Hvordan fungerer et positivt veivhussystem (PCV)?

En viss mengde luft og drivstoff blir trukket ned av stempelet og glir gjennom stempelringene inn i veivhuset. Denne gassen som slipper ut kalles blow-by - og den er uunngåelig. Se flere bilder av motorer. Alexey Dudoladov / Byråets samling / Getty Images

Med mindre du er et skikkelig girhode, vil det å sannsynligvis bare si uttrykket "positiv veivhusventilasjon" vondt i hodet, fordi det høres ut, vel, komplisert. Men det er egentlig ikke så komplisert. Eller i det minste skal det ikke virke komplisert etter at vi er ferdig med å forklare det for deg. Men for å gjøre det, må vi gi deg et raskt forfriskningskurs i hvordan forbrenningsmotorene som finnes i de fleste biler fungerer. Ok - en, to, tre, gå!

En forbrenningsmotor er bygd rundt en serie med hule sylindere, der hver av dem er et bevegelig stempel designet for å gli opp og ned i det. En blanding av luft og bensin pumpes gjennom et system med rør som kalles inntaksmanifolden gjennom hver sylinders inntaksventil (eller ventiler), der en gnist fra en tennplugg får blandingen til å eksplodere i det åpne rommet øverst på sylinderen som heter forbrenningskammeret. Trykket fra denne eksplosjonen driver stempelet i sylinderen nedover, der det får veivakselen til å rotere. Rotasjonen av veivakselen skyver ikke bare stempelet opp igjen i sylinderen slik at det kan gjøre alt dette igjen, men det vender også tannhjulene i bilens girkasse som til slutt får bilen til å bevege seg. I mellomtiden skyver det stigende stempelet luften og gassen som er igjen fra eksplosjonen tilbake ut av sylinderen gjennom en eksosventil.

Imidlertid - og det er her ventilasjonen i veivhuset kommer - en viss mengde av den blandingen av luft og bensin trekkes ned av stempelet og glir gjennom stempelringene inn i veivhuset, som er beskyttelsesdekselet som isolerer veivakselen. Denne gassen som slipper ut kalles blow-by, og den er uunngåelig. Det er også uønsket fordi den uforbrente bensinen i den kan gi opp systemet og gi problemer i veivhuset. Fram til begynnelsen av 1960-tallet ble disse eksplosjonsgassene fjernet bare ved å la luft sirkulere fritt gjennom veivhuset, sveve bort gassene og luftet dem som utslipp. På begynnelsen av 1960-tallet ble positiv veivakselventilasjon (PCV) oppfunnet. Dette regnes nå som begynnelsen på bilutslippskontroll.

Positiv ventilasjon i veivhuset innebærer å resirkulere disse gassene gjennom en ventil (kalt, passende, PCV-ventilen) til inntaksmanifolden, hvor de pumpes tilbake i sylindrene for et nytt skudd ved forbrenning. Det er ikke alltid ønskelig å ha disse gassene i sylindrene fordi de har en tendens til å være mest luft og kan gjøre gass-luftblandingen i sylindrene litt for mager - det vil si for lite bensin - for effektiv forbrenning. Så de innblåsbare gassene skal bare gjenvinnes når bilen kjører i sakte hastigheter eller på tomgang. Heldigvis, når motoren går på tomgang, er lufttrykket i inntaksmanifolden lavere enn lufttrykket i veivhuset, og det er dette lavere trykket (som noen ganger nærmer seg rent vakuum) som suger innblåsningsgassene gjennom PCV-ventilen og tilbake i inntaket. Når motoren går opp, øker lufttrykket i innsugningsmanifolden, og suget bremser, noe som reduserer mengden avblåsende gass som resirkuleres til sylindrene. Dette er bra, fordi det ikke er behov for innblåsningsgassene når motoren går oppover. Når bilen er oppe i hastighet, kan faktisk trykket i inntaksmanifolden faktisk bli høyere enn trykket i veivhuset, og potensielt tvinge utblåsende gasser tilbake i veivhuset. Siden hele poenget med positiv veivhusventilasjon er å holde disse gassene ut av veivhuset, er PCV-ventilen designet for å lukke seg når dette skjer og blokkere tilbakestrømmen av gasser.

