EN
Projektowanie portu PCV w pokrywie zaworów określa sposób dozowania gazów ze skrzyni korbowej do kolektora ssącego, zapewniając prawidłowe ciśnienie podciśnienia w silniku oraz zgodność z normami emisji. Poprawnie zintegrowany port PCV minimalizuje przenoszenie oleju, jednocześnie efektywnie zarządzając objętościami gazów przelewowych we wszystkich zakresach pracy silnika — od podciśnienia na biegu jałowym wynoszącego około –80 kPa (wg manometru) do pełnego nadciśnienia osiągającego +150 kPa w zastosowaniach z turbosprężarką.
Port PCV to nie tylko otwór w pokrywie zaworu. Jest to skalibrowany punkt regulacji przepływu, który musi spełniać dwa przeciwstawne wymagania: musi przepuszczać wystarczającą ilość gazu, aby zapobiec nagromadzeniu się ciśnienia w karterze, ale nie tak dużo, aby zakłócać stosunek paliwa do powietrza w kolektorze ssącym lub wciągać olej przez uszczelki zaworów. Współczesne konstrukcje osiągają to poprzez staranne dobranie średnicy portu (zazwyczaj 6–12 mm średnicy wewnętrznej), geometrii wlotu (zaokrąglony lub ostro zakończony, prosty lub ukośny) oraz integrację z wewnętrznymi przegrodami, które oddzielają olej przed wyjściem gazów.
Trzy główne topologie dominują. Zewnętrzne gniazda zaworu PCV — wypukła, odlewna część pokrywy silnika, która przyjmuje wymienną jednostkę zaworu PCV — zapewniają zmienną kontrolę przepływu za pośrednictwem mechanizmu sprężyny i iglicy zaworu PCV, opierając się na zewnętrznych przegrodach lub prostym wewnętrznym deflektorze do separacji oleju. Jest to klasyczny projekt stosowany w starszych silnikach atmosferycznych: wiele jednostek Toyota 2AZ-FE, Honda K24 oraz Nissan QR25DE wykorzystuje tę konstrukcję. Zintegrowane stałe otwory — kalibrowane otwory wiertone lub odlewane w pokrywie, wyposażone w wbudowaną separację typu labirynt — zapewniają określoną krzywą przepływu bez użycia wymiennej jednostki zaworu; rozwiązanie to jest powszechne w nowoczesnych silnikach turbosprężarkowych, takich jak Ford EcoBoost 2.0/2.3 oraz Hyundai/Kia 1.6 T-GDI. Systemy dwuportowe dzielą przepływ regulowany (przy pracy na biegu jałowym/lub podczas jazdy w tempie stałym) i nieregulowany (podczas nadciśnienia) na dwie osobne ścieżki z wielostopniową separacją oleju; są one standardem w wysokoprężnych silnikach GDI z turbosprężarką, w tym w wielu aplikacjach VW/Audi TSI oraz Mazda SkyActiv-T.
Porównanie trzech rozwiązań w formie opisu: zewnętrzne gniazda zaworu PCV są najłatwiejsze w serwisowaniu i diagnostyce (można wymienić zawór, aby sprawdzić przepływ), ale zależą od wewnętrznego systemu przegrodzeń, który nie podlega modernizacji. Stałe otwory są najmniej łatwe w serwisowaniu, ale zapewniają największą spójność działania — brak zużywającej się sprężyny, która mogłaby zmieniać charakterystykę przepływu w czasie — oraz zazwyczaj zapewniają niższy poziom przenoszenia oleju. Systemy dwuprzewodowe obsługują najszerszy zakres pracy, ale zwiększają złożoność i koszty; są one zasadniczo obowiązkowe w nowoczesnych silnikach turbodoładowanych z bezpośrednim wtryskiem paliwa (DI), ponieważ pojedynczy przewód nie jest w stanie skutecznie radzić sobie zarówno z podciśnieniem na biegu jałowym wynoszącym -80 kPa, jak i nadciśnieniem przy doładowaniu wynoszącym +150 kPa, bez jednoczesnego pobierania oleju lub odprowadzania gazów do atmosfery.
Powszechnie spotykane w warsztatach błędne przekonanie: „zawór PCV to zawór PCV”. W rzeczywistości zawory PCV są bardzo specyficzne dla danego zastosowania pod względem charakterystyki sprężyny, geometrii iglicy oraz krzywej przepływu. Zainstalowanie zaworu przeznaczonego do silnika 2,4 l o zapłonie samoczynnym w silniku 2,0 l z turbosprężarką — nawet jeśli gwint pasuje — spowoduje albo ograniczenie przepływu (co prowadzi do wzrostu ciśnienia w karterze i wycieków oleju), albo nadmierny przepływ (co powoduje ubożenie mieszanki na biegu jałowym oraz przesączenie się oleju przez uszczelki). Należy zawsze dobierać zawór zgodnie z konkretnym numerem części oryginalnej producenta (OEM).
Przypadek opisany przez technika: Ford EcoBoost 2,0 z niestabilnym biegiem jałowym i kodami błędów związanych z przerywanym zapłonem po zainstalowaniu „ulepszonego” zaworu PCV z zestawu wydajnościowego zamawianego pocztą. Sprężyna tego zaworu była znacznie słabsza niż w oryginalnym elemencie OEM, co powodowało nadmierne podciśnienie w karterze i przesączenie się oleju przez uszczelki zaworów dolotowych. Po wymianie na prawidłowy zawór PCV OEM kody błędów zniknęły, a bieg jałowy ustabilizował się w ciągu 20 km jazdy.
