Dodatni zawór odpowietrzający skrzyni korbowej (PCV) odgrywa kluczową rolę w pojazdach z silnikami spalinowymi, ponieważ pomaga silnikowi radzić sobie z tak zwanym zjawiskiem przedmuchu. Jednak system jest prosty i wymaga minimalnej konserwacji, dlatego często jest pomijany, co prowadzi do zapchania PCV lub odolejacza. Poniżej przedstawiamy ważną funkcję zaworu PCV, opis jego elementów i zasadę działania, a także najczęstsze problemy, jakie mogą wystąpić.
Gazy przedmuchowe wytwarzane przez silniki spalinowe
Podczas pracy silników spalinowych, głównie w fazach sprężania i pracy, przez pierścienie tłokowe przechodzi niewielka, lecz nieunikniona ilość gazów, która nazywana jest zjawiskiem przedmuchu. Podczas fazy sprężania spaliny są mieszane z węglowodorami, a po eksplozji gazy mogą również zawierać spaliny.
Gazy przedmuchowe trafiają do obudowy skrzyni korbowej, gdzie zwiększa się ich ciśnienie. Odprowadzenie tych oparów ma kluczowe znaczenie z kilku powodów:
- Obecność węglowodorów w spalinach powoduje przedwczesną degradację oleju silnikowego.
- Wilgoć, która osadza się w skrzyni korbowej podczas chłodzenia silnika, jest rozprowadzana przez pompę i może mieć wpływ na smarowanie lub powodować usterki smarowania w określonych układach i miejscach.
- Wydajność silnika spada,ponieważ nadciśnienie utrudnia ruch tłoka w dół.
- Ciśnienie może w końcu doprowadzić do rozerwania uszczelek i uszczelniaczy, powodując wyciek oleju.
Odprowadzenie oparów: 3 kluczowe elementy
Aby proces odprowadzania był udany, najistotniejsze elementy to rura obciągowa, zawór PCV oraz przewody odpowietrzające.
- Rura odciągowa: w pojazdach z odpowietrzaniem naturalnym lub bez turbodoładowania rura odciągowa jest podłączona do kolektora dolotowego. W pojazdach z turbodoładowaniem rura odciągowa znajduje się na wlocie do turbosprężarki.
- PCV: dodatni zawór odpowietrzający skrzyni korbowej jest odpowiedzialny za odprowadzanie spalin z karteru lub regulowanie przepływu tych gazów. W tym celu zawór PCV wykorzystuje podciśnienie powstające w przewodach dolotowych powietrza podczas pracy silnika.
- Przewody odpowietrzające: gazy są transportowane rurami lub przewodami odpowietrzającymi silnika.
Poniżej przedstawiono schemat procesu w przypadku pojazdów z turbodoładowaniem:
Odpowietrzanie w samochodach z turbodoładowaniem
Powiększenie zaworu PCV lub dodatniego zaworu odpowietrzającego skrzyni korbowej
1 — Wprowadzenie
Zawór PCV reguluje ciśnienie w celu odpowietrzenia skrzyni korbowej. Dzięki odprowadzeniu spalin, zawór regulacji ciśnienia zmniejsza efekt podciśnienia w skrzyni korbowej. Zapobiega to uszkodzeniu uszczelek silnika (które mogą zostać wyrzucone w przypadku zbyt wysokiego ciśnienia).
Ponieważ układ PCV zasysa powietrze i gazy spalinowe do kolektora dolotowego, ma to taki sam wpływ na mieszankę paliwowo-powietrzną jak wyciek podciśnieniowy. Jest to kompensowane przez
układ wtryskowy paliwa. Dlatego też, dopóki wszystko działa prawidłowo, układ PCV nie ma wpływu na zużycie paliwa, emisję toksycznych składników spalin lub osiągi silnika.
Dzisiejsze dodatnie zawory wentylacyjne skrzyni korbowej są budowane inaczej niż stare zawory metalowe, chociaż ich zasada działania jest podobna.
Stary PCV Nowy PCV
2 — PCV: główne części
Układ PCV składa się z pięciu głównych części przedstawionych na poniższym schemacie:
Układ PCV: główne części
3 — Membrana zaworu
Przy niskim podciśnieniu w orurowaniu układu dolotowego lub przy wzroście ciśnienia w gazach skrzyni korbowej, membrana zaworu otwiera się, umożliwiając przepływ gazów skrzyni korbowej do wlotu.
Gdy w układzie dolotowym powstaje próżnia, membrana zamyka się i przerywa przepływ gazów ze skrzyni korbowej do układu dolotowego, zapobiegając w ten sposób wystąpieniu problemu zbyt wysokiego podciśnienia w misce olejowej.
