EN
System wentylacji pokrywy zaworów odprowadza nadmiarowe ciśnienie z karteru silnika, zapobiegając jednocześnie wyciekom oleju poza silnik. Utrzymuje lekkie podciśnienie (zazwyczaj od -2 do -8 kPa na jałowym biegu) w karterze, co zmniejsza wycieki oleju przez wszystkie uszczelki silnika — przednią i tylną uszczelkę wału korbowego, uszczelki wałka rozrządu oraz uszczelkę miski olejowej — oraz poprawia skuteczność uszczelniania pierścieni tłokowych, minimalizując różnicę ciśnień, z którą muszą się zmagać pierścienie podczas suwu sprężania.
Gazy przepełnieniowe gromadzą się w karterze podczas spalania, ponieważ pewna część ciśnienia cylindrowego przedostaje się przez pierścienie tłokowe. W sprawnym nowoczesnym silniku wynosi to około 15–25 l/min pod obciążeniem; w zużytym silniku może przekroczyć 60 l/min. Gazy te przemieszczają się w górę przez kanały odpływowe oleju w głowicy cylindra, następnie do przestrzeni pokrywy zaworów i wreszcie wychodzą przez otwór wentylacyjny. W trakcie tej drogi separatory oleju — zazwyczaj te same systemy barierek, które kontrolują przenoszenie oleju do układu PCV — usuwają krople cieczy przed wyjściem gazów.
Istnieją trzy główne architektury układów wentylacyjnych skrzyni korbowej. Konstrukcje z otwartą siatką filtrującą — np. klasyczne amerykańskie silniki V8 z lat 60. i 70. XX wieku z chromowaną pokrywką wentylacyjną — zapewniają pasywną wentylację atmosferyczną przy umiarkowanym ryzyku przenoszenia oleju i bez regulacji podciśnienia. Obecnie są one w dużej mierze przestarzałe w pojazdach seryjnych ze względu na przepisy dotyczące emisji, choć nadal występują w pojazdach wyścigowych oraz specjalnych zastosowaniach. Gniazda zintegrowane z układem PCV (Positive Crankcase Ventilation), stosowane obecnie jako standard w pojazdach marki Toyota, Honda, Hyundai/Kia, Ford, GM oraz VW/Audi, zapewniają regulowane podciśnienie pobierane z kolektora ssącego przy niskim ryzyku przenoszenia oleju, o ile układ jest odpowiednio wyposażony w przegrody. Nagrzewane przewody wentylacyjne — często stosowane w pojazdach marki Great Wall oraz innych producentów przeznaczonych na rynki o zimnym klimacie, a także w wielu europejskich pojazdach dla rynków nordyckich i rosyjskiego — wyposażone są w grzejny element oporowy (zazwyczaj o mocy 40–60 W przy napięciu 12 V), który zapobiega zamarzaniu skroplin w przewodzie; jego brak mógłby spowodować niebezpieczny wzrost ciśnienia w skrzyni korbowej poniżej ok. –20 °C.
W porównaniu opisowym: otwarta konstrukcja siatkowa ma praktycznie zerową regulację ciśnienia i nie nadaje się do nowoczesnych pojazdów zgodnych z normami emisji. Konstrukcja zintegrowana z zaworem PCV reguluje ciśnienie w karterze w wąskim zakresie za pomocą zaworu PCV z zaworem iglicowym wyposażonym w sprężynę, który ogranicza przepływ przy wysokim podciśnieniu kolektora (praca na biegu jałowym) i stopniowo się otwiera w miarę spadku podciśnienia (pełne obciążenie – WOT). Konstrukcja z nagrzewaną rurą sama w sobie nie zapewnia żadnej zdolności separacji — musi być połączona z labiryntem lub osadzaczem cyklonowym — ale jest niezbędna wszędzie tam, gdzie temperatury otoczenia przez dłuższy czas spadają poniżej -15°C.
Przypadek z życia rzeczywistego, który specjalista ds. Hyundai/Kia przekazał naszemu zespołowi inżynieryjnemu: silnik Theta II o pojemności 2,4 l, u którego w trakcie zimy w Michigan wystąpił okresowy problem z „wyciskaniem oleju przez korek mierzący poziom oleju”. Przyczyną okazało się zamarznięcie lodu w przewodzie od wentylacji do dolotu w jego środkowej części, gdzie gorące pary z karteru spotkały się z zimnym zewnętrznym powietrzem przez ściankę plastikowego przewodu. Zastosowanie wentylacji z podgrzewaniem oraz serwis zaworu PCV na stałe rozwiązało ten problem.
Inżynierowie Nansen Auto zaprojektowali integrację wentylatorów do pokryw zaworów z uwzględnieniem warunków klimatycznych obowiązujących w ponad 80 krajach – od walidacji w gorącym klimacie pustynnym Bliskiego Wschodu (testy wytrzymania w temperaturze otoczenia 85 °C przez 240 godzin) po scenariusze zimnego startu w krajach nordyckich (-40 °C – szczytowe obciążenie termiczne). Każda pokrywa zaworów z zintegrowanym wentylatorem przechodzi testy pod wpływem mgły solnej zgodnie ze standardem ASTM B117 przez ponad 480 godzin oraz testy wibracyjne zgodnie ze standardem SAE J1455 w naszym zakładzie produkcyjnym o powierzchni 26 666 m² w powiecie Si, prowincja Anhui. Posiadamy certyfikat IATF 16949 dla całego procesu produkcyjnego, a geometria otworów wentylacyjnych jest weryfikowana pomiarowo za pomocą maszyny pomiarowej trójwymiarowej (CMM) przed zwolnieniem formy.
