Để tối ưu hóa hoạt động của động cơ đốt trong về mặt giảm thiểu ô nhiểm môi trường và tăng tuổi thọ thông qua việc đảm bảo chất lượng dầu bôi trơn (nhớt) thì hệ thống thông khí PCV đã ra đời.
1. Tại sao phải cần hệ thống thông khí PCV?
Trong quá trình làm việc của động cơ, dù đã có xec măng bao kín nhưng vẫn sẽ có một lượng nhỏ khí cháy bị lọt xuống hộp trục khuỷu. Vì vậy trong hộp trục khuỷu lượng khí lọt thường có 70-80% là khí không cháy có thể là hơi nước và các khí thải khác, điều này gây ra một số tác hại như:
- Làm bẩn dầu bôi trơn và làm dầu bôi trơn bị biến chất do những tạp chất có trong khí cháy.
- Sự chuyển động tịnh tiến của Piston khó khăn hơn do khí cháy lọt xuống phía dưới làm cho áp suất phía dưới Piston tăng cao.
- Áp suất ở hộp trục khuỷu còn đẩy nhớt qua các phớt gioăng làm kín đi ra ngoài làm cho tính năng của dầu bôi trơn không còn đảm bảo.
Những xe trước đây được gắn một ống khí vào hộp trục khuỷu để cho phép những khí này thoát ra ngoài khí quyển. Tuy nhiên điều này lại làm ô nhiễm môi trường và cũng không tận dụng được hơi nhiên liệu môi chất dư thừa này. Mặt khác khi xe chạy chậm tức vòng tua thấp, lượng khí thải bị lọt xuống hộp trục khuỷu tăng lên nhưng không được thải hoàn toàn ra ngoài vì lúc này vận tốc xe nhỏ, độ chênh áp tại đầu ống nhỏ.
Bởi các nguyên nhân không tốt ở trên nên cần có một hệ thống để dẫn khí lọt này về buồng cháy và đốt lại. Từ đó hệ thống thông khí PCV (Positive Crankcase Ventilation) hay còn gọi là thông khí các-te đã ra đời.
2. Hệ thống thông khí PCV sẽ hoạt động như thế nào?
a. Nguyên lý cơ bản
Toàn bộ khí ở hộp trục khuỷu sẽ được hệ thống thông khí PCV đưa về đường nạp chung với lượng khí nạp mới vào động cơ để đốt cháy.
b. Van PCV
Van PCV sử dụng lực hút chân không của động cơ để hút hết lượng khí xót đọng trong hộp trục khuỷu, sau đó đẩy hết lượng khí này vào đường ống nạp và đi vào buồng đốt nơi mà chúng được đốt cháy lại.
Van PCV bản chất là van một chiều có lò xo bên trong. Khi động cơ ở trạng thái không tải, ống khí nạp có nhiều chân không sẽ hút khí thải ra khỏi hộp trục khuỷu. Khi tăng tốc động cơ, RPM cao làm tăng áp suất hộp trục khuỷu, van mở rộng thêm và thoát khi nhiều hơn.
- – Không tải/RPM thấp: lực hút cao, van mở một phần.
- – RPM cao: lực hút thấp, van mở hết.
- – Cháy ngược từ hộp trục khuỷu: van đóng.
Các trạng thái hoạt động của van PCV:
+ Khi động cơ không hoạt động, không có chân không trong đường ống nạp, thì lò xo đẩy van về đóng kín đường nạp.
+ Khi động cơ hoạt động ở chế độ không tải hay chậm, độ chân không trên đường ống nạp lớn hút chốt van PCV đi lên bệ van. Lúc này do khe chân không vẫn còn hẹp nên chỉ có một lượng khí lọt nhỏ từ hộp trục khuỷu đi vào đường ống nạp để tránh làm hòa khí ở động cơ bị loãng.
+ Khi động cơ hoạt động cao hơn thì độ chân không ở đường ống nạp trung bình nên chốt van PCV lên khoảng giữa, vì vậy khe hở chân không lớn cho khí lọt lên nhiều hơn.
+ Trường hợp có sự cháy ngược, áp lực cổ hút tăng sẽ đẩy van đóng kín. Cơ chế này tránh lửa lan qua van PCV và kích lửa hơi nhiên liệu trong hộp trục khuỷu.
c. Ống thông hơi
Ống này được nối thông giữa đường nạp không khí và không khí bên trong hộp trục khuỷu – cácte. Nó có tác dụng đưa không khí sạch vào và đẩy các không khí bị lọt chứa môi chất cháy đi qua van PCV và vào buồng cháy nhanh hơn.
3. Hệ thống thông khí PCV có nhược điểm không?
Để bảo vệ chất lượng nhớt và môi trường thì chúng ta sẽ phải đánh đổi một nhược điểm. Khi dùng hệ thống này, hiệu quả thông gió rất cao nhưng do đưa hơi nhiên liệu và khí cháy về đường nạp dễ làm bám bẩn Xu-pap và xi-lanh bởi muội than.
(Theo OTO-HUI)
