A meno che tu non sia un vero ingranaggio, il solo vedere la frase "ventilazione positiva del basamento" probabilmente ti fa male alla testa, perché suona, beh, complicato. Ma in realtà non è poi così complicato. O almeno non dovrebbe sembrare complicato dopo che abbiamo finito di spiegartelo. Ma per farlo, dovremo darti un rapido corso di aggiornamento su come funzionano i motori a combustione interna che si trovano nella maggior parte delle automobili. Ok -- uno, due, tre, via!
Un motore a combustione interna è costruito attorno a una serie di cilindri cavi, in ognuno dei quali è presente un pistone mobile progettato per scorrere su e giù al suo interno. Una miscela di aria e benzina viene pompata attraverso un sistema di tubi chiamato collettore di aspirazione attraverso la valvola (o le valvole) di aspirazione di ciascun cilindro, dove una scintilla di una candela fa esplodere la miscela nello spazio aperto nella parte superiore del cilindro chiamato la camera di combustione. La pressione di questa esplosione spinge il pistone nel cilindro verso il basso, dove fa ruotare l'albero motore. La rotazione dell'albero motore non solo spinge il pistone all'interno del cilindro in modo che possa fare tutto questo di nuovo, ma fa anche girare gli ingranaggi all'interno della trasmissione dell'auto che alla fine fanno muovere l'auto. Nel frattempo, il pistone ascendente spinge l'aria e il gas rimasti dall'esplosione fuori dal cilindro attraverso una valvola di scarico.
Tuttavia, ed è qui che entra in gioco la ventilazione del basamento, una certa quantità di quella miscela di aria e benzina viene tirata giù dal pistone e scivola attraverso le fasce elastiche nel basamento, che è il coperchio protettivo che isola l'albero motore. Questo gas che fuoriesce è chiamato blow-by ed è inevitabile. È anche indesiderabile perché la benzina incombusta al suo interno può sporcare il sistema e produrre problemi nel basamento. Fino all'inizio degli anni '60, questi gas di soffiaggio venivano rimossi semplicemente facendo circolare liberamente l'aria attraverso il basamento, disperdendo i gas e scaricandoli come emissioni. Quindi, all'inizio degli anni '60, fu inventata la ventilazione positiva dell'albero motore (PCV). Questo è ora considerato l'inizio del controllo delle emissioni automobilistiche.
La ventilazione positiva del basamento comporta il riciclaggio di questi gas attraverso una valvola (chiamata, in modo appropriato, valvola PCV) al collettore di aspirazione, dove vengono pompati di nuovo nei cilindri per un altro colpo alla combustione. Non è sempre desiderabile avere questi gas nei cilindri perché tendono ad essere principalmente aria e possono rendere la miscela gas-aria nei cilindri un po' troppo magra, cioè troppo povera di benzina, per una combustione efficace. Quindi i gas di scarico dovrebbero essere riciclati solo quando l'auto viaggia a bassa velocità o al minimo. Fortunatamente, quando il motore è al minimo, la pressione dell'aria nel collettore di aspirazione è inferiore alla pressione dell'aria nel basamento, ed è questa pressione più bassa (che a volte si avvicina al vuoto puro) che aspira i gas di soffiaggio attraverso la valvola PCV e torna in l'assunzione. Quando il motore accelera, la pressione dell'aria nel collettore di aspirazione aumenta e l'aspirazione rallenta, riducendo la quantità di gas di soffiaggio riciclato ai cilindri. Questo è un bene, perché i gas di blow-by non sono necessari quando il motore accelera. Infatti, quando l'auto è a regime, la pressione nel collettore di aspirazione può effettivamente diventare superiore alla pressione nel carter, costringendo potenzialmente i gas di blow-by a rientrare nel carter. Poiché lo scopo della ventilazione positiva del basamento è mantenere questi gas fuori dal basamento, la valvola PCV è progettata per chiudersi quando ciò accade e bloccare il riflusso dei gas.
Il basamento di un'auto viene utilizzato come deposito per l'olio, di solito in una coppa situata sotto l'albero motore. Anche se l'albero a gomiti e l'olio non sono destinati a entrare in contatto (perché se lo facessero l'olio si schiumerebbe come un frullato denso e nero), i vapori d'olio possono ancora farsi strada nei gas di soffiaggio. Non è una buona idea che questi vapori d'olio vengano ricircolati nei cilindri insieme ai gas di blow-by perché rendono la miscela gas-aria troppo combustibile, equivalente ad abbassare il numero di ottano della benzina, che in alcuni motori può degradare le prestazioni leggermente e nei motori più vecchi può anche causare ritorni di fiamma quando la miscela gas-aria si brucia prematuramente. I vapori d'olio possono anche rivestire la presa d'aria con una pellicola oleosa, ostruendo gradualmente il flusso d'aria nel tempo. Se non guidi un veicolo ad alte prestazioni, questi problemi non sono esattamente cruciali per il funzionamento della tua auto e l'accumulo di olio può essere rimosso periodicamente durante la manutenzione, ma alcune persone (e alcune case automobilistiche) preferiscono avere qualcosa che eliminerà l'olio dai gas di scarico prima che vengano riciclati in primo luogo. Entra nel separatore olio e aria.
L'idea di un separatore di olio e aria è estrarre l'olio dall'aria prima che venga rimandato al collettore di aspirazione e metterlo in un posto dove non crei problemi, nel basamento o in un piccolo recipiente chiamato fermo potere. Non tutte le auto sono dotate di separatori d'olio integrati e non tutte le auto ne hanno necessariamente bisogno, ma possono essere acquistati come articoli aftermarket. E se hai le abilità fai-da-te necessarie, puoi persino crearne uno tu stesso. In realtà ci sono diversi modi in cui questi separatori di olio e aria possono funzionare. Probabilmente il tipo più comune soffia l'aria oleosa attraverso un filtro a rete. Le goccioline d'olio sono intrappolate nella rete mentre l'aria passa attraverso. I filtri più efficaci sono costituiti da microfibre, che possono intrappolare particelle molto piccole di olio. In alternativa, il filtro dell'aria e dell'olio potrebbe richiedere che i gas riciclati scendano in un tubo con dei fori sui lati. Le molecole d'aria più leggere fuoriescono attraverso i fori, mentre le goccioline di olio più pesanti cadono fino in fondo, dove possono essere rimosse. E alcuni sistemi avanzati utilizzano una centrifuga per espellere dall'aria le gocce di olio più pesanti. L'olio si fonde ai lati della centrifuga e può essere convogliato nuovamente nel basamento.
Pubblicato originariamente:16 maggio 2012
A volte mi stupisce quanta attenzione sia stata dedicata nel corso degli anni al modo in cui funzionano le auto e come alcune delle nostre idee sulla costruzione di automobili siano cambiate nel tempo. Oggi, il controllo delle emissioni è una parte estremamente importante della progettazione automobilistica, perché riduce al minimo la quantità di inquinanti che fuoriescono nell'atmosfera e degradano l'ambiente. Durante la ricerca di questo articolo sono rimasto colpito nell'apprendere che l'idea del controllo delle emissioni è iniziata quasi esattamente mezzo secolo fa, con l'invenzione della ventilazione positiva del basamento e della valvola PCV. Naturalmente, oggi sono disponibili sistemi di controllo delle emissioni molto più avanzati e le auto a emissioni zero sono già possibili - le auto elettriche non hanno emissioni allo scarico, sebbene le emissioni possano essere prodotte quando l'elettricità viene inizialmente generata - e nel giro di pochi decenni , quando i motori a combustione interna delle automobili sono diventati obsoleti, le emissioni automobilistiche potrebbero appartenere al passato. Quando ciò accade, possiamo ringraziare gli inventori della ventilazione positiva del basamento per aver aperto la strada.
