и посмотреть, какие показания выдает прибор. Напряжение должно быть таким же, как в аккумуляторе. Если его и вовсе нет или оно слишком маленькое, то вероятно придется искать более серьезную проблему. Если с напряжением все хорошо, то можно переходить к следующему шагу.
Демонтировать клапан продувки. Чтобы его снять нужно при помощи отвертки немного ослабить крепление хомутов. После этого можно будет легко сдвинуть клапан чуть вверх и по небольшому кронштейну плавно его вытащить. После этого устройство нужно подключить напрямую к клеммам АКБ. Один провод идет на клапан продувки (на «+»), а второй – подключается к «минусу». После этого оба проводника подключаются к соответствующим клеммам аккумулятора. Если при этом не произошло щелчка, то клапан полностью вышел из строя и лучше всего его заменить.
Рекомендуем: Назначение и 4 типа устройства главной передачи в автомобиле: 9 требований к работе ГП
Признаки неисправности адсорберва
Как становится понятно, возникают проблемы с системой питания:
- Плавают обороты. Но не сразу, а примерно после 5 – 10 минут на прогретом двигателе
- На холостой, если двигатель запущен, давишь педаль газа – чуть не глохнет. Такое ощущение, что заканчивается топливо
- На ходу машина не развивает нужной мощности, такое ощущение, что убрали 10 – 15% мощности двигателя
- Может сходить с ума датчик топливного бака. Показывает то – «полный», то – «пустой» и т.д.
- Если открываете бак для заправки. Слышан сильный свист, как будто внутри создан вакуум.
- Увеличивается расход топлива
- НА холодную датчик абсорбера может сильно стучать, зачастую его путают с клапанами двигателя
Сейчас полезное видео.
Если у вас проявляются эти неисправности, то обязательно нужно смотреть — проверять клапан и при необходимости менять его, благо стоит он копейки. А также саму полость с активированным углем.
Свойство засоряться и приходить в негодность присуще и такой детали, как адсорбер. Неисправности данного устройства могут возникнуть не только из-за пробоины, которая возникла вследствие механических повреждений, но и из-за естественного износа (загрязнения) поглощающего элемента. Признаком неисправностей этой детали может послужить избыточное давление в баке.
Происходит это по причине скопления большого количества паров, которым некуда деться из системы. Проверить автомобиль на наличие этих образований достаточно просто – нужно лишь открыть крышку бензобака и прислушаться к ней. Если вы услышали характерное шипение, значит в емкости скопилось очень много вредных атмосфере паров.
Если подобные симптомы наблюдаются и с вашим автомобилем, обязательно проверьте адсорбер. Можно сделать так – отсоединить шланг, который идет от клапана к коллектору, и заглушить его на несколько дней. Если симптомы не исчезли, и машина по-прежнему выдает «выкрутасы» с оборотами, то, вероятнее всего, адсорбер засорился.
Конечно, с забитым устройством машина будет ехать, как и прежде, но у нее будет «плавающий» холостой ход. Однако стоит отметить, что если вовремя не устранить эту проблему или хотя бы не выпускать периодически из емкости данные образования, то на заправке крышка бака попросту «выстрелит» из горловины, а возможно, даже не откроется.
Все признаки неисправности адсорбера. Факты и на что следует обратить внимание
Немногие автолюбители знают, какие существуют признаки неисправности адсорбера. А некоторые – вообще не представляют: что за запчасть такая и для чего она предназначается в современной машине. Ведь в более «пожилых» отечественных моделях этих диковинных штук и в помине не было.
Да, с появлением «Евро 3», экологического стандарта, авто-конструкторы стали применять данный прибор в обязательном порядке с целью задерживать пары топлива, исключать их попадание в атмосферу. Такое вот предписание, согласно этому самому стандарту, и его необходимо выполнять. А в системах большинства автомашин, иноземного и родного производства, появился адсорбер (абсорбер).
Деталь выглядит, как малых размеров непрозрачная банка. Внутри нее происходит процесс адсорбции газов с помощью угля или других веществ, которыми наполняется адсорбирующее устройство. Есть у него и специальный электрический клапан, который при работе издает характерные звуки – клацанье при разогреве движка.
Признаки неисправности адсорбера различны. Деталь, как всякая другая, может приходить в негодность, засоряться. А огрехи могут возникать из-за механических повреждений, естественного износа при эксплуатации, а также – вследствие загрязнения элемента, который поглощает газы..
Если у вашего движка при прогреве до 60°C на холостых реально падают обороты (так, что двигатель в движении глохнет), то, скорее всего, необходимо тщательно проверить адсорбер. Возможно, он – причина всех этих бед. Отсоединяем шланг, ведущий от коллектора к клапану, заглушаем его любыми способами (затычка, перегиб, перетяжка). И если проблема не исчезает, а движок опять проделывает выкрутасы с нестабильностью оборотов, то ваш адсорбер засорен.
Признаком, что адсорбер или его клапан вышли из строя, может служить, что двигатель тупит в разгоне. Это происходит потому, что производительности бензонасоса не хватает из-за постоянного разрежения в топливном баке.
Одним из первых признаков того, что клапан адсорбера «накрылся» служит его постоянное молчание. Ведь при разогреве движка он издает характерное клацанье или постукивание. Если отсутствует на слух – то неисправность грядет уже в скором времени.
