Studio del Blow-by comunemente chiamato recupero dei vapori dell' olio.

[Tode]

Con questa discussione voglio cercare di approfondire un aspetto dei motori abbastanza famoso, ma che non tutti conoscono in maniera approfondita, il mio scopo è di passare quello che so e di imparare da voi dell' altro, sperando che partecipiate inserendo le vostre esperienze.

IL BLOW-BY

Il blow-by letteralmente significa "soffiare attraverso" ed è il fenomeno che si manifesta quando i gas nella camera di combustione sono in fase di massima pressione e parte di loro attraversano le fasce elastiche e raggiungono la parte inferiore del monoblocco .
Questo fenomeno porta ad un aumento della pressione sotto il cielo del pistone ed in tutto il basamento, nel caso di un motore due tempi non è un problema, dato che viene sfruttato per spingere la miscela aspirata nel carter verso la camera di scoppio attraverso i travasi, mentre nei motori a quattro tempi il fenomeno è più deleterio.
Il principale problema del blow-by è un aumento di pressione sotto il cielo del pistone generando così un ostacolando durante la di discesa del pistone, le pressioni salirebbero al punto che riuscirebbero a spegnere il motore, anche se prima di arrivare a questo salterebbero le guarnizioni di tenuta, ecco che quindi nasce la necessità di far sfogare questi gas in eccesso.
Agli albori la pressione era scaricata nell' aria , ma il grosso problema è che i gas passando attraverso l' olio sono ricchi di HC e quindi molto inquinanti

tubo sfiato Willis.jpg

L' inquinamento generato dal blow-by, porta tutti i costruttori alla stessa scelta ovvero la reimissione dei vapori in camera di combustione, iniettandoli nei condotti di aspirazione, solitamente prelevandoli dal coperchio delle valvole, ma anche direttamente dal monoblocco.
I primi sistemi vennero introdotti in America, le cui normative imponevano il recupero
attraverso l' utilizzo di una valvola PCV (Positive crankcase ventilation) che gestiva l' immissione dei vapori in base alla pressione nel monoblocco ed al carico del motore.
In Europa la PCV non viene utilizzata, solitamente esiste un disoliatore, ovvero un percorso obbligato che i vapori devono seguire e dove devono perdere per effetto della condensa le goccioline di olio, soprattutto nelle fasi di resa medio-alta del motore (ridurre l'aspirazione di olio) inoltre ha la funzione di rompi-fiamma al fine di non creare esplosioni nel condotto.
Tutti noi sappiamo dell' importanza che questo circuito di ricircolo, soprattutto quando non funziona, importante è la sua pulizia e il perfetto funzionamento, al fine di non avere sgradevoli effetti, ma non tutti forse hanno mai notato i vari tipi di sistemi adottati in base alla casa madre ed al tipo di motore, cerco di analizzare quelli che ho visto e studiato , chiaramente tralascio i vecchi modelli a carburatore, che non conosco e non ho informazioni, magari qualcuno di voi può aggiungere le proprie conoscenze.

MOTORI ASPIRATI

Nei motori aspirati non di ultimissima generazione solitamente si possono trovare due tipi di sistemi a seconda di dove vengono immessi i vapori.
I sistemi con l' immissione dei vapori a monte del corpo farfallato sfruttano il flusso di aria in ingresso al motore ed il riciclo dei vapori è proporzionale all' apertura della farfalla ed al regime di motore. Questo tipo di funzionamento fa si che si formino molte incrostazioni attorno alla farfalla di aspirazione inficiandone il funzionamento.

Immissione a monte del corpo farfallato.jpg

Esistono dei sistemi che utilizzano sia un aspirazione a monte che a valle del corpo farfallato pensiamo ai motori 900 Kat delle Fiat dove un tubo con un foro calibrato sfrutta la grande depressione presente nel collettore per aspirare i vapori.

Con l'avvento dei nuovi motori di ultima generazione come i Multiair, oppure i valvetronic di BMW-e PSA o quelli che utilizzano l' iniezione diretta e la carburazione stratificata, non sfruttano la farfalla nel condotto di aspirazione per diminuire le perdite di pompaggio nasce un nuovo problema, la depressione nel collettore è quasi nulla, da qui la difficoltà di aspirare i vapori, nei motori che utilizzano il Valvetronic la farfalla motorizzata viene mantenuta chiusa di soli 6° al fine di generare almeno -50 mbar avremo così un collegamento diretto con il basamento del motore il quale lavorerà non più in pressione ma in depressione attorno a -20 mbar.
Mi è capitato di trovare anche altri motori che lavorano con il monoblocco in depressione come i VW di piccola cilindrata come i 1400 16V la cui depressione si aggira sui -15 mbar.

rilevamento pressione motori ep e VW.jpg

Importante in questi sistemi la perfetta tenuta di guarnizioni e gommini che altrimenti finirebbero per alterare la carburazione.

