Comment fonctionne un système de ventilation positive du carter (PCV)?

À moins que vous ne soyez une vraie tête d'engrenage, le simple fait de voir l'expression «ventilation positive du carter» vous fait probablement mal à la tête, car cela semble compliqué. Mais ce n'est vraiment pas si compliqué. Ou du moins, cela ne devrait pas sembler compliqué après que nous ayons fini de vous l'expliquer. Mais pour ce faire, nous allons devoir vous donner un cours de recyclage rapide sur le fonctionnement des moteurs à combustion interne présents dans la plupart des automobiles. D'accord - un, deux, trois, allez!

Un moteur à combustion interne est construit autour d'une série de cylindres creux, dans chacun desquels se trouve un piston mobile conçu pour glisser de haut en bas à l'intérieur. Un mélange d'air et d'essence est pompé à travers un système de tubes appelé le collecteur d'admission à travers la soupape d'admission de chaque cylindre (ou soupapes), où une étincelle d'une bougie d'allumage fait exploser le mélange dans l'espace ouvert au sommet du cylindre appelé la chambre de combustion. La pression de cette explosion entraîne le piston dans le cylindre vers le bas, où elle fait tourner le vilebrequin. La rotation du vilebrequin repousse non seulement le piston dans le cylindre pour qu'il puisse faire tout cela à nouveau, mais elle fait également tourner les engrenages de la transmission de la voiture qui finissent par faire bouger la voiture. Pendant ce temps, le piston montant repousse l'air et le gaz laissés par l'explosion hors du cylindre à travers une soupape d'échappement..

Cependant - et c'est là que la ventilation du carter entre en jeu - une certaine quantité de ce mélange d'air et d'essence est tirée vers le bas par le piston et glisse à travers les segments de piston dans le carter, qui est le couvercle de protection qui isole le vilebrequin. Ce gaz qui s'échappe est appelé blow-by et il est inévitable. C'est également indésirable parce que l'essence non brûlée qui s'y trouve peut encrasser le système et créer des problèmes dans le carter. Jusqu'au début des années 1960, ces gaz soufflés étaient éliminés simplement en laissant l'air circuler librement dans le carter, en évacuant les gaz et en les évacuant sous forme d'émissions. Puis, au début des années 1960, la ventilation positive du vilebrequin (PCV) a été inventée. Ceci est maintenant considéré comme le début du contrôle des émissions automobiles.

La ventilation positive du carter consiste à recycler ces gaz à travers une soupape (appelée, à juste titre, la soupape PCV) vers le collecteur d'admission, où ils sont pompés dans les cylindres pour un autre coup de combustion. Il n'est pas toujours souhaitable d'avoir ces gaz dans les cylindres car ils ont tendance à être principalement de l'air et peuvent rendre le mélange gaz-air dans les cylindres un peu trop pauvre - c'est-à-dire trop pauvre en essence - pour une combustion efficace. Ainsi, les gaz d'échappement ne doivent être recyclés que lorsque la voiture roule à faible vitesse ou au ralenti. Heureusement, lorsque le moteur tourne au ralenti, la pression d'air dans le collecteur d'admission est inférieure à la pression d'air dans le carter, et c'est cette pression inférieure (qui se rapproche parfois du vide pur) qui aspire les gaz de soufflage à travers la soupape PCV et les retourne dans l'admission. Lorsque le moteur accélère, la pression d'air dans le collecteur d'admission augmente et l'aspiration ralentit, ce qui réduit la quantité de gaz de fuite recyclée vers les cylindres. C'est bien, car les gaz de soufflage ne sont pas nécessaires lorsque le moteur accélère. En fait, lorsque la voiture est à la vitesse supérieure, la pression dans le collecteur d'admission peut en fait devenir plus élevée que la pression dans le carter, renvoyant potentiellement les gaz de fuite dans le carter. Étant donné que le but de la ventilation positive du carter est de garder ces gaz hors du carter, la vanne PCV est conçue pour se fermer lorsque cela se produit et bloquer le reflux des gaz..