Nansen Auto posiada patenty na pokrywy zaworów obejmujące konstrukcje integracji systemu PCV, opracowane po analizie porównawczej konfiguracji producentów OEM w zakresie naszych modeli pojazdów — Nissan, Toyota, Honda, Hyundai/Kia, VW/Audi, Ford, GM, Mazda, Mitsubishi, Suzuki, Great Wall oraz Chrysler. Produkcja odbywa się na ponad 10 maszynach do formowania wtryskowego (o udźwigu od 130 do 650 ton), a każdy otwór podlega 100-procentowej weryfikacji szczelności powietrznej przy ciśnieniu 30 kPa oraz kontroli wymiarowej z dokładnością ±0,05 mm dla średnicy wewnętrznego otworu i ±0,1 mm dla kąta osi otworu względem płaszczyzny kołnierza. Nasz proces pierwszej akceptacji wyrobu zgodnie ze standardem IATF 16949 obejmuje walidację na stanowisku pomiarowym przepływu w całym zakresie pracy (od podciśnienia na biegu jałowym po ciśnienie doładowania), z wykorzystaniem zatwierdzonego wzorca referencyjnego.
Subtelna kwestia projektowa, której nasz zespół inżynieryjny nauczył się w trudny sposób: kąt otworu PCV względem wewnętrznych stref rozprysku oleju ma znaczenie. Jeśli otwór skierowany jest bezpośrednio w strumień oleju odrywanego od wałków rozrządu, żaden system przegrod nie potrafi w pełni tego skompensować. Nasz patent obejmuje geometrię przemieszczenia otworu, która umieszcza jego wewnętrzne ujście w strefie o niskim rozprysku oleju oraz dodaje kierunkową osłonę nad otworem — konkretny szczegół projektowy powielany we wszystkich odpowiednich modelach w naszym katalogu.
Typowy błąd branżowy: zbyt małe, pozamacierzowe „zbiorniki połówkowe” (catch cans) wmontowane szeregowo w ścieżkę PCV. Zbiorniki połówkowe mają uzasadnione zastosowanie w układach o wysokim doładowaniu, jednak zbiornik ograniczający przepływ wewnątrz zwiększa ciśnienie w karterze i uniemożliwia prawidłowe działanie układu PCV. W przypadku stosowania zbiornika połówkowego jego pole przepływu musi być równe lub większe niż pole przepływu oryginalnego układu PCV w całym zakresie ciśnień.
Powinniśmy być szczerymi wobec jednej uczciwej ograniczności: porty układu PCV oraz wbudowane przegrody nie mogą rozwiązać podstawowych problemów zdrowia silnika. Jeśli objętość gazów przepływających przez pierścienie (blowby) jest patologicznie wysoka z powodu zużycia pierścieni, zadrapań cylindrów lub uszkodzenia uszczelki głowy bloku silnika, żadna geometria portów nie pomoże. W takich przypadkach diagnoza wskazuje na zużycie elementów dolnej części silnika, a nie na usterkę układu PCV — tę różnicę musimy czasem wyjaśniać klientom, którzy zakładają, że nowa pokrywa zaworów rozwiąże ich problem z zużyciem oleju.
FAQ:
Często zadawane pytania: Pytanie: Co powoduje nieprawidłowe dobrane wymiary portów układu PCV? Odpowiedź: Zbyt małe porty zwiększają ciśnienie w karterze i powodują wycieki oleju ze wszystkich uszczelek. Zbyt duże porty generują nadmierne podciśnienie, co powoduje przesączanie się oleju przez uszczelki zaworów i uszczelki trzpieni zaworów oraz może prowadzić do wystąpienia kodów błędów związanych z ubogą mieszanką w trybie jałowego chodu w silnikach z przyspieszaczem sterowanym elektronicznie (drive-by-wire).
Często zadawane pytania: Pytanie: Czy porty układu PCV są standaryzowane w różnych markach? Odpowiedź: Nie. Każdy producent OEM określa unikalne średnice portów, kąty ich nachylenia oraz typy połączeń (np. gwintowane zakończenia do wężyka, szybkozłącza lub formowane gniazda). Nawet w obrębie jednej marki różne rodziny silników wykorzystują różne specyfikacje.
Często zadawane pytania: Pytanie: Czy mogę wyczyścić zatkany otwór PCV bez demontażu pokrywy zaworów? Odpowiedź: Czasami. Jeśli ograniczenie przepływu jest spowodowane zewnętrznym zaworem PCV, jego wymiana rozwiązuje problem. Jeśli jednak zatkania dotyczą wewnętrznego otworu lub przewodów baffle (przegrodowych) pokrytych osadami olejowymi, konieczne jest zdjęcie pokrywy zaworów — a często także jej wymiana.
Często zadawane pytania: Pytanie: Jak często należy sprawdzać układ PCV? Odpowiedź: W silnikach, w których interwały wymiany oleju wynoszą 10 000 km lub więcej, sprawdzanie zaworu PCV oraz pomiar ciśnienia w karterze powinno być wykonywane co 60 000–80 000 km. W silnikach z bezpośrednim wtryskiem i doładowaniem turbosprężarką, które są często eksploatowane na krótkich trasach, kontrolę należy przeprowadzać co 40 000–60 000 km — krótszy odstęp wynika z szybszego powstawania osadów olejowych wskutek kontaktu pary olejowej z zimnymi powierzchniami.