Hvordan fungerer et positivt ventilationssystem (PCV)?

En bestemt mængde luft- og brændstofblanding trækkes ned af stemplet og glider gennem stempelringene ind i krumtaphuset. Denne udstrømmende gas kaldes blow-by - og den er uundgåelig. Se flere billeder af motorer. Alexey Dudoladov / Agenturets samling / Getty Images

Medmindre du er et rigtigt gearhoved, er det bare sandsynligt, at se udtrykket "positiv krumtapventilation" dit hoved sårer, fordi det lyder, vel, kompliceret. Men det er virkelig ikke så kompliceret. Eller i det mindste skal det ikke virke kompliceret, når vi er færdige med at forklare det for dig. Men for at gøre det, bliver vi nødt til at give dig et hurtigt opfriskningskursus i, hvordan de forbrændingsmotorer, der findes i de fleste biler, fungerer. Okay - en, to, tre, gå!

En forbrændingsmotor er bygget op omkring en række hule cylindre, som hver er et bevægeligt stempel designet til at glide op og ned inde i det. En blanding af luft og benzin pumpes gennem et rørsystem, der kaldes indsugningsmanifolden gennem hver cylinders indgangsventil (eller ventiler), hvor en gnist fra en tændrør får blandingen til at eksplodere i det åbne rum øverst på cylinderen kaldet forbrændingsrummet. Trykket fra denne eksplosion driver stemplet i cylinderen nedad, hvor det får krumtapakslen til at rotere. Rotation af krumtapakslen skubber ikke kun stemplet tilbage op i cylinderen, så den kan gøre alt dette igen, men det drejer også gearene i bilens transmission, som til sidst får bilen til at bevæge sig. I mellemtiden skubber det stigende stempel luft og gas tilbage fra eksplosionen tilbage ud af cylinderen gennem en udstødningsventil.

Dog - og det er her ventilationsventilatoren kommer ind - trækkes en vis mængde af denne blanding af luft og benzin ned af stemplet og glider gennem stempelringene ind i krumtaphuset, som er det beskyttende låg, der isolerer krumtapakslen. Denne udstrømmende gas kaldes blow-by, og den er uundgåelig. Det er også uønsket, fordi den uforbrændte benzin deri kan gunk systemet op og give problemer i krumtaphuset. Indtil begyndelsen af ​​1960'erne blev disse udblæsningsgasser fjernet ved blot at lade luft cirkulere frit gennem krumtaphuset, sveve gasserne væk og udlufte dem som emissioner. Derefter, i de tidlige 1960'ere, blev positiv krumtapakselventilation (PCV) opfundet. Dette betragtes nu som begyndelsen på bilemissionskontrol.

Positiv krumtaphusventilation involverer genanvendelse af disse gasser gennem en ventil (kaldet passende PCV-ventilen) til indsugningsmanifolden, hvor de pumpes tilbage i cylindrene for endnu et skud ved forbrænding. Det er ikke altid ønskeligt at have disse gasser i cylindrene, fordi de har tendens til at være for det meste luft og kan gøre gas-luftblandingen i cylindrene lidt for mager - det vil sige for lavt benzin - til effektiv forbrænding. Så de udblæsningsgasser skal kun genanvendes, når bilen kører i langsom hastighed eller tomgang. Heldigvis, når motoren går på tomgang, er lufttrykket i indsugningsmanifolden lavere end lufttrykket i krumtaphuset, og det er dette lavere tryk (som undertiden nærmer sig rent vakuum), der suger de blæsende gasser gennem PCV-ventilen og tilbage i indtagelse. Når motoren går hurtigere, øges lufttrykket i indsugningsmanifolden, og suget bremses, hvilket reducerer mængden af ​​blæst gas, der recirkuleres til cylindrene. Dette er godt, fordi de blæsende gasser ikke er nødvendige, når motoren er hurtigere. Når bilen er i gang, kan trykket i indsugningsmanifolden faktisk blive højere end trykket i krumtaphuset, hvilket potentielt kan tvinge de blæsende gasser tilbage i krumtaphuset. Da hele punktet med positiv krumtaphusventilation er at holde disse gasser ud af krumtaphuset, er PCV-ventilen designet til at lukke, når dette sker og blokere for tilbagestrømning af gasser.