Membrana zaworu (zamknięta)
4 — Odolejacz
W przypadku wysokiej temperatury oleju i wysokich obrotów silnika na minutę (obr./min) powstaje zwykle mgła olejowa. Mgła ta przepływa przez przewody odpowietrzające silnika i zawór PCV, wytwarzając węgiel w układzie dolotowym i komorach spalania. Dlatego wiele pojazdów jest wyposażonych w odolejacz. Ta część znajduje się przed zaworem PCV i służy do skroplenia mgły olejowej oraz zwrotu kropel oleju do skrzyni korbowej, co zapobiega przedostaniu się ich do wlotu oraz mniej osadów węgla.
Odolejacz
5 — Powszechne usterki: zatkany zawór PCV lub odolejacz
Mimo że układ PCV jest uważany za bezproblemowy, dość częstym problemem jest zapchany zawór PCV lub odolejacz. Nagromadzenie się osadu z oleju i paliwa i/lub szlamu wewnątrz PCV lub dekantera może ograniczyć lub nawet zablokować przepływ oparów. Zatkany lub ograniczony zawór PCV nie może zasysać wilgoci i oparów ze skrzyni korbowej. Może to prowadzić do gromadzenia się szlamu niszczącego silnik, jak również wzrostu ciśnienia, który może spowodować wyciek oleju przez uszczelki i uszczelniacze.
Zatkany przewód PCV spowoduje również powstanie nadmiernego ciśnienia w skrzyni korbowej, co może prowadzić do innych awarii systemu. Jeśli na przykład ciśnienie w skrzyni korbowej jest zbyt wysokie w zastosowaniach z turbodoładowaniem, olej zostanie przeniesiony do przewodu powrotnego oleju turbosprężarki. Spust oleju turbosprężarki jest utrudniony, a olej wycieka z boku turbiny, zwiększając tym samym zużycie oleju. W związku z tym wymiana oleju smarującego wał turbosprężarki sprawia trudności. Olej ten ulega spaleniu, a wał zostaje uszkodzony z powodu braku smarowania.
Inna usterka występuje, gdy zawór jest stale otwarty, z powodu zablokowania membrany wewnętrznej w tej pozycji, albo jej pęknięcia. Powoduje to nadmierny, niekontrolowany przepływ powietrza przez przewody, co skutkuje niestabilnością pracy silnika na biegu jałowym, trudnościami z rozruchem, a nawet wypadaniem zapłonów. Pojazdy z układem wtryskowym Lambda wykrywają każdą zmianę składu mieszanki paliwowo-powietrznej i kompensują ją, zwiększając lub zmniejszając krótko- i długookresową korekcję dawki paliwa (STFT oraz LTFT). Drobne korekty nie powodują problemów, ale duże korekty spowodują ubogą mieszankę i bezpośredni kod usterki (DTC) podczas włączania lampki kontrolnej usterki (MIL).
Lampka kontrolna usterki
Jeśli zawór pozostaje otwarty przez dłuższy czas, powstające (głównie) w wysokich obrotach opary oleju mogą przedostać się do kolektora dolotowego, gdzie skraplają się. Powoduje to powstawanie białego dymu w wyniku spalania oleju silnikowego.
Uszkodzenie spowodowane zablokowaniem zaworu w pozycji otwartej
6 — Konserwacja układu PCV jest kluczowa
Ponieważ układ PCV jest stosunkowo prosty w obsłudze i ma niewielkie wymagania w zakresie konserwacji, często się go pomija. Częstym okresem wymiany dla wielu układów PCV jest 100 000 km, jednak w wielu silnikach układ PCV nigdy nie wymaga wymiany. W instrukcjach obsługi wielu najnowszych modeli samochodów nie wspomina się nawet o zalecanej częstotliwości wymiany zaworów PCV, zalecając jedynie okresowe sprawdzanie układu.
Większość zaworów PCV działa przez długi czas, ale może się zużyć lub zatkać, zwłaszcza jeśli właściciel pojazdu zaniedbuje regularną wymianę oleju, co oznacza, że szlam gromadzi się w skrzyni korbowej.
Oznaki nagromadzenia szlamu w skrzyni korbowej
Zaleca się okresowe sprawdzanie zaworu PCV oraz jego wymianę w przypadku wątpliwości co do jego prawidłowego funkcjonowania. Ponadto, jak widzieliśmy w poprzednim artykule, wiele zaworów ma wbudowany przewód gazowy, który z czasem staje się kruchy. Dlatego sprawdzenie układu PCV powinno być standardowym elementem procedury diagnostycznej i konserwacyjnej.