Nie zawsze nadgorliwe sprawdzanie jest dobre, bo można coś zepsuć. Daje to jednak czasem możliwość nauczenia się czegoś nowego i poznania zasady działania. W tym przypadku jest to zawór PCV przy układzie odpowietrzania skrzyni korbowej.
Wszystko wzięło się z tego, że zaciekawiło mnie w jakim stanie jest zaworór PCV w moim samochodzie. Ponieważ jestem wrażliwy na różne dźwięki i jestem ciekaw działania wszelkich mechanizmów, to przez delikatne stuki na zimnym silniku, a także przez to, że silnik jest nieco zapocony, postanowiłem pewnego razu się do tego zaworu dobrać.
Nie róbcie jednak tego na zimnym silniku, a zwłaszcza na mrozie…
Jak można się domyślić, nie skończyło się to najlepiej, bo po przy próbie wyciągnięcia zaworu z pokrywy zaworów pękł on na pół przy użyciu naprawdę bardzo niewielkiej siły. Wtedy zdenerwowany na siebie chciałem jakoś uwolnić resztkę, która utkwiła, ale niestety pękała coraz bardziej, a wyjść nie chciała.
W końcu po upewnieniu się, że żaden odłamek nie wpadł do środka, postanowiłem zatkać jedną stronę idącą do kolektora dolotowego (ponieważ byłoby to „lewe” powietrze i to z pominięciem filtra) i przejechać kawałek, by nagrzać pokrywę zaworów wraz z uszczelką, w której zawór się znajdował. To pomogło i udało się wyciągnąć resztki palcami. Gdybym wiedział, to zrobiłbym tak od razu, ale czasem trzeba uczyć się na swoich błędach.
To nie są dobre warunki do próby wyciągnięcia zaworu PCV z silnika.
Od razu też zamówiłem nowy zawór, lecz nie taki sam, a taki o mocniejszej konstrukcji i przygotowany do pracy pod większym obciążeniem. Jego zewnętrzne wymiary są identyczne i pasuje on bez przeróbek, ale wnętrzności podobno są nieco inne i stąd jest często stosowany w tuningowanych Mazdach MX-5 przez użytkowników na całym świecie.
Tak więc na miejsce trafił oryginalny zawór PCV występujący w Maździe 323 GTX Turbo.
To wszystko skłoniło mnie również do zapoznania się z działaniem tego zaworu
Zacznijmy może od tego, po co w ogóle on jest. Do tego trzeba wiedzieć, że silniki spalinowe wyposażone są w system wentylacji skrzyni korbowej popularnie nazywany odmą. Układ ten pozwala na ujście ciśnienia z wnętrza silnika. Ciśnienie to powstaje przez przedostawanie się części gazów spalinowych poprzez pierścienie tłokowe czy uszczelniacze zaworowe poza komorę spalania. Niezależnie od stanu silnika jest to normalne zjawisko i właśnie z jego powodu silnik musi być wyposażony w ujście tych gazów do układu dolotowego, z którego wędrują one do cylindrów i są spalane, by zmniejszyć poziom negatywnego wpływu na środowisko. W najstarszych i prostych silnikach gazy te nie były jednak spalane, a wypuszczane do atmosfery przez specjalne filtry antywybuchowe – tak, te gazy są niebezpieczne i nie należy przerabiać układów odmy w nieprzemyślany sposób.
Brak takiego systemu powodowałby zwiększone ciśnienie w skrzyni korbowej, wpływając na spalanie oleju, powodując wypychanie uszczelek czy generując wycieki, a w skrajnych przypadkach wypływanie oleju przez bagnet, czy nawet wypadanie zapłonów.
Dlatego od czasu do czasu warto przyjrzeć się elementom takim jak zawór PCV, przewody odmy, czy inne elementy stosowane w różnych konstrukcjach jak separatory odmy, podgrzewacze zaworów (elektryczne, jak i wykorzystujące obieg cieczy chłodzącej) czy filtry, które mogą się zatykać.
W moim samochodzie zawór PCV znajduję się w tym miejscu. Na zdjęciu widać jego połowę w wężyku idącym do kolektora dolotowego. Druga była w uszczelce znajdującej się w pokrywie zaworów.
Nie zawsze będzie to proste, czasem są to elementy skomplikowane lub połączone z całą pokrywą zaworów, co wymaga jej zdjęcia i nawet wymiany w całości. Z tego powodu samodzielne sprawdzenie może być utrudnione i nawet niemożliwe, bywają jednak silniki starsze i prostsze – takie jak silnik w MX-5 – w których kontrolę można przeprowadzić łatwo, a czyszczenie też nie jest niemożliwe. Choć w jeszcze starszych silnikach zawór potrafił być rozkręcany właśnie dla jeszcze skuteczniejszego i łatwiejszego czyszczenia.
Zabrudzenia powstać mogą głównie z mazi olejowo-wodnej zwanej czasem „masełkiem”, ponieważ przez zawór ulatuje właśnie mieszanina spalin, par oleju i wilgoci. Taka zawiesina może z czasem narastać i powodować blokowanie się zaworu, zwłaszcza na zimnie. A zablokowanie się zaworu spowoduje objawy takie, jak gdyby układu takiego nie było, czyli tymi wymienionymi wcześniej.
Ściągnięty wężyk odmy z układu dolotowego.
Jak działa zawór PCV?
W końcu mogę przejść do tego, jak działa zawór PCV na przykładzie silnika w Maździe. Do tego celu przygotowałem ilustrację, która powinna pomóc zrozumieć zasadę jego działania.
Muszę również dodać, że silnik posiada drugi otwór w pokrywie zaworów, połączony z układem dolotowym przed przepustnicą (czyli przed kolektorem dolotowym), ale w seryjnym silniku za przepływomierzem. Nie występuje tam obniżone ciśnienie jak w kolektorze, więc silnik tym otworem „wciąga” powietrze, kiedy podczas pracy przy mniejszym obciążeniu jest ono zasysane z drugiego otworu, w którym znajduje się zawór PCV.
Ilustracja przedstawia przepływ powietrza przez silnik i układ dolotowy. W seryjnym rozwiązaniu powietrze trafiające do układu dolotowego przez odmę również jest zliczane przez przepływomierz. Jeśli w miejsce oznaczone na niebiesko wstawimy np. malutki filtr stożkowy i zaślepimy wyjście w rurze dolotowej, to powietrze to nie zostanie uwzględnione, a dostanie się do silnika.
Kolejną kwestią, o której dobrze wspomnieć jest też konstrukcja pokrywy zaworów. Od środka wygląda ona tak jak na zdjęciu, specjalnie zaprojektowane układy ze ścianek stworzone są po to, by mgła olejowa skropiła się i jak najwięcej oleju oddzielonego od wody i innych par wróciło do układu.
To druga strona pokrywy zaworów Mazdy, widać obudowane wyjście odmy i wejście powietrza.
Moja widoczna poniżej ilustracja opiera się na zaworze PCV z Mazdy MX-5. Zawór może wyglądać nieco inaczej w innych samochodach, ale jego zasada działania powinna być bardzo podobna. Rysunek ten jest również pewnym uproszczeniem, więc proszę o wyrozumiałość.
Zawór składa się oczywiście z obudowy, a w jego wnętrzu znajdziemy dwie sprężyny o różnej sile potrzebnej do ściśnięcia. Element niebieski to ruchomy metalowy bolec zwężający się ku górze, a element złoty to metalowy krążek z otworem w środku.
Stworzyłem tę ilustrację dla próby przedstawienia działanie zaworu PCV na podstawie elementu z Mazdy MX-5. Mimo możliwych różnic w budowie innych zaworów idea będzie taka sama. Oczywiście realnie występują pośrednie ustawienia.
Ruch bolca do góry ogranicza przepływ przez to, że jego obwód zwiększa się ku dołowi. Podczas pracy na wolnych obrotach silnik zasysa powietrze, zmniejszając ciśnienie w kolektorze dolotowym do okolic 0,2-0,3 bara (tzw. podciśnienie). To wystarcza, aby mała sprężyna została ściśnięta, a bolec powędrował do maksymalnie górnej pozycji, tym samym ograniczając przepływ, ale nie blokując go.
Kiedy ciśnienie w kolektorze zostanie zwiększone, czyli otworzymy przepustnicę dodając gazu, siła działająca na bolec zmniejszy się i mniejsza sprężyna wypchnie go do pozycji, w której przepływ będzie maksymalny, tę sytuację przedstawia środkowa opcja.
Gdy silnik jest wyłączony lub wystąpi cofnięcie zapłonu do układu dolotowego, zawór zostanie w pozycji zamkniętej, nie pozwalając dostawać się powietrzu do wnętrza pokrywy zaworów.
Nie przedstawiłem na obrazku jeszcze jednej możliwej sytuacji, która mogłaby pojawić się w silniku doładowanym – i faktycznie się pojawia, przykładem może być Mazdaspeed MX-5 czy właśnie Mazda 323 GTX Turbo. W takim przypadku pod małym obciążeniem sytuacja będzie identyczna, jednak kiedy w dolocie pojawi się zwiększone ciśnienie pochodzące z doładowania, to ciśnienie w skrzyni korbowej może być większe i zmniejszy się jedynie do równego doładowaniu. Nie jest to problemem, ponieważ po puszczeniu gazu nadmiar zostanie od razu wypuszczony i po prostu nie powinien móc wzrosnąć na tyle, by działo się coś złego.
Tak wygląda stary zawór PCV w środku. Nowy wygląda podobnie, ale jest cały.
Na pewno nie wyczerpałem tematu i można by napisać książkę na ten temat, ale to już garstka informacji, dzięki której można świadomie sprawdzić ten element w swoim samochodzie i wiedzieć po co i w jaki sposób działa.
