Hur fungerar ett positivt vevhusventilationssystem (PCV)?

En viss mängd luft och bränsleblandning dras ned av kolven och glider genom kolvringarna in i vevhuset. Denna utströmmande gas kallas blow-by - och den är oundviklig. Se fler bilder på motorer. Alexey Dudoladov / byråns samling / Getty Images

Såvida du inte är ett riktigt växelhuvud, så är det bara att se frasen "positiv vevhusventilation" för att huvudet gör ont, eftersom det låter, ja, komplicerat. Men det är verkligen inte så komplicerat. Eller åtminstone borde det inte verka komplicerat efter att vi har avslutat förklara det för dig. Men för att göra det måste vi ge dig en snabb uppfriskningskurs i hur förbränningsmotorerna som finns i de flesta bilar fungerar. Okej - en, två, tre, gå!

En förbränningsmotor är byggd runt en serie ihåliga cylindrar, i var och en av en rörlig kolv utformad för att glida upp och ner i den. En blandning av luft och bensin pumpas genom ett system av rör som kallas insugningsgrenröret genom varje cylinders insugningsventil (eller ventiler), där en gnista från en tändstift får blandningen att explodera i det öppna utrymmet överst på cylindern förbränningskammaren. Trycket från denna explosion driver kolven i cylindern nedåt, där den får vevaxeln att rotera. Rotation av vevaxeln skjuter inte bara kolven tillbaka upp i cylindern så att den kan göra allt detta igen, utan vrider också växlarna i bilens växellåda som så småningom får bilen att röra sig. Samtidigt skjuter den stigande kolven luften och gasen som är kvar från explosionen ut ur cylindern genom en avgasventil.

Men - och det är här vevhusventilationen kommer in - en viss mängd av den blandningen av luft och bensin dras ned av kolven och glider genom kolvringarna in i vevhuset, vilket är det skyddande locket som isolerar vevaxeln. Denna utströmmande gas kallas blow-by och den är oundviklig. Det är också oönskat eftersom den oförbrända bensinen i den kan gunk upp systemet och skapa problem i vevhuset. Fram till början av 1960-talet avlägsnades dessa utblåsningsgaser helt enkelt genom att låta luften cirkulera fritt genom vevhuset, vifta bort gaserna och ventilera dem som utsläpp. Sedan, i början av 1960-talet, uppfanns positiv vevaxelventilation (PCV). Detta anses nu vara början på bilutsläppskontroll.

Positiv vevhusventilation innebär att dessa gaser återvinns genom en ventil (kallas lämpligen PCV-ventilen) till insugningsgrenröret, där de pumpas tillbaka in i cylindrarna för ytterligare ett skott vid förbränning. Det är inte alltid önskvärt att ha dessa gaser i cylindrarna eftersom de tenderar att vara mestadels luft och kan göra gas-luftblandningen i cylindrarna lite för mager - det vill säga för låg på bensin - för effektiv förbränning. Så avgasningsgaserna ska bara återvinnas när bilen kör i långsam hastighet eller tomgång. Lyckligtvis, när motorn går på tomgång är lufttrycket i insugningsgrenröret lägre än lufttrycket i vevhuset, och det är detta lägre tryck (som ibland närmar sig rent vakuum) som suger uppblåsningsgaserna genom PCV-ventilen och tillbaka in i intaget. När motorn går snabbare ökar lufttrycket i insugningsgrenröret och sugningen saktar ner, vilket minskar mängden avblåsningsgas som återvinns till cylindrarna. Det här är bra, eftersom de avgasade gaserna inte behövs när motorn går snabbare. I själva verket, när bilen har uppnått fart, kan trycket i insugningsröret faktiskt bli högre än trycket i vevhuset, vilket kan tvinga utblåsningsgaserna tillbaka in i vevhuset. Eftersom hela punkten med positiv vevhusventilation är att hålla dessa gaser från vevhuset är PCV-ventilen utformad för att stängas när detta händer och blockera gasflödet bakåt.

