Subyek:
- Ventilasi bak mesin secara umum
- Katup ventilasi bak mesin
- Gas yang dihembuskan
- Versi ventilasi bak mesin dan ventilasi bak mesin
- Pemisah minyak
- Pemanas listrik untuk ventilasi bak mesin
- Masalah ventilasi bak mesin yang umum
Ventilasi bak mesin umum:
Ventilasi bak mesin adalah sistem yang membuang asap dari bak mesin ke intake manifold mesin. Selain oli mesin, oil pan juga berisi udara. Udara ini bercampur dengan uap oli dan sejumlah kecil gas pembakaran yang melewati ring piston di dalam mesin tukang gerobak berakhir. Kami menyebutnya gas “tiupan”. Uap ini tidak boleh dilepaskan ke udara luar. Jika hal ini dilakukan dengan sengaja, seperti pada mesin lama, kami menyebutnya Ventilasi Crankcase Negatif. Namun hal ini berdampak buruk bagi lingkungan, asapnya berupa sisa pembakaran, uap air dan uap bensin.
Saat ini, uap dialirkan ke saluran masuk mesin melalui selang dan pipa (terlihat pada gambar di bawah). Uap bak mesin kemudian tersedot ke dalam mesin dan kemudian ikut serta dalam proses pembakaran. Setelah dibakar, tidak berbahaya lagi. Kami menyebut ventilasi bak mesin yang tertutup penuh sebagai “Ventilasi Bak Mesin Positif”, disingkat PCV. Ventilasi bak mesin positif dilengkapi dengan katup PCV, yang mengatur tekanan ke bak mesin.
Ventilasi bak mesin dan ventilasi bak mesin sering kali membingungkan. Ada perbedaan penting antara ventilasi bak mesin dan deaerasi bak mesin:
- selama ventilasi bak mesin, uap bak mesin dihilangkan dan udara segar disuplai;
- Dengan ventilasi bak mesin, hanya uap bak mesin yang diekstraksi.
Katup ventilasi bak mesin:
Ventilasi bak mesin merupakan katup periksa dan katup pengatur tekanan, yang mengalirkan kelebihan tekanan dari ventilasi bak mesin ke saluran masuk mesin, namun menutup dalam arah yang berlawanan. Dalam kebanyakan kasus, katup ventilasi bak mesin dirancang sebagai katup diafragma pegas yang menjaga tekanan negatif di dalam bak mesin sekitar 0,02 hingga 0,03 bar dibandingkan dengan tekanan udara luar.
Saat membuka katup PCV ini, uap air dan gas yang dihembuskan diserap di udara masuk dan dibakar bersama di dalam silinder.
Katup ventilasi bak mesin terhubung ke udara luar di satu sisi dan terhubung ke intake manifold di sisi lain. Tujuannya adalah untuk mempertahankan tekanan yang rendah dan konstan di dalam bak mesin dengan tekanan yang bervariasi di intake manifold.
- Pada kecepatan idle, tekanan pada intake manifold rendah (tekanan negatif). Katupnya hampir tertutup;
- Saat berakselerasi, katup throttle terbuka sedikit dan kemudian tekanan udara di intake manifold naik (kevakuman berkurang). Katup terbuka sedikit lebih jauh.
Saat katup dibuka, cakram penyegel bergerak ke atas melawan gaya pegas. Saluran tersebut kemudian ditingkatkan untuk memungkinkan lebih banyak uap bak mesin dibuang ke saluran masuk.
Gas yang dihembuskan:
Gas yang masuk ke dalam bak mesin dari ruang bakar disebut gas tiupan. Gas yang dihembuskan dapat masuk ke bak mesin melalui berbagai cara. Faktor-faktor seperti jarak bebas piston, kondisi ring piston, dan ovalitas serta keausan dinding silinder mempunyai pengaruh paling besar terhadap jumlah gas yang dihasilkan oleh mesin.
Selama pembakaran, sekitar satu kg uap air dihasilkan per liter bahan bakar, sebagian berakhir di bak mesin di sepanjang ring piston.
Selama pemanasan mesin dingin dan campuran kaya dengan akselerasi, sebagian besar gas yang dihasilkan dihasilkan, menyebabkan bahan bakar yang tidak terbakar atau terbakar tidak sempurna berakhir di bak mesin. Gas-gas yang dihasilkan terdiri dari 10 sampai 40% minyak dan sisanya terdiri dari gas-gas seperti H20, CO, Co2, HC dan NOx.
Versi ventilasi bak mesin dan ventilasi bak mesin:
Gambar menunjukkan bagian blok mesin yang dapat dikenali jenis ventilasi bak mesinnya. Komponen ventilasi bak mesin ditunjukkan dengan simbol pneumatik.
Legenda menunjukkan arti dari simbol-simbol tersebut.
Setiap jenis ventilasi bak mesin diberi nomor (dari 1 hingga 7).
1. ventilasi bak mesin yang tidak diatur dengan saluran pembuangan untuk katup gas:
Pernapasan bak mesin terdiri dari pemisah oli dan selang ke selang udara antara filter udara dan katup throttle. Ini adalah versi paling sederhana dari ventilasi bak mesin yang kita temui di mobil penumpang. Ada banyak kelemahan pada konstruksi ini:
– uap bak mesin dapat menyebabkan pengukur massa udara mencemari;
– tekanan negatif di dalam bak mesin tergantung pada hambatan filter udara.
2. ventilasi bak mesin dengan katup satu arah di depan dan pembatasan setelah katup throttle:
Dibandingkan dengan nomor 1 (di atas), terdapat ventilasi yang lebih baik, karena aliran udara yang lebih baik melalui katup throttle pada beban sebagian. Kekurangannya adalah konstruksinya lebih rumit dibandingkan nomor 1.
3. ventilasi bak mesin dengan perubahan arah aliran pada pipa ventilasi:
Nilai tambah yang besar adalah hal ini melibatkan ventilasi di dalam bak mesin, dan bukan hanya deaerasi. Kerugiannya adalah diperlukan pemisah minyak kedua dan aliran udara dalam pemisah minyak terbalik.
4. ventilasi bak mesin yang diatur dengan saluran pembuangan setelah katup gas:
Karena versi ini terletak setelah katup throttle, terdapat lebih banyak tekanan bawah pada ventilasi bak mesin (efek hisap lebih banyak). Oleh karena itu diperlukan pengatur tekanan. Di antara oil separator dan pipa inlet terdapat pengatur tekanan yang hanya terbuka pada tekanan bak mesin tertentu. Tanpa tekanan berlebih di bak mesin, pengatur tekanan ditutup.
5. sistem ventilasi bak mesin yang diatur dengan knalpot untuk katup gas:
Kami juga melihat pengatur tekanan di versi ini. Penambahan pada sistem ini adalah selang antara pipa pemasukan udara di depan katup throttle dan sambungan pada penutup katup. Hal ini memungkinkan adanya ventilasi. Kerugiannya adalah adanya udara palsu di atas katup throttle.
6. Ventilasi bak mesin yang tidak terkontrol pada mesin supercharged:
Terdapat katup periksa di selang pernafasan bak mesin antara katup throttle dan intake manifold. Hal ini mencegah turbo mengeluarkan tekanan berlebih ke dalam sistem ventilasi bak mesin. Pada kondisi beban penuh, katup pelepas tekanan ini akan tetap tertutup dan tekanan bak mesin akan naik terlalu tinggi. Untuk itu, pemisah oli tambahan dengan selang dipasang di sisi hisap turbo.
7. sistem ventilasi bak mesin terkontrol pada mesin supercharged:
Selang ke penutup katup memungkinkan ventilasi bak mesin. Katup pengatur tekanan dengan dua katup periksa memungkinkan tekanan negatif yang lebih tinggi untuk pemisah oli. Kerugiannya adalah sistem ini rumit.
Pemisah minyak:
Untuk mencegah oli mesin tersedot ke saluran intake melalui ventilasi bak mesin dengan gas yang dihembuskan, pabrikan menggunakan pemisah oli. Tanpa pemisah oli, komponen seperti pengukur massa udara, turbo, katup, dan konverter katalitik atau filter partikulat dapat terkontaminasi atau rusak. Sesuai dengan namanya, oil separator memisahkan udara dan sisa minyak. Pemisah minyak tersedia dalam berbagai versi: pemisah minyak siklon, labirin, dan elektrolitik. Ketiga versi ini dijelaskan dalam paragraf berikut.
Pemisah minyak siklon:
Pemisah oli siklon memisahkan oli dan udara dalam uap bak mesin dengan cara memvorteks udara. Gaya sentrifugal yang tercipta selama putaran menyebabkan partikel minyak yang lebih berat terlempar ke bagian dalam rumahan.
Tetesan oli yang tersisa dikembalikan ke bak mesin melalui selang. Udara mendorong katup pengatur tekanan ke atas melawan gaya pegas dan diumpankan ke saluran masuk mesin. Pada gambar kita melihat bahwa turbo menyedot udara ini.
Katup pengatur tekanan menutup ketika ruang hampa mengancam akan terbentuk di bak mesin, misalnya ketika turbo menyedot banyak udara. Kevakuman yang terlalu tinggi pada bak mesin dapat merusak gasket dan seal.
Pemisah minyak labirin:
Pemisah minyak labirin sering dikombinasikan dengan pemisah siklon. Pada pemisah oli labirin, uap bak mesin bertabrakan dengan sekat. Tetesan oli dipisahkan dari udara dan jatuh kembali ke dalam bak mesin. Residu minyak yang tersisa kemudian dipisahkan dari uapnya di pemisah siklon.
Dengan meningkatnya tekanan bak mesin dan uap bak mesin yang berlebihan, misalnya akibat keausan berlebihan pada ring piston, maka katup pembatas tekanan terbuka untuk mencegah tekanan bak mesin naik terlalu tinggi.
Gambar di bawah menunjukkan penutup katup dari mesin VW 2.0 TDI. Kedua jenis pemisah oli tersebut dipasang pada penutup katup.
Gambar di bawah menunjukkan posisi labirin dan pemisah minyak siklon. Uap bak mesin berakhir di labirin (kiri). Di labirin, sisa minyak kasar dipisahkan dari udara yang mengalir. Dari labirin, uap bak mesin berakhir di bagian siklon untuk menghilangkan sisa minyak terakhir dari udara.
Pemisah minyak elektrostatik:
Pemisah minyak yang disebutkan sebelumnya tidak mencapai pemisahan efektif 100%. Jika uap bak mesin melewati pemisah oli jenis ini dengan kecepatan rendah, seperti yang dapat terjadi pada kecepatan rendah, tetesan oli kecil masih tertinggal di dalam uap. Pemisah oli elektrostatik juga menghilangkan tetesan kecil ini dari uap bak mesin. Uap bak mesin yang telah dibersihkan mengandung kurang dari satu persen oli yang masuk ke dalam uap bak mesin yang tidak dibersihkan.
Gambar berikut menunjukkan pemisah oli elektrostatis.
Tegangan tinggi membuat tetesan oli terkecil sekalipun menjadi magnet, sehingga menempel di separator. Dengan cara ini minyak dipisahkan dari udara.
Rumahnya berisi trafo yang mengubah tegangan terpasang 12 atau 24 volt (pada kendaraan penumpang atau komersial) menjadi tegangan tinggi 9 hingga 12 kilovolt.
Pemanas listrik untuk ventilasi bak mesin:
Uap bak mesin mengandung uap air. Pada bagian “gas yang dihembuskan” telah dijelaskan bahwa sekitar satu kg uap air dilepaskan per liter bahan bakar, sebagian berakhir di bak mesin di sepanjang ring piston. Pada mesin dingin dimana suhu pada ventilasi bak mesin kurang dari 70 derajat Celcius maka uap air akan mengembun menjadi air. Dengan banyaknya start dalam keadaan dingin dan perjalanan singkat, sejumlah besar air terkumpul di blok mesin.
Saat mesin hidup, sebagian uap air menguap dan uapnya dibuang melalui pernafasan bak mesin. Uap bak mesin mengembun di bagian mesin yang lebih dingin, termasuk selang pernafasan bak mesin. Untuk mencegah uap di dalam selang membeku pada suhu udara luar yang rendah, banyak produsen mobil memasang satu atau lebih elemen pemanas di selang pernafasan bak mesin.
Pemanasan diaktifkan oleh ECU saat start dingin.
Pada mesin tanpa elemen pemanas, atau yang pemanasnya tidak berfungsi, ada kemungkinan selang pernafasan akan membeku. Terjadi penyumbatan di lokasi tersebut. Tekanan bak mesin kemudian menjadi jauh lebih tinggi. Akibat peningkatan tekanan bak mesin, kebocoran oli dapat terjadi melalui seal atau gasket poros engkol (penutup katup atau paking wadah oli).
Mesin yang tidak mencapai suhu pengoperasian yang memadai dapat menyebabkan air dalam wadah oli membeku. Karena minyak mengapung di atas air, es menghalangi aliran minyak ke dalam saringan minyak. Tekanan oli yang rendah menyebabkan kerusakan mesin. Pemanasan listrik yang dijelaskan dalam paragraf ini tidak memberikan solusi: pemanasan mencegah pembekuan selang ventilasi bak mesin yang mungkin terletak di bagian atas kompartemen mesin. Untuk mencegah banyaknya air yang terkumpul di dalam bak mesin, ada baiknya membiarkan mesin sering-sering melakukan pemanasan dengan melakukan perjalanan jauh, tidak menunda interval perawatan dan sebisa mungkin menghindari perjalanan jarak pendek beberapa kilometer.
Masalah ventilasi bak mesin yang umum:
- Ventilasi bak mesin tersumbat: tekanan tinggi menumpuk di bak mesin dan menghambat pengoperasian mesin. Pada mesin dengan banyak lumpur putih (residu oli dengan kelembapan, yang disebabkan oleh selalu berkendara jarak pendek di mana mesin tidak pernah mencapai suhu pengoperasian, atau karena termostat yang rusak), ventilasi bak mesin dapat tersumbat sepenuhnya. Selang-selang tersebut kemudian penuh dengan lumpur dan dapat membeku di musim dingin (karena lumpur putih sering kali mengandung uap air). Jika ini terjadi, selang bisa roboh secara spontan.
- Selang retak: oli menyerang karet. Asap bak mesin mengandung sisa oli dan selang saluran masuk sering kali terbuat dari karet. Seiring bertambahnya usia, selang-selang ini dapat robek. Selang ini sering kali terasa seperti mengunyah permen karet dan merupakan indikasi bahwa selang tersebut perlu diganti.
- Selang ventilasi bak mesin yang robek dapat menyebabkan bau oli yang tidak sedap di ruang mesin dan juga di bagian dalam. Mesin juga akan menyedot udara palsu, karena kelebihan udara yang dihisap belum diukur oleh pengukur massa udara. Udara berlebih dapat menyebabkan mesin bekerja tidak menentu, mengonsumsi bahan bakar lebih banyak, dan menyebabkan lampu mesin menyala.
- Kontaminasi mesin: uap bak mesin masih dapat mengandung tetesan oli kecil meskipun terdapat pemisah oli. Hal ini dapat mengotori saluran masuk mesin, termasuk throttle body dan katup masuk.
- Peningkatan tekanan bak mesin: Ini bukan masalah pada ventilasi bak mesin itu sendiri, tetapi dapat diamati melalui ventilasi. Jika banyak udara yang dihembuskan melalui ventilasi bak mesin, satu atau lebih ring piston (kompresi) atau dinding silinder dapat rusak. Campuran bocor melewati ring piston ke dalam bak mesin selama langkah kompresi (tiupan). Untuk mengetahui secara pasti apakah penyebabnya terdapat pada ring piston, maka harus dilakukan uji kompresi atau uji kebocoran silinder. Pada mesin yang mengalami hal ini, oli mesin akan terkontaminasi dan lebih cepat menua akibat bahan bakar dan gas pembakaran.