Veivhuset i en bil brukes som et lagringssted for olje, vanligvis i en panne som ligger under veivakselen. Mens veivakselen og oljen ikke er ment å komme i kontakt (fordi hvis de gjorde det, ville oljen skummes opp som en tykk, svart milkshake), kan oljedamp fremdeles finne veien inn i eksplosjonsgassene. Det er ikke en god idé at disse oljedampene resirkuleres tilbake i sylindrene sammen med eksplosjonsgassene, fordi de gjør at gass-luftblandingen er for brennbar, tilsvarer å senke oktanet til bensinen, noe som i noen motorer kan forringe ytelsen svakt og i eldre motorer kan til og med føre til baktann når gass-luftblandingen forbrenner for tidlig. Oljedampene kan også belegge luftinntaket med en fet film og gradvis tette luftstrømmen over tid. Hvis du ikke kjører et høytytende kjøretøy, er disse problemene ikke akkurat avgjørende for bilens drift, og oljeoppbyggingen kan skrubbes ut med jevne mellomrom under vedlikehold, men noen mennesker (og noen bilprodusenter) foretrekker å ha noe som vil skrubbe oljen ut av eksplosjonsgassene før de resirkulerer i utgangspunktet. Gå inn i olje- og luftseparatoren.

Tanken med en olje- og luftseparator er å trekke ut oljen fra luften før den sendes tilbake til inntaksmanifolden og plassere den et sted der den ikke vil forårsake noe problem, verken tilbake i veivhuset eller i en liten beholder som kalles en fangst kan. Ikke alle biler har innebygde oljeseparatorer, og ikke alle biler trenger dem nødvendigvis, men de kan kjøpes som ettermarkedsvarer. Og hvis du har de nødvendige DIY-ferdighetene, kan du til og med lage en selv. Det er faktisk en rekke forskjellige måter disse olje- og luftseparatorene kan fungere på. Sannsynligvis blåser den vanligste typen oljeaktig luft gjennom et nettfilter. Oljedråpene blir fanget i nettet mens luften går gjennom. De mest effektive slike filtre består av mikrofiber, som kan felle veldig små oljepartikler. Alternativt kan luft- og oljefilteret kreve at de resirkulerte gassene går ned i et rør med hull i siden. De lettere luftmolekylene slipper ut gjennom hullene, mens de tyngre oljedråpene faller helt til bunnen, hvor de kan fjernes. Og noen avanserte systemer bruker en sentrifuge for å drive de tyngre oljedråpene ut av luften. Oljen samles på sidene av sentrifugen og kan kanaliseres tilbake i veivhuset.

Noen ganger forundrer det meg hvor mye tanker som har gått gjennom årene på hvordan bilene fungerer, og hvordan noen av ideene våre om bilbygging har endret seg over tid. I dag er utslippskontroll en ekstremt viktig del av bilutformingen, fordi den minimerer mengden miljøgifter som slipper ut i atmosfæren og ødelegger miljøet. Mens jeg undersøkte denne artikkelen, ble jeg imponert over å få vite at ideen om utslippskontroll begynte for nesten nøyaktig et halvt århundre siden, med oppfinnelsen av positiv veivhusventilasjon og PCV-ventilen. Selvfølgelig er det mye mer avanserte utslippskontrollsystemer tilgjengelig i dag, og biler med null utslipp er allerede mulig - elbiler har ingen utslipp ved bakrøret, selv om utslipp kan produseres når strømmen opprinnelig produseres - og i løpet av noen tiår , når forbrenningsmotorer i biler er foreldet, kan bilutslipp være en saga blott. Når det skjer, kan vi takke oppfinnerne av positiv veivhusventilasjon for at de har ledet an.

relaterte artikler

• Hvordan bilmotorer fungerer
• Hvordan fordampingsemisjonskontrollsystemer fungerer
• Hvordan bensin fungerer
• Hva er firetaktsforbrenningssyklusen?
• Hvordan påvirker inntaksmanifolden din motor?

kilder

• Bastias, Dr. Pedro, et al. "Luft / oljeseparator med minimale plassbehov i veivhussystemet." Dana.com. (15. mai 2012) http://www.dana.com/wps/wcm/connect/08e1650041f3cf9698c1bc1c9e250a89/dext-PublMTZOilseparation_e.pdf?MOD=AJPERES
• Blackwood, Jim. "Positiv veivhusventilasjon." Britiske V8. (15. mai 2012) http://www.britishv8.org/Articles/Positive-Crankcase-Ventilation-PCV.htm
• Konseptuell polymer. "Fjernelse av PCV-linjen 102." (15. mai 2012) http://www.conceptualpolymer.com/PCV%20Line%20Oil%20Removal%20102.pdf
• Secondchancegarage.com. "Positiv veivhusventilasjon." (15. mai 2012) http://www.secondchancegarage.com/public/239.cfm
• University of Missouri. "Positive Crankcase Ventilation System." (15. mai 2012) http://iml.missouri.edu/catalog_supplements/70-1833-I/samplecurriculum.pdf
• Yahoo Autos. "Hva er PCV-ventilen, og hva gjør den?" (15. mai 2012) http://autos.yahoo.com/maintain/repairqa/engine/ques079_1.html