Przepływ gazów spalinowych do skrzyni korbowej zachodzi przede wszystkim pomiędzy pierścieniami tłokowymi a cylindrem, jednak nie jest to jedyna droga ich przedostawania się do wnętrza silnika. Przedmuchy mogą występować również w rejonie prowadnic zaworowych oraz ułożyskowania osi turbosprężarki. Zjawisku temu towarzyszy unoszenie cząstek oleju przez strumień gazów spalinowych. Drobne frakcje odrywane są z powierzchni tłoka, natomiast większe cząstki pochodzą z elementów wirujących, takich jak wał korbowy czy wałki rozrządu. Bez skutecznej separacji oleju cząstki te byłyby transportowane do układu dolotowego, negatywnie wpływając na jego pracę.

Zasadniczym zadaniem układu odpowietrzania skrzyni korbowej (zwanego popularnie „odmą”) jest rozładowanie nadciśnienia, oddzielenie cząstek oleju od gazów spalinowych oraz kontrolowane doprowadzenie oczyszczonych gazów do kolektora dolotowego. Tam mieszają się one z zasysanym powietrzem i trafiają ponownie do cylindrów silnika. Proces ten wymaga precyzyjnej regulacji, ponieważ nadmierne podciśnienie w skrzyni korbowej mogłoby prowadzić do trwałych uszkodzeń uszczelnień silnika (zdjęcie 1). Z tego powodu przepływ gazów regulowany jest za pomocą zaworów lub klap sterowanych pneumatycznie bądź elektronicznie, których praca dostosowywana jest do aktualnych warunków pracy jednostki napędowej.

W silnikach turbodoładowanych układ odpowietrzania przyjmuje bardziej złożoną budowę. Oczyszczone gazy spalinowe kierowane są, w zależności od obciążenia i prędkości obrotowej silnika, za przepustnicę lub do kanału ssącego turbosprężarki. Dodatkowo stosowane są przewody przewietrzające skrzynię korbową świeżym powietrzem, co zwiększa skuteczność separacji oleju i stabilizuje warunki pracy układu odpowietrzenia.

Rozwiązania konstrukcyjne stosowane obecnie znacząco różnią się od tych wykorzystywanych w przeszłości. Jeszcze 50 lat temu powszechnie stosowano układy otwarte, w których gazy spalinowe były odprowadzane bezpośrednio wprost do atmosfery. Współczesne silniki benzynowe i wysokoprężne wyposażone są już wyłącznie w zamknięte układy odpowietrzania skrzyni korbowej, integrujące funkcje separacji oleju, regulacji ciśnienia oraz kontroli przepływu gazów.

W silnikach wysokoprężnych, takich jak 2.0 TDI (w artykule mowa o konstrukcjach Volkswagena), zastosowano wielofazowy proces oddzielania cząstek oleju. Wstępna separacja odbywa się w komorze rozpraszającej, natomiast dokładne oczyszczanie realizowane jest w separatorach cyklonowych. Odseparowany olej gromadzony jest w komorze zbiorczej i po wyłączeniu silnika spływa do miski olejowej, a zawór regulacji ciśnienia stabilizuje warunki panujące w skrzyni korbowej. Zwarta integracja elementów odpowietrzania widoczna jest również w sześciocylindrowych silnikach 3.0 TDI, gdzie moduł odpowietrzający wraz z separatorem cyklonowym umieszczono w pobliżu filtra oleju, ograniczając liczbę przewodów i minimalizując przestrzeń montażową.

W silnikach benzynowych z bezpośrednim wtryskiem paliwa, szczególnie w jednostkach 1.8 TFSI i 2.0 TFSI, 2.5 TFSI (zdjęcia 2 i 3) układ odpowietrzania charakteryzuje się zmiennym kierunkiem przepływu gazów spalinowych. Moduł odpowietrzający (z zaworem PCV), często zintegrowany z pokrywą rozrządu, kieruje gazy do kolektora dolotowego lub na stronę ssącą turbosprężarki w zależności od prędkości obrotowej silnika i wartości podciśnienia. W praktyce eksploatacyjnej właśnie te układy należą do najbardziej podatnych na uszkodzenia.

Charakterystyczną usterką tych jednostek jest rozszczelnienie modułu odpowietrzania zawierającego zawór PCV (zawór odpowietrzający). Objawia się ono wyraźnym gwizdem słyszalnym na biegu jałowym, szczególnie przy rozgrzanym silniku, oraz niestabilną pracą jednostki napędowej. Zanik dźwięku po wyjęciu bagnetu oleju wskazuje na nieprawidłowe podciśnienie w skrzyni korbowej. Awarii tej bardzo często towarzyszą zapisy kodów usterek P2279, informującego o nieszczelności układu dolotowego, oraz P0507, wskazującego na zbyt wysoką prędkość obrotową biegu jałowego. Ich obecność wynika z niekontrolowanego dopływu powietrza, który omija przepustnicę i zaburza bilans powietrza obliczany przez sterownik silnika.

Jednoczesne występowanie opisanych objawów akustycznych oraz kodów usterek stanowi istotną wskazówkę diagnostyczną, pozwalającą na szybkie zawężenie obszaru poszukiwań usterki do układu odpowietrzania skrzyni korbowej. Wczesne rozpoznanie rozszczelnienia modułu PCV umożliwia uniknięcie dalszych konsekwencji eksploatacyjnych, takich jak pogorszenie kultury pracy silnika czy przyspieszone zużycie elementów układu dolotowego.

Podsumujmy zatem cztery typowe symptomy usterek związanych z układami odpowietrzania skrzyni korbowej:

– niestabilna praca silnika na biegu jałowym objawiająca się falowaniem obrotów, drganiami silnika lub trudnością w stabilizacji obrotów prędkości biegu jałowego, wynikająca z dopływu ‘fałszywego” powietrza do układu dolotowego. To w wielu przypadkach wynik nieszczelności w przewodach doprowadzających gazy spalinowe do układu dolotowego.

– charakterystyczne dźwięki – świst lub gwizd – słyszalny najczęściej na rozgrzanym silniku podczas pracy na biegu jałowym wynikające z rozszczelnienia membrany zaworu PCV lub obudowy modułu odpowietrzania. Dźwięki w wielu przypadkach zanikają w momencie wyciągnięcia bagnetu poziomu oleju lub odkręceniu korka wlewu oleju w pokrywie zaworowej.

– nadmierne zużycie oleju silnikowego spowodowane wzrostem podciśnienia w skrzyni korbowej i zasysaniem mgły olejowej do układu dolotowego. Olej trafia do cylindrów i ulega spaleniu, często bez śladów widocznych wycieków na zewnętrz silnika.

– zanieczyszczenie układu dolotowego obecność oleju w przewodach dolotowych, po stronie ssącej turbosprężarki lub w kolektorze dolotowym, będące skutkiem niewłaściwej separacji oleju (zdjęcie 4).

Przedstawione w skrócie rozwiązania układu odpowietrzania skrzyni korbowej pokazują, jak istotne znaczenie ma precyzyjne zarządzanie przepływem gazów i cząstek oleju. Zastosowanie separatorów, zaworów regulacyjnych i kanałów przepływowych w zwarte moduły pozwala jednocześnie spełnić rygorystyczne normy emisji oraz zwiększyć trwałość i niezawodność nowoczesnych jednostek napędowych. Z drugiej strony, modułowa budowa wymusza większe koszty wymiany uszkodzonego podzespołu oraz problemy związane z diagnozowaniem tych skomplikowanych układów.