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Januar 18, 2019

Das System zur Kurbelwellengehäuseentlüftung (kurz: KGE oder englisch PCV- Positive Crankcase Ventilation) funktioniert meist mit originaler Leistung, wenn auch mit einigen Nachteilen, gut. Sobald aber die Leistung und damit der Ladedruck angehoben wird, ist es sehr ratsam das System zu verbessern. Außerdem ist das PCV System verantwortlich für die Verdreckung der Einlassventile und der Grund wieso eine regelmäßige Einlassventilreinigung sinnvoll ist!

Damit ihr besser entscheiden könnt, welches System für Euch in Frage kommt und wieso dem PCV System aus unserer Sicht zu wenig Beachtung geschenkt wird, möchten wir euch mit diesem Artikel die Funktionsweise des PCV Systems im N54 Motor näher bringen.

Die im deutschsprachigen Raum sicherlich am häufigsten verwendete Methode zur Verbesserung der Kurbelwellengehäuseentlüftung (kurz: KGE oder englisch PCV- Positive Crankcase Ventilation) ist die Verwendung eines Upgrade PCV Ventils (Klick) meist in Verbindung mit Einsatz einer Oil Catch Can (kurz: OCC, Klick).

Das PCV System dient in jedem Motor grundsätzlich dazu, die Druckverhältnisse des Kurbelgehäuses im Rahmen zu halten. Durch die Auf- und Ab Bewegung der Kolben entstehen BlowBy-Gase (Verbrennungsprodukte und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, die am Kolben vorbei ins Kurbelwellengehäuse ziehen).

Diese Gase würden das Kurbelgehäuse ohne Entlüftung