La valvola di ventilazione positiva del basamento o valvola PCV svolge un ruolo cruciale nei veicoli con motore a combustione interna, poiché aiuta il motore a gestire il cosiddetto fenomeno di blow-by. Tuttavia, poiché il sistema è molto semplice e la manutenzione richiesta è minima, spesso viene trascurato. Risultato? L'ostruzione delle valvole PCV o dei separatori d'olio. In questo articolo evidenzieremo l'importante funzione della valvola PCV, descrivendone i componenti, il funzionamento e i problemi più comuni che possono insorgere.
Gas di blow-by generati dai motori a combustione interna
Durante il funzionamento dei motori a combustione interna, soprattutto nelle fasi di compressione ed espansione, avviene un piccolo ma inevitabile passaggio di gas attraverso le fasce elastiche, noto come fenomeno di blow-by. Durante la fase di compressione i gas di blow-by sono costituiti da gas di aspirazione misti a idrocarburi, mentre dopo lo scoppio e la fase di espansione i gas di blow-by possono contenere anche alcuni gas di scarico.
I gas di blow-by finiscono nell'alloggiamento del basamento, aumentando la pressione. L'estrazione di questi vapori è essenziale per diversi motivi:
- La presenza di idrocarburi nei gas di blow-by causa la degradazione prematura dell'olio del motore.
- L'umidità che si deposita nel basamento quando il motore si raffredda viene messa in circolo dalla pompa e può influire sulla lubrificazione o causare guasti al sistema di lubrificazione in certi punti e su determinati impianti.
- Le prestazioni del motore si riducono, poiché la pressione in eccesso impedisce la discesa del pistone.
- Infine, la pressione potrebbe anche far saltare le tenute e le guarnizioni, causando perdite d'olio.
L'estrazione dei gas di blow-by: tre componenti essenziali
Per un corretto processo di estrazione, i componenti fondamentali sono il tubo di estrazione, la valvola PCV e i tubi di sfiato.
- Il tubo di estrazione: nei veicoli aspirati naturalmente o non sovralimentati, il tubo di estrazione è collegato al collettore di aspirazione. Nei veicoli sovralimentati, invece, il tubo di estrazione è collocato all'ingresso della turbina.
- Valvola PCV: la valvola di ventilazione positiva del basamento ha il compito di estrarre i gas di blow-by dal basamento o di regolarne il passaggio. Per assolvere a questo compito, la valvola PCV sfrutta la depressione che si crea all'interno dei tubi di aspirazione quando il motore è in funzione.
- Tubi di sfiato: i gas sono trasportati attraverso i tubi di ventilazione o tubi di sfiato del motore.
Ecco uno schema del processo appena descritto sui veicoli sovralimentati:
L'estrazione dei gas di blow-by nei veicoli sovralimentati
Funzionamento della valvola PCV o valvola di ventilazione positiva del basamento in dettaglio
1 - Introduzione generale
La valvola PCV regola la pressione per spurgare il basamento dai gas di blow-by. Per fare uscire i gas di blow-by, la valvola di regolazione della pressione riduce l'effetto vuoto nel basamento, prevenendo danni alle tenute del motore (che potrebbero saltare a seguito di un aumento eccessivo della pressione).
Poiché il sistema PCV preleva aria e scarica gas nel collettore di aspirazione, ha lo stesso effetto sulla miscela di aria e carburante di una perdita di depressione. Tale effetto viene compensato dal
sistema di iniezione di carburante. Di conseguenza, sempre che tutto funzioni correttamente, il sistema PCV non ha effetti diretti sui consumi di carburante, sulle emissioni o sulle prestazioni del motore.
Le odierne valvole di ventilazione positiva del basamento sono costruite in modo diverso rispetto alle precedenti valvole di metallo, sebbene il loro principio di funzionamento sia simile.
Vecchia valvola PCV Nuova valvola PCV
2 - Valvola PCV: componenti principali
Il sistema PCV consiste in cinque componenti principali, rappresentati schematicamente di seguito:
Sistema PCV: componenti principali
3 - Diaframma della valvola
In condizioni di basso vuoto nelle tubature del sistema di aspirazione o quando la pressione dei gas del basamento aumenta, il diaframma della valvola si apre, permettendo ai gas del basamento di passare nell'aspirazione.
Quando aumenta la depressione nel sistema di aspirazione, il diaframma si chiude e interrompe il flusso dei gas dal basamento al sistema di aspirazione, evitando così il problema dell'eccesso di depressione nella coppa dell'olio.
