ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション(PCV)システムの仕組みとは?

「ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション」という言葉を見ただけで、よほどのギヤマンでもない限り、頭が痛くなるでしょう。 しかし、実際にはそれほど複雑ではありません。 少なくとも、私たちが説明し終わった後は、複雑に感じないはずです。 そのためには、一般的な自動車に搭載されている内燃機関の仕組みを簡単におさらいしなければなりません。

内燃機関は、中が空洞になっているシリンダーの中に、その中を上下に動くピストンが入っています。 空気とガソリンの混合気は、インテークマニホールドと呼ばれる管のシステムを通って、各シリンダーのインテークバルブ(またはバルブ)に送られ、スパークプラグからのスパークによって、混合気がシリンダー上部の燃焼室と呼ばれるオープンスペースで爆発します。 この爆発による圧力で、シリンダー内のピストンが下降し、クランクシャフトを回転させる。 クランクシャフトの回転は、ピストンを再びシリンダー内に押し上げるだけでなく、車のトランスミッション内のギアを回転させ、最終的に車を動かすことになります。

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しかし、ここでクランクケースの換気が必要になりますが、空気とガソリンの混合物のある量は、ピストンによって引き下げられ、ピストンリングを通って、クランクケース(クランクシャフトを絶縁する保護カバー)に入ります。 このガスはブローバイと呼ばれ、避けられないものです。 また、ブローバイに含まれる未燃ガソリンがシステムを汚し、クランクケースに問題を引き起こす可能性があるため、好ましくありません。 1960年代前半までは、このブローバイガスを除去するには、クランクケース内を空気が自由に循環するようにしてガスを漂わせ、排出ガスとして排出していました。 そして、1960年代初頭にPCV(ポジティブ・クランクシャフト・ベンチレーション)が発明された。

ポジティブ・クランクケース・ベンチレーションとは、ガスをバルブ(PCVバルブ)を介してインテークマニホールドに戻し、再びシリンダー内に送り込んで燃焼させるというものです。 なぜなら、これらのガスはほとんどが空気であり、シリンダー内の混合気がリーンになりすぎて、効果的な燃焼ができなくなる可能性があるからです。 そのため、ブローバイガスの再利用は、低速走行時やアイドリング時のみとしています。 幸いなことに、エンジンがアイドリングしているときは、インテークマニホールド内の空気圧がクランクケース内の空気圧よりも低く、この低い圧力(時には純粋な真空に近い)によってブローバイガスがPCVバルブを通ってインテーク内に吸い込まれます。 エンジンの回転数が上がると、インテークマニホールド内の空気圧が上昇して吸引力が低下し、シリンダーにリサイクルされるブローバイガスの量が減少します。 エンジンの回転数が上がるとブローバイガスは必要なくなるので、これは良いことです。 実際、エンジンが高速になると、インテークマニホールド内の圧力がクランクケース内の圧力よりも高くなり、ブローバイガスがクランクケース内に押し戻される可能性があります。 ポジティブ・クランクケース・ベンチレーションの目的は、これらのガスをクランクケースに入れないようにすることなので、PCVバルブはこのような状況になったときに閉じて、ガスの逆流を防ぐように設計されています。

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