Wie funktioniert ein PCV-System (Positive Kurbelgehäuseentlüftung)?

Eine bestimmte Menge Luft- und Kraftstoffgemisch wird vom Kolben nach unten gezogen und rutscht durch die Kolbenringe in das Kurbelgehäuse. Dieses austretende Gas nennt man Blow-by - und es ist unvermeidlich. Weitere Bilder von Motoren. Alexey Dudoladov / die Agentur Sammlung / Getty Images

Wenn Sie kein echter Getriebekopf sind, schmerzt Ihr Kopf wahrscheinlich, wenn Sie nur den Ausdruck "positive Kurbelgehäuseentlüftung" sehen, weil er sich kompliziert anhört. Aber es ist wirklich nicht so kompliziert. Zumindest sollte es nicht kompliziert erscheinen, nachdem wir es Ihnen erklärt haben. Dazu müssen wir Ihnen jedoch einen kurzen Auffrischungskurs zur Funktionsweise der Verbrennungsmotoren in den meisten Automobilen geben. Okay - eins, zwei, drei, geh!

Ein Verbrennungsmotor ist um eine Reihe von Hohlzylindern herum aufgebaut, in denen sich jeweils ein beweglicher Kolben befindet, der so konstruiert ist, dass er darin auf und ab gleitet. Ein Gemisch aus Luft und Benzin wird durch ein System von Rohren, das als Ansaugkrümmer bezeichnet wird, durch das Ansaugventil (oder die Einlassventile) jedes Zylinders gepumpt, wobei ein Funke von einer Zündkerze bewirkt, dass das Gemisch im offenen Raum oben am genannten Zylinder explodiert die Brennkammer. Der Druck dieser Explosion treibt den Kolben im Zylinder nach unten, wo sich die Kurbelwelle dreht. Die Drehung der Kurbelwelle drückt nicht nur den Kolben zurück in den Zylinder, damit er dies alles wieder tun kann, sondern dreht auch die Zahnräder im Getriebe des Autos, die das Auto schließlich bewegen. Währenddessen drückt der ansteigende Kolben die von der Explosion übrig gebliebene Luft und das Gas durch ein Auslassventil aus dem Zylinder zurück.

Allerdings - und hier kommt die Kurbelgehäuseentlüftung ins Spiel - wird eine bestimmte Menge dieses Gemisches aus Luft und Benzin vom Kolben nach unten gezogen und rutscht durch die Kolbenringe in das Kurbelgehäuse, das die Schutzabdeckung darstellt, die die Kurbelwelle isoliert. Dieses austretende Gas wird als Blow-by bezeichnet und ist unvermeidlich. Dies ist auch unerwünscht, da das darin unverbrannte Benzin das System beschädigen und Probleme im Kurbelgehäuse verursachen kann. Bis in die frühen 1960er Jahre wurden diese Blow-by-Gase einfach dadurch entfernt, dass die Luft frei durch das Kurbelgehäuse zirkulieren konnte, die Gase weggeweht und als Emissionen abgelassen wurden. In den frühen 1960er Jahren wurde dann die positive Kurbelwellenbelüftung (PCV) erfunden. Dies gilt heute als Beginn der Emissionskontrolle für Kraftfahrzeuge.

Bei einer positiven Kurbelgehäuseentlüftung werden diese Gase durch ein Ventil (entsprechend PCV-Ventil genannt) zum Ansaugkrümmer zurückgeführt, wo sie für einen weiteren Verbrennungsschuss in die Zylinder zurückgepumpt werden. Es ist nicht immer wünschenswert, diese Gase in den Zylindern zu haben, da sie meistens Luft sind und das Gas-Luft-Gemisch in den Zylindern etwas zu mager - das heißt zu wenig Benzin - für eine effektive Verbrennung machen können. Daher sollten die Blow-by-Gase nur recycelt werden, wenn das Auto mit langsamer Geschwindigkeit oder im Leerlauf fährt. Glücklicherweise ist im Leerlauf des Motors der Luftdruck im Ansaugkrümmer niedriger als der Luftdruck im Kurbelgehäuse, und dieser niedrigere Druck (der sich manchmal dem reinen Vakuum nähert) saugt die Blow-by-Gase durch das PCV-Ventil und zurück die Aufnahme. Wenn der Motor beschleunigt, steigt der Luftdruck im Ansaugkrümmer und die Saugleistung verlangsamt sich, wodurch die Menge an Blow-by-Gas, die in die Zylinder zurückgeführt wird, verringert wird. Das ist gut so, denn die Blow-by-Gase werden beim Beschleunigen des Motors nicht benötigt. Wenn das Auto auf Touren kommt, kann der Druck im Ansaugkrümmer tatsächlich höher werden als der Druck im Kurbelgehäuse, wodurch möglicherweise die Blow-by-Gase zurück in das Kurbelgehäuse gedrückt werden. Da der Sinn einer positiven Kurbelgehäuseentlüftung darin besteht, diese Gase aus dem Kurbelgehäuse fernzuhalten, ist das PCV-Ventil so ausgelegt, dass es in diesem Fall schließt und den Rückfluss von Gasen blockiert.