Powszechne nieporozumienie branżowe, które warto wyjaśnić: kapelusz do wlewu oleju wydający dźwięk „świszczący” nie oznacza zawsze uszkodzenia zaworu PCV. Często wskazuje na częściowo zapchany kanał wentylacyjny w przegrodzie pokrywy zaworowej — czasem otwory odpływowe są zwężone przez osad szlamu olejowego, szczególnie w silnikach, w których interwały wymiany oleju są przedłużone lub które są eksploatowane głównie w warunkach krótkich przejazdów. W takich przypadkach prosta wymiana zaworu PCV usuwa objaw tylko na tydzień lub dwa, po czym hałas powraca. Poprawnym rozwiązaniem jest sprawdzenie wewnętrznego układu przegródek, co zwykle wiąże się z koniecznością wymiany pokrywy zaworowej.
Silniki z turbosprężarką zasługują na szczególne uwagi. W warunkach nadciśnienia ciśnienie w kolektorze ssącym staje się dodatnie (osiągając 1–2,5 bar bezwzględnie w nowoczesnych silnikach z bezpośrednim wtryskiem paliwa i turbosprężarką, takich jak Ford EcoBoost 2,3 lub Hyundai 1,6 T-GDI), co odwraca kierunek przepływu przez zawór PCV. Nowoczesne konstrukcje radzą sobie z tym za pomocą układu wentylacji dwukierunkowej: przepływ PCV do kolektora ssącego w trybie postoju i jazdy z ustaloną prędkością obrotową oraz przepływ odwrotny do przewodu powietrza przed turbosprężarką w warunkach nadciśnienia. Jeśli separator przepływu odwrotnego brakuje lub jest uszkodzony, olej jest wprowadzany do chłodnicy międzystopniowej i układu dolotowego – to typowy powód skarg na „niebieski dym z turbosprężarki”, który często błędnie diagnozuje się jako uszkodzenie uszczelki turbosprężarki.
Powinniśmy być szczery w kwestii ograniczeń: żaden układ wentylacji nie kompensuje w nieskończoność nadmiernego przepływu gazów spalinowych (blowby) spowodowanego zużytymi pierścieniami lub zadrapaniami cylindrów. Jeśli zmierzone ciśnienie w karterze przekracza 8 kPa na biegu jałowym przy nagrzanym silniku, problemem nie jest układ wentylacji, lecz dolna część silnika.
FAQ:
Często zadawane pytania: Pytanie: Co się dzieje, jeśli oddechowy zawór wentylacyjny się zapycha? Odpowiedź: Ciśnienie w karterze rośnie powyżej zakresu projektowanego, powodując wypychanie oleju przez wszystkie uszczelki silnika. Typowymi objawami są biały dym wychodzący z rurki wskaźnika poziomu oleju, rozpylony olej pod maską oraz uszkodzenie głównych uszczelek przedniej i tylnej w ciągu kilku tygodni.
Często zadawane pytania: Pytanie: Czy silniki z turbosprężarką wymagają innych zaworów wentylacyjnych? Odpowiedź: Tak. Silniki z turbosprężarką generują większe ilości gazów przepływających przez pierścienie tłokowe pod nadciśnieniem i wymagają konstrukcji zintegrowanych z układem PCV lub cyklonowych z dwutorowym zaworem wentylacyjnym, który zarządza zarówno przepływem w warunkach podciśnienia (podczas jazdy w trybie spoczynkowym) jak i nadciśnienia (podczas pracy pod nadciśnieniem).
Często zadawane pytania: Pytanie: Czy można eksploatować silnik bez żadnego układu PCV/wentylacji kartera? Odpowiedź: Tylko na bardzo krótko i nigdy legalnie w przypadku pojazdów podlegających normom emisji. Nawet z punktu widzenia czysto mechanicznego odłączenie układu wentylacji prowadzi do szybkiego wzrostu ciśnienia w karterze, wycieku oleju przez wszystkie uszczelki, a w skrajnych przypadkach może nawet wyrzucić próbnik poziomu oleju pod obciążeniem.
Często zadawane pytania: Pytanie: Jak często należy sprawdzać kanały wentylacyjne? Odpowiedź: W silnikach z przedłużonymi interwałami wymiany oleju (10 000 km i więcej) lub przy intensywnym użytkowaniu w krótkich trasach zalecamy sprawdzanie zaworu PCV oraz otworu wentylacyjnego co 40 000–60 000 km. Tworzenie się osadu przyspiesza się, gdy średnica wewnętrznych otworów odpływowych zmniejszy się o około 60% w stosunku do pierwotnej wartości.