MOTORI TURBO

Nei motori turbo esiste un problema molto evidente, dalla turbina in poi le tubazioni sono in pressione, risulta quindi impossibile immette i vapori dopo la turbina ecco che in tutti i sistemi che ho visto vengono aspirati a monte del turbo.
In questi sistemi da notare che grossi flussi di olio miscelati ai vapori possono rovinare o distruggere la turbina soprattutto ad alti giri.

STUDIO DELLE PRESSIONI

Come già spiegato il Blow-by è il risultato di quello che le fasce elastiche non riescono a trattenere, ecco che con uno studio attento delle pressioni nel monoblocco si può risalire allo stato di salute di un motore ed ai suoi punti di sfiati.
Le misure si possono effettuare tutti attraverso il passaggio dell' astina dell' olio, inserendo un tubo e collegandolo ad un manometro preciso oppure ad un sensore di pressione e rilevando il segnale con l' oscilloscopio.

CONTROLLO DEGLI SFIATI

Si accende il motore e si misura la pressione nel monoblocco attraverso l' astina dell' olio al minimo la pressione deve essere attorno a 0 mbar mentre accellerando non deve andare oltre i 30-40 mbar, se le pressioni sono più alte sicuramente gli sfiati dell 'olio non lavorano a dovere, attenzione possono salire oltre 1 bar, questo giustificherebbe grosse perdite di olio dagli anelli di tenuta oppure consumi anomali di olio a causa di picchi di pressione che immettono molto olio nel circuito di riciclo.
Nei motori dove il monoblocco viene mantenuto in depressione chiaramente il valore deve essere in negativo, se è a 0 mbar c'è un 'aspirazione di aria mentre se è in positivo c' è sicuramente qualche ostruzione.


CONTROLLO DELLA TENUTA DELLE FASCE

Questa prova è sicuramente quella più interessante, io uso un sensore di pressione turbo a cui collego massa, alimentazione e prelevo il segnale di uscita con l' oscilloscopio, settando opportunamente lo strumento si riesce a visualizzare le onde di pressione generate in ogni singolo cilindro, se una fascia non lavora correttamente si avrà un picco di pressione facilmente visualizzabile.

forma onda.jpg

Come si vede il picco positivo (aumento della pressione nel monoblocco) corrisponde al PMI (punto morto inferiore). Quando abbiamo un pistone con delle fasce rovinate, troveremo al suo PMI una pressione più elevata indice che molti gas sono passati rispetto agli altri pistoni, riporto qui sotto il segnale prelevato da un motore 1900 Hdi con molti chilometri e che da freddo partiva a tre:

307 con problema di compressione..jpg

La cosa interessante che da diverse prove che ho fatto, risulta che le pressioni rilevate non dipendono tanto dalla combustione avvenuta ma da quanta aria è stata aspirata infatti se in un cilindro non avviene la combustione per cause diverse come accensione od iniettore, le curve di pressione nel monoblocco sono sempre le stesse, da qui si può capire che questa prova è molto attendibile e in caso di un motore che gira a tre o a tre e mezzo si può velocemente escludere lo stato di pistoni e fasce senza commettere errori. La bontà di questa prova risiede anche nella rapidità con la quale si effettua, mentre una prova di compressione con manometro potrebbe richiedere molto tempo soprattutto nei moderni motori diesel ed una prova attraverso l' assorbimento del motorino di avviamento (sempre con oscilloscopio) potrebbe non rilevare il problema e soprattutto difficilmente si rileva quale è il cilindro incriminato.
Volevo riportare qui sotto una prova un pò particolare di cui si potrebbero fare molte osservazioni, e dalla quale si vedono variare proprio le pressioni in gioco in base soprattutto ai transitori (accellerate e decellerate), inoltre in questa prova ho provato a tappare il tubo di sfiato facendo aumentare la pressione e poi rilasciarlo bruscamente.

Pressioni monoblocco varie.jpg

PS: Nelle prove effettuate l' oscilloscopio è sempre stato settato in AC una particolare funzione che permette di eliminare la componente continua del segnale e quindi ingrandire le piccole variazioni a noi utili.

Io penso che sia un argomento interessante e che in un circuito di riciclo dei vapori dell' olio si nasconda tutto un mondo da studiare, io gli ho dedicato diverso tempo per farmi un' idea, la più possibile chiara, spero di non aver detto stupidate ed accetto volentieri critiche, correzioni ed esperienze.

Non hai i permessi necessari per visualizzare i file allegati in questo messaggio.