Krumtaphuset i en bil bruges som et oplagringssted for olie, normalt i en gryde placeret under krumtapakslen. Mens krumtapakslen og olien ikke er beregnet til at komme i kontakt (fordi hvis de gjorde det, ville olien blive skummet op som en tyk, sort milkshake), kan oliedampe stadig finde vej ind i de blæsende gasser. Det er ikke en god ide, at disse oliedampe recirkuleres tilbage i cylindrene sammen med de blæsende gasser, fordi de gør blandingen gas-luft for brændbar, hvilket svarer til at sænke octanen i benzin, som i nogle motorer kan forringe ydelsen let og i ældre motorer kan endda forårsage tilbagesprøjtning, når gas-luftblandingen forbrænder for tidligt. Oliedampene kan også belægge luftindtaget med en olieagtig film og gradvist tilstoppe luftstrømmen over tid. Hvis du ikke kører et højtydende køretøj, er disse problemer ikke nøjagtigt afgørende for din bils drift, og olieopbygningen kan skrubbes med jævne mellemrum under vedligeholdelse, men nogle mennesker (og nogle bilproducenter) foretrækker at have noget, som vil skrubbe olien ud af de blæsende gasser, inden de recirkuleres i første omgang. Gå ind i olie- og luftseparatoren.

Ideen med en olie- og luftseparator er at udtrække olien fra luften, før den sendes tilbage til indsugningsmanifolden og lægge den et sted, hvor den ikke vil forårsage et problem, hverken tilbage i krumtaphuset eller i en lille beholder kaldet en fangst kan. Ikke alle biler leveres med indbyggede olieseparatorer, og ikke alle biler har nødvendigvis brug for dem, men de kan købes som eftermarkedsprodukter. Og hvis du har de nødvendige DIY-færdigheder, kan du endda lave en selv. Der er faktisk en række forskellige måder, hvorpå disse olie- og luftseparatorer kan fungere. Sandsynligvis blæser den mest almindelige slags den olieagtige luft gennem et meshfilter. Oliedråberne fanges i masken, mens luften passerer igennem. De mest effektive sådanne filtre består af mikrofibre, som kan fange meget små oliepartikler. Alternativt kan luft- og oliefilteret kræve, at de genanvendte gasser falder ned i et rør med huller i dens side. De lettere luftmolekyler slipper ud gennem hullerne, mens de tungere oliedråber falder helt ned til bunden, hvor de kan fjernes. Og nogle avancerede systemer bruger en centrifuge til at drive de tungere oliedråber ud af luften. Olien samles sammen på siderne af centrifugen og kan kanaliseres tilbage i krumtaphuset.

Det forbløffer mig nogle gange, hvor meget tanke der er gået gennem årene over, hvordan biler fungerer, og hvordan nogle af vores ideer om bilkonstruktion har ændret sig over tid. I dag er emissionskontrol en ekstremt vigtig del af bildesignet, fordi den minimerer mængden af ​​forurenende stoffer, der slipper ud i atmosfæren og ødelægger miljøet. Under undersøgelsen af ​​denne artikel blev jeg imponeret over at få at vide, at ideen om emissionskontrol begyndte for næsten nøjagtigt et halvt århundrede siden med opfindelsen af ​​positiv krumtapventilation og PCV-ventilen. Der er naturligvis meget mere avancerede emissionskontrolsystemer tilgængelige i dag, og biler med nulemissioner er allerede mulige - elbiler har ingen emissioner ved halerøret, skønt emissioner muligvis produceres, når elektriciteten oprindeligt genereres - og inden for et par årtier , når forbrændingsmotorer i biler er forældede, kan emissioner fra biler være fortiden. Når det sker, kan vi takke opfinderne af den positive krumtaphusventilation for at være førende.

relaterede artikler

• Sådan fungerer bilmotorer
• Sådan fungerer evaporative emission control systems
• Sådan fungerer benzin
• Hvad er firetakters forbrændingscyklus?
• Hvordan påvirker indsugningsmanifolden din motor?

Kilder

• Bastias, Dr. Pedro, et al. "Luft / olieseparator med minimale pladsbehov i krumtaphusventilationssystemet." Dana.com. (15. maj 2012) http://www.dana.com/wps/wcm/connect/08e1650041f3cf9698c1bc1c9e250a89/dext-PublMTZOilseparation_e.pdf?MOD=AJPERES
• Blackwood, Jim. "Positive Crankcase Ventilation." Britisk V8. (15. maj 2012) http://www.britishv8.org/Articles/Positive-Crankcase-Ventilation-PCV.htm
• Konceptuel polymer. "Fjernelse af PCV-linie 102." (15. maj 2012) http://www.conceptualpolymer.com/PCV%20Line%20Oil%20Removal%20102.pdf
• Secondchancegarage.com. "Positive Crankcase Ventilation." (15. maj 2012) http://www.secondchancegarage.com/public/239.cfm
• University of Missouri. "Positive Crankcase Ventilation System." (15. maj 2012) http://iml.missouri.edu/catalog_supplements/70-1833-I/samplecurriculum.pdf
• Yahoo Autos. "Hvad er PCV-ventilen, og hvad gør den?" (15. maj 2012) http://autos.yahoo.com/maintain/repairqa/engine/ques079_1.html