Vevhuset i en bil används som en lagringsplats för olja, vanligtvis i en panna belägen under vevaxeln. Medan vevaxeln och oljan inte är avsedd att komma i kontakt (eftersom om de gjorde det skulle oljan bli skummad upp som en tjock, svart milkshake), kan oljeångor fortfarande hitta vägen in i avgaserna. Det är inte en bra idé att dessa oljedampor återcirkuleras tillbaka i cylindrarna tillsammans med de genomblåsande gaserna, eftersom de gör gas-luftblandningen för brännbar, vilket motsvarar sänkning av oktanen i bensinen, vilket i vissa motorer kan försämra prestandan Lite och i äldre motorer kan till och med orsaka brännskador när gas-luft-blandningen förbränns för tidigt. Oljedamparna kan också belägga luftintaget med en oljig film och gradvis täppa till luftflödet över tiden. Om du inte kör ett högpresterande fordon är dessa problem inte exakt avgörande för din bil och oljebildningen kan skrubbes ut regelbundet under underhåll, men vissa människor (och vissa biltillverkare) föredrar att ha något som kommer att skrubba oljan ur avblåsningsgaserna innan de återcirkuleras i första hand. Gå in i olje- och luftseparatorn.

Idén med en olje- och luftseparator är att utvinna oljan ur luften innan den skickas tillbaka till insugningsgrenröret och placera den någonstans där den inte kommer att orsaka problem, varken tillbaka i vevhuset eller i en liten behållare som kallas en fångst burk. Inte alla bilar har inbyggda oljeseparatorer och inte alla bilar behöver nödvändigtvis dem, men de kan köpas som eftermarknadsartiklar. Och om du har de nödvändiga DIY-kunskaperna kan du till och med skapa en själv. Det finns faktiskt ett antal olika sätt på vilka dessa olja- och luftseparatorer kan fungera. Förmodligen blåser den vanligaste typen den oljiga luften genom ett nätfilter. Oljedropparna fångas i nätet medan luften passerar igenom. De mest effektiva sådana filter består av mikrofiber, som kan fånga mycket små oljepartiklar. Alternativt kan luft- och oljefiltret kräva att de återvunna gaserna går ner i ett rör med hål i sin sida. De lättare luftmolekylerna slipper ut genom hålen, medan de tyngre oljedropparna faller hela vägen till botten, där de kan tas bort. Och vissa avancerade system använder en centrifug för att driva de tyngre oljedropparna ur luften. Oljan smälter samman på sidorna av centrifugen och kan kanaliseras tillbaka i vevhuset.

Det förvånar mig ibland hur mycket tanke som har gått genom åren på hur bilar fungerar och hur några av våra idéer om bilbyggande har förändrats över tid. I dag är utsläppskontroll en extremt viktig del av bilkonstruktionen, eftersom den minimerar mängden föroreningar som flyr ut i atmosfären och försämrar miljön. När jag studerade den här artikeln blev jag imponerad av att få veta att idén om utsläppskontroll började för nästan exakt ett halvt sekel sedan, med uppfinningen av positiv vevhusventilation och PCV-ventilen. Naturligtvis finns det mycket mer avancerade utsläppskontrollsystem tillgängliga idag och bilar med nollutsläpp är redan möjliga - elbilar har inga utsläpp vid svårröret, även om utsläpp kan produceras när elen ursprungligen genereras - och inom några decennier när förbränningsmotorer i bilar har blivit föråldrade kan bilutsläpp vara en saga historia. När det händer kan vi tacka uppfinnarna av positiv vevhusventilation för att ha gått i vägen.

relaterade artiklar

• Hur bilmotorer fungerar
• Hur evaporativa utsläppskontrollsystem fungerar
• Hur bensin fungerar
• Vad är fyrtakters förbränningscykel?
• Hur påverkar insugningsröret din motor?

källor

• Bastias, Dr. Pedro, et al. "Luft / oljeseparator med minimala rymdkrav i vevhusets ventilationssystem." Dana.com. (15 maj 2012) http://www.dana.com/wps/wcm/connect/08e1650041f3cf9698c1bc1c9e250a89/dext-PublMTZOilseparation_e.pdf?MOD=AJPERES
• Blackwood, Jim. "Positiv vevhusventilation." Brittiska V8. (15 maj 2012) http://www.britishv8.org/Articles/Positive-Crankcase-Ventilation-PCV.htm
• Konceptuell polymer. "PCV Line Removal 102." (15 maj 2012) http://www.conceptualpolymer.com/PCV%20Line%20Oil%20Removal%20102.pdf
• Secondchancegarage.com. "Positiv vevhusventilation." (15 maj 2012) http://www.secondchancegarage.com/public/239.cfm
• University of Missouri. "Positivt vevhusventilationssystem." (15 maj 2012) http://iml.missouri.edu/catalog_supplements/70-1833-I/samplecurriculum.pdf
• Yahoo Autos. "Vad är PCV-ventilen och vad gör den?" (15 maj 2012) http://autos.yahoo.com/maintain/repairqa/engine/ques079_1.html