Das Kurbelgehäuse in einem Auto wird als Aufbewahrungsort für Öl verwendet, normalerweise in einer Pfanne unterhalb der Kurbelwelle. Während die Kurbelwelle und das Öl nicht in Kontakt kommen sollen (denn wenn dies der Fall wäre, würde das Öl wie ein dicker schwarzer Milchshake aufschäumen), können Öldämpfe immer noch in die Blow-by-Gase gelangen. Es ist keine gute Idee, diese Öldämpfe zusammen mit den Blow-by-Gasen in die Zylinder zurückzuleiten, da sie das Gas-Luft-Gemisch zu brennbar machen, was einer Verringerung der Oktanzahl des Benzins entspricht, was bei einigen Motoren die Leistung beeinträchtigen kann geringfügig und bei älteren Motoren kann es sogar zu Fehlzündungen kommen, wenn das Gas-Luft-Gemisch vorzeitig verbrennt. Die Öldämpfe können auch den Lufteinlass mit einem öligen Film überziehen und den Luftstrom im Laufe der Zeit allmählich verstopfen. Wenn Sie kein Hochleistungsfahrzeug fahren, sind diese Probleme für den Betrieb Ihres Autos nicht unbedingt entscheidend, und die Ölansammlung kann während der Wartung regelmäßig entfernt werden. Einige Leute (und einige Autohersteller) bevorzugen jedoch etwas, das dies tut wird das Öl aus den Blow-by-Gasen schrubben, bevor sie überhaupt zurückgeführt werden. Betreten Sie den Öl- und Luftabscheider.

Die Idee eines Öl- und Luftabscheiders besteht darin, das Öl aus der Luft zu extrahieren, bevor es zum Ansaugkrümmer zurückgeschickt wird, und es an einem Ort zu platzieren, an dem es keine Probleme verursacht, entweder im Kurbelgehäuse oder in einem kleinen Behälter, der als Verschluss bezeichnet wird können. Nicht alle Autos sind mit eingebauten Ölabscheidern ausgestattet, und nicht alle Autos benötigen diese unbedingt, aber sie können als Aftermarket-Artikel gekauft werden. Und wenn Sie die notwendigen DIY-Fähigkeiten haben, können Sie sogar selbst eine machen. Es gibt tatsächlich verschiedene Möglichkeiten, wie diese Öl- und Luftabscheider arbeiten können. Die wahrscheinlich häufigste Art bläst die ölige Luft durch einen Netzfilter. Die Öltröpfchen werden im Netz eingeschlossen, während die Luft durchströmt. Die effektivsten Filter dieser Art bestehen aus Mikrofasern, die sehr kleine Ölpartikel einfangen können. Alternativ kann der Luft- und Ölfilter erfordern, dass die recycelten Gase ein Rohr mit Löchern in der Seite hinunterlaufen. Die leichteren Luftmoleküle entweichen durch die Löcher, während die schwereren Öltröpfchen bis zum Boden fallen, wo sie entfernt werden können. Einige fortschrittliche Systeme verwenden eine Zentrifuge, um die schwereren Öltröpfchen aus der Luft zu treiben. Das Öl verschmilzt an den Seiten der Zentrifuge und kann zurück in das Kurbelgehäuse geleitet werden.

Es wundert mich manchmal, wie viel über die Funktionsweise von Autos im Laufe der Jahre nachgedacht wurde und wie sich einige unserer Vorstellungen über den Automobilbau im Laufe der Zeit geändert haben. Die Emissionskontrolle ist heute ein äußerst wichtiger Bestandteil des Automobildesigns, da sie die Menge der Schadstoffe minimiert, die in die Atmosphäre entweichen und die Umwelt verschlechtern. Als ich diesen Artikel recherchierte, war ich beeindruckt zu erfahren, dass die Idee der Emissionskontrolle vor fast genau einem halben Jahrhundert mit der Erfindung der positiven Kurbelgehäuseentlüftung und des PCV-Ventils begann. Natürlich gibt es heute viel fortschrittlichere Abgasreinigungssysteme, und Autos ohne Emissionen sind bereits möglich - Elektroautos haben keine Emissionen am Auspuff, obwohl Emissionen bei der erstmaligen Stromerzeugung entstehen können - und das innerhalb weniger Jahrzehnte Wenn Verbrennungsmotoren in Autos veraltet sind, gehören die Emissionen von Kraftfahrzeugen möglicherweise der Vergangenheit an. In diesem Fall können wir den Erfindern der positiven Kurbelgehäuseentlüftung für ihre Vorreiterrolle danken.

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Quellen

• Bastias, Dr. Pedro et al. "Luft- / Ölabscheider mit minimalem Platzbedarf im Kurbelgehäuseentlüftungssystem." Dana.com. (15. Mai 2012) http://www.dana.com/wps/wcm/connect/08e1650041f3cf9698c1bc1c9e250a89/dext-PublMTZOilseparation_e.pdf?MOD=AJPERES
• Blackwood, Jim. "Positive Kurbelgehäuseentlüftung." Britischer V8. (15. Mai 2012) http://www.britishv8.org/Articles/Positive-Crankcase-Ventilation-PCV.htm
• Konzeptionelles Polymer. Entfernen der PCV-Leitung 102. (15. Mai 2012) http://www.conceptualpolymer.com/PCV%20Line%20Oil%20Removal%20102.pdf
• Secondchancegarage.com. "Positive Kurbelgehäuseentlüftung." (15. Mai 2012) http://www.secondchancegarage.com/public/239.cfm
• Universität von Missouri. "Positives Kurbelgehäuseentlüftungssystem." (15. Mai 2012) http://iml.missouri.edu/catalog_supplements/70-1833-I/samplecurriculum.pdf
• Yahoo Autos. "Was ist das PCV-Ventil und was macht es?" (15. Mai 2012) http://autos.yahoo.com/maintain/repairqa/engine/ques079_1.html