EN
Hệ thống thông hơi nắp van xả áp suất dư thừa trong cacte đồng thời ngăn chặn dầu thoát ra ngoài động cơ. Hệ thống duy trì một độ chân không nhẹ (thường từ -2 đến -8 kPa ở chế độ không tải) bên trong cacte, giúp giảm thiểu rò rỉ dầu qua mọi phớt trên động cơ — phớt trục khuỷu phía trước và phía sau, phớt trục cam, gioăng các-te — đồng thời cải thiện hiệu quả làm kín của các xéc-măng bằng cách giảm chênh lệch áp suất mà các xéc-măng phải chống lại trong kỳ nén.
Khí thổi ngược (blowby) tích tụ trong khoang cacte trong quá trình cháy do một phần áp suất xy-lanh lọt qua các xéc-măng piston. Ở động cơ hiện đại khỏe mạnh, lưu lượng khí này vào khoảng 15–25 L/phút khi động cơ chịu tải; ở động cơ đã mòn, lưu lượng này có thể tăng vượt mức 60 L/phút. Các khí này di chuyển lên trên qua các đường thoát dầu trở lại trong nắp xy-lanh, đi vào khoang nắp van và thoát ra ngoài qua cổng thông hơi (breather port). Trong quá trình di chuyển, các bộ tách dầu — thường là cùng hệ thống vách ngăn dùng để kiểm soát hiện tượng mang dầu vào hệ thống PCV — sẽ giữ lại các giọt dầu dạng lỏng trước khi khí thoát ra ngoài.
Có ba kiến trúc bộ thông hơi chính. Thiết kế bộ lọc dạng lưới hở — ví dụ như các động cơ V8 Mỹ cổ điển những năm 1960–1970 với nắp thông hơi mạ crôm — cung cấp chức năng xả khí ra môi trường một cách thụ động, kèm theo nguy cơ trộn lẫn dầu ở mức độ vừa phải và không có khả năng điều chỉnh chân không. Hiện nay, các thiết kế này gần như đã lỗi thời trên các xe sản xuất hàng loạt do quy định về khí thải, dù vẫn còn được sử dụng trong các ứng dụng đua xe và chuyên dụng. Các cổng tích hợp hệ thống PCV (hệ thống tuần hoàn khí cacte), là tiêu chuẩn hiện đại phổ biến trên các dòng xe của Toyota, Honda, Hyundai/Kia, Ford, GM, VW/Audi, cho phép hút chân không được điều tiết từ đường ống nạp, đồng thời giảm thiểu nguy cơ trộn lẫn dầu khi được thiết kế vách ngăn phù hợp. Các ống thông hơi có gia nhiệt — thường được áp dụng trên các xe của Great Wall và các phương tiện khác dành cho thị trường khí hậu lạnh, cũng như trên nhiều mẫu xe châu Âu phục vụ thị trường Bắc Âu và Nga — được trang bị thêm một phần tử gia nhiệt điện trở (thông thường tiêu thụ công suất 40–60 W ở điện áp 12 V) nhằm ngăn ngưng tụ nước đóng băng trong ống; hiện tượng này nếu xảy ra sẽ gây tích tụ áp suất nguy hiểm trong cacte khi nhiệt độ xuống dưới khoảng -20°C.
So sánh bằng văn bản: thiết kế lưới hở về cơ bản không có khả năng điều chỉnh áp suất và không phù hợp với các phương tiện hiện đại đáp ứng tiêu chuẩn khí thải. Thiết kế tích hợp van PCV điều chỉnh áp suất khoang trục khuỷu trong một dải hẹp thông qua đầu kim (pintle) được lò xo tải của van PCV, đầu kim này hạn chế lưu lượng ở độ chân không ống nạp cao (chế độ không tải) và mở dần khi độ chân không giảm (chế độ tải toàn phần – WOT). Thiết kế ống gia nhiệt không tự cung cấp khả năng tách riêng biệt — nó phải được kết hợp với bộ phân cách dạng mê cung hoặc xoáy — nhưng là thành phần thiết yếu tại những khu vực có nhiệt độ môi trường giảm xuống dưới -15°C trong thời gian dài.
Một trường hợp thực tế do một chuyên gia về Hyundai/Kia chia sẻ với đội kỹ thuật của chúng tôi: động cơ Theta II 2.4L xuất hiện hiện tượng rò dầu qua que thăm dầu một cách ngắt quãng trong mùa đông tại Michigan. Nguyên nhân được xác định là do băng đóng tắc ống thông hơi nối từ cacte đến đường nạp ở vị trí giữa ống, nơi hơi nóng từ cacte gặp không khí lạnh bên ngoài qua thành ống nhựa. Việc lắp đặt lại hệ thống thông hơi có sưởi — kết hợp với bảo dưỡng van PCV — đã khắc phục triệt để vấn đề.
Nansen Auto thiết kế tích hợp bộ thông hơi vào nắp van để đáp ứng điều kiện khí hậu của hơn 80 quốc gia, từ việc kiểm định ở vùng sa mạc Trung Đông (thử nghiệm ngâm ở nhiệt độ môi trường 85°C trong 240 giờ) đến các tình huống khởi động lạnh ở khu vực Bắc Âu (-40°C, sốc nhiệt). Mỗi nắp van tích hợp bộ thông hơi đều vượt qua thử nghiệm phun muối theo tiêu chuẩn ASTM B117 trong hơn 480 giờ và thử nghiệm rung theo tiêu chuẩn SAE J1455 tại cơ sở sản xuất của chúng tôi ở huyện Si, tỉnh An Huy, với diện tích 26.666 m². Chúng tôi đạt chứng nhận IATF 16949 cho toàn bộ quy trình sản xuất, và hình học cổng thông hơi được kiểm tra kích thước chính xác bằng máy đo tọa độ (CMM) trước khi đưa khuôn vào vận hành.
Một quan niệm sai lầm phổ biến trong ngành công nghiệp cần làm rõ: nắp đổ dầu phát ra tiếng 'xì xì' không phải lúc nào cũng có nghĩa là van PCV bị hỏng. Thường thì hiện tượng này cho thấy đường thông hơi trên bộ chia dòng (baffle) của nắp máy đang bị tắc một phần — đôi khi các lỗ dẫn dầu trở lại đã bị thu nhỏ do cặn bùn dầu tích tụ, đặc biệt ở những động cơ có khoảng thời gian thay dầu kéo dài hoặc thường xuyên vận hành với quãng đường ngắn. Trong những trường hợp này, việc chỉ thay van PCV sẽ khắc phục tạm thời triệu chứng trong vòng một hoặc hai tuần, sau đó tiếng ồn lại xuất hiện. Giải pháp đúng là kiểm tra các bộ chia dòng bên trong, điều này thường đồng nghĩa với việc thay thế toàn bộ nắp máy.
Các động cơ tăng áp xứng đáng được đề cập đặc biệt. Khi tăng áp, áp suất trong ống nạp trở thành dương (lên tới 1–2,5 bar tuyệt đối trên các động cơ tăng áp GDI hiện đại như Ford EcoBoost 2,3 hoặc Hyundai 1,6 T-GDI), điều này làm đảo chiều dòng chảy qua van PCV. Các thiết kế hiện đại xử lý vấn đề này bằng hệ thống thông hơi hai đường: dòng PCV đi vào ống nạp ở chế độ chạy không tải/chạy ổn định, và dòng ngược đi vào đường khí trước tua-bin tăng áp khi tăng áp. Nếu bộ tách dòng ngược bị thiếu hoặc hư hỏng, dầu sẽ bị đẩy vào bộ làm mát trung gian (intercooler) và đường nạp — đây là nguyên nhân điển hình gây ra hiện tượng "khói xanh từ tua-bin" mà thường bị chẩn đoán nhầm là do gioăng tua-bin bị hỏng.
Chúng ta cần trung thực về giới hạn: không có hệ thống thông hơi nào có thể bù đắp vô hạn cho hiện tượng rò khí quá mức do các xéc-măng mòn hoặc xước xi-lanh. Nếu áp suất cacte đo được vượt quá 8 kPa ở chế độ không tải trên động cơ đã đạt nhiệt độ làm việc, thì vấn đề không nằm ở hệ thống thông hơi — mà nằm ở cụm động cơ phía dưới.
Câu hỏi thường gặp:
Câu hỏi thường gặp: Câu hỏi: Điều gì xảy ra nếu bộ thông hơi bị tắc? Câu trả lời: Áp suất trong cacte tăng vượt quá dải thiết kế, đẩy dầu vượt qua mọi phớt làm kín trong động cơ. Khói trắng phun ra từ ống thăm dầu, dầu bắn tung tóe dưới nắp ca-pô và các phớt làm kín chính phía trước/sau bị thổi bay chỉ trong vài tuần đều là những triệu chứng phổ biến.
Câu hỏi thường gặp: Câu hỏi: Động cơ tăng áp có cần bộ thông hơi khác biệt không? Câu trả lời: Có. Động cơ tăng áp tạo ra lượng khí lọt vào cacte (blowby) lớn hơn khi ở chế độ tăng áp và yêu cầu các thiết kế tích hợp van điều khiển lưu lượng khí cacte (PCV) hoặc kiểu xoáy (cyclonic) với bộ thông hơi hai đường dẫn để quản lý cả hai chế độ dòng chảy: chân không (khi chạy ổn định) và áp suất dương (khi tăng áp).
Câu hỏi thường gặp: Câu hỏi: Tôi có thể vận hành động cơ mà không có hệ thống PCV/bộ thông hơi nào không? Câu trả lời: Chỉ trong thời gian rất ngắn và tuyệt đối không được phép về mặt pháp lý đối với phương tiện kiểm soát khí thải. Ngay cả về mặt cơ học, việc ngắt kết nối bộ thông hơi cũng gây ra sự gia tăng nhanh chóng của áp suất trong cacte, rò rỉ dầu từ mọi phớt làm kín và trong trường hợp nghiêm trọng nhất, có thể khiến que thăm dầu bật hẳn ra ngoài khi động cơ chịu tải.
Câu hỏi thường gặp: Câu hỏi: Các đường thông hơi nên được kiểm tra bao lâu một lần? Câu trả lời: Đối với động cơ có khoảng cách thay dầu kéo dài (10.000 km trở lên) hoặc sử dụng thường xuyên với các chuyến đi ngắn, chúng tôi khuyến nghị kiểm tra van PCV và núm thông hơi mỗi 40.000–60.000 km. Việc tích tụ cặn bẩn diễn ra nhanh hơn khi các lỗ thoát bên trong bị thu hẹp xuống còn khoảng 60% đường kính ban đầu.