Le carter d'une voiture est utilisé comme lieu de stockage de l'huile, généralement dans un bac situé sous le vilebrequin. Bien que le vilebrequin et l'huile ne soient pas destinés à entrer en contact (car s'ils le faisaient, l'huile se mousserait comme un milkshake épais et noir), les vapeurs d'huile peuvent toujours se frayer un chemin dans les gaz de fuite. Ce n'est pas une bonne idée que ces vapeurs d'huile soient recirculées dans les cylindres avec les gaz de soufflage car elles rendent le mélange gaz-air trop combustible, ce qui équivaut à abaisser l'octane de l'essence, ce qui, dans certains moteurs, peut dégrader les performances. légèrement et dans les moteurs plus anciens peuvent même provoquer un retour de flamme lorsque le mélange gaz-air brûle prématurément. Les vapeurs d'huile peuvent également recouvrir l'entrée d'air d'un film huileux, obstruant progressivement le flux d'air au fil du temps. Si vous ne conduisez pas un véhicule haute performance, ces problèmes ne sont pas vraiment cruciaux pour le fonctionnement de votre voiture et l'accumulation d'huile peut être nettoyée périodiquement pendant l'entretien, mais certaines personnes (et certains constructeurs automobiles) préfèrent avoir quelque chose qui nettoiera l'huile des gaz de fuite avant qu'ils ne soient recirculés en premier lieu. Entrez dans le séparateur d'huile et d'air.

L'idée d'un séparateur d'huile et d'air est d'extraire l'huile de l'air avant qu'elle ne soit renvoyée dans le collecteur d'admission et de la placer dans un endroit où cela ne posera pas de problème, soit dans le carter, soit dans un petit récipient appelé prise. pouvez. Toutes les voitures ne sont pas équipées de séparateurs d'huile intégrés et toutes les voitures n'en ont pas nécessairement besoin, mais elles peuvent être achetées en tant qu'articles de rechange. Et si vous avez les compétences de bricolage nécessaires, vous pouvez même en fabriquer une vous-même. Ces séparateurs d'huile et d'air peuvent fonctionner de différentes manières. Probablement le type le plus courant souffle l'air huileux à travers un filtre à mailles. Les gouttelettes d'huile sont emprisonnées dans le treillis pendant que l'air passe à travers. Les filtres les plus efficaces sont constitués de microfibres, qui peuvent piéger de très petites particules d'huile. En variante, le filtre à air et à huile peut exiger que les gaz recyclés descendent dans un tube percé de trous sur le côté. Les molécules d'air les plus légères s'échappent par les trous, tandis que les gouttelettes d'huile plus lourdes tombent jusqu'au fond, où elles peuvent être éliminées. Et certains systèmes avancés utilisent une centrifugeuse pour chasser les gouttelettes d'huile les plus lourdes de l'air. L'huile coalesce sur les côtés de la centrifugeuse et peut être renvoyée dans le carter.

Je suis parfois étonné de voir à quel point on a réfléchi au fil des ans au fonctionnement des voitures et à la façon dont certaines de nos idées sur la construction automobile ont évolué au fil du temps. Aujourd'hui, le contrôle des émissions est un élément extrêmement important de la conception automobile, car il minimise la quantité de polluants qui s'échappent dans l'atmosphère et dégradent l'environnement. En recherchant cet article, j'ai été impressionné d'apprendre que l'idée de contrôle des émissions a commencé il y a presque exactement un demi-siècle, avec l'invention de la ventilation positive du carter et de la vanne PCV. Bien sûr, il existe aujourd'hui des systèmes de contrôle des émissions beaucoup plus avancés et des voitures sans émissions sont déjà possibles - les voitures électriques n'ont pas d'émissions au tuyau d'échappement, bien que des émissions puissent être produites lorsque l'électricité est initialement produite - et dans quelques décennies. , lorsque les moteurs à combustion interne des voitures sont devenus obsolètes, les émissions des automobiles peuvent appartenir au passé. Lorsque cela se produit, nous pouvons remercier les inventeurs de la ventilation positive du carter pour avoir ouvert la voie.

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Sources

• Bastias, Dr Pedro et coll. "Séparateur air / huile avec un minimum d'espace dans le système de ventilation du carter." Dana.com. (15 mai 2012) http://www.dana.com/wps/wcm/connect/08e1650041f3cf9698c1bc1c9e250a89/dext-PublMTZOilseparation_e.pdf?MOD=AJPERES
• Blackwood, Jim. «Ventilation Positive du Carter». V8 britannique. (15 mai 2012) http://www.britishv8.org/Articles/Positive-Crankcase-Ventilation-PCV.htm
• Polymère conceptuel. «Suppression de ligne PCV 102». (15 mai 2012) http://www.conceptualpolymer.com/PCV%20Line%20Oil%20Removal%20102.pdf
• Secondchancegarage.com. «Ventilation Positive du Carter». (15 mai 2012) http://www.secondchancegarage.com/public/239.cfm
• Université du Missouri. «Système de ventilation positive du carter». (15 mai 2012) http://iml.missouri.edu/catalog_supplements/70-1833-I/samplecurriculum.pdf
• Yahoo Autos. "Qu'est-ce que la valve PCV et que fait-elle?" (15 mai 2012) http://autos.yahoo.com/maintain/repairqa/engine/ques079_1.html