Diaframma della valvola (chiuso)
4 - Separatore d'olio
In caso di alte temperature dell'olio e regimi del motore (giri/min) elevati tende a generarsi una nebbia d'olio. Questa nebbia circola attraverso i tubi di sfiato del motore e la valvola PCV generando carbonio nel sistema di aspirazione e nelle camere di combustione. Per questo motivo molti veicoli sono dotati di un separatore d'olio. Installato a monte della valvola PCV, fa condensare la nebbia d'olio e defluire le gocce d'olio nel basamento, impedendone l'ingresso nell'aspirazione e riducendo così i depositi di carbonio.
Separatore d'olio
5 - Guasti frequenti: ostruzioni alla valvola PCV o al separatore d'olio
Sebbene il sistema PCV sia generalmente considerato esente da guasti, l'ostruzione della valvola PCV o del separatore d'olio è un problema piuttosto frequente. L'accumulo di sedimenti e/o poltiglia d'olio e carburante all'interno della valvola PCV o del decantatore può restringere o persino ostruire il flusso dei vapori. Un'ostruzione o un restringimento della valvola PCV impedisce l'estrazione di umidità e vapori dal basamento. La conseguenza è l'accumulo di poltiglia che causa danni al motore, nonché un aumento della pressione che potrebbe determinare perdite d'olio dalle guarnizioni e dalle tenute.
L'ostruzione del tubo della valvola PCV genera, inoltre, una pressione eccessiva nel basamento che può determinare altri guasti agli impianti. Ad esempio, se nei motori sovralimentati la pressione nel basamento è troppo elevata si potrebbe trasferire nella linea di ritorno dell'olio del turbocompressore. Il drenaggio dell'olio del turbocompressore sarebbe difficoltoso con conseguenti perdite d'olio dal lato della turbina, aumentando così il consumo d'olio. Di conseguenza, diventerebbe anche difficile rinnovare l'olio che lubrifica l'albero della turbina. L'olio finirebbe per bruciare e l'albero si danneggerebbe per la mancanza di lubrificazione.
Un altro guasto si verifica quando la valvola rimane permanentemente aperta, o perché la membrana interna si blocca in questa posizione o perché si rompe. La conseguenza è un flusso eccessivo e incontrollato di aria attraverso i tubi che produce un minimo instabile, difficoltà nella partenza o persino perdite di colpi del motore. I veicoli a iniezione con sonda lambda rilevano ogni variazione della miscela di aria e carburante e la compensano aumentando o diminuendo la regolazione rapida e lenta dell'alimentazione (STFT e LTFT). Le piccole correzioni non causano problemi, ma le grosse correzioni producono una miscela magra e un codice diagnostico di guasto (DTC) con accensione della spia di segnalazione guasti (MIL).
Spia di segnalazione guasti
Se la valvola resta aperta a lungo, i vapori d'olio generati (soprattutto) a regimi elevati possono penetrare all'interno del collettore di aspirazione dove si condensano. La conseguente combustione dell'olio del motore genera fumo bianco.
Danni causati dal blocco della valvola in posizione aperta
6 - La manutenzione del sistema PCV è fondamentale
Poiché il sistema PCV è relativamente semplice e necessita di poca manutenzione, spesso viene trascurato. Il normale intervallo di sostituzione di molte valvole PCV è ogni 100.000 km, ma in molti motori può non rendersi mai necessario sostituire una valvola PCV. I manuali di molti modelli di auto recenti non indicano nemmeno un intervallo raccomandato di sostituzione della valvola PCV, limitandosi a consigliare di "ispezionare periodicamente" il sistema.
Tuttavia, la maggior parte delle valvole PCV, pur durando a lungo, possono usurarsi o ostruirsi, soprattutto se il proprietario del veicolo trascura i cambi d'olio regolari, con conseguente accumulo di poltiglia nel basamento.
Evidente accumulo di poltiglia nel basamento
Si raccomanda di ispezionare periodicamente le valvole PCV e di sostituirle in caso di dubbi sulla loro capacità di funzionare correttamente. Inoltre, come abbiamo visto in un precedente articolo, molte valvole hanno un tubo di scarico integrato che diventa fragile con il passare del tempo. Ecco perché controllare il sistema PCV deve costituire una pratica standard della vostra routine di diagnostica e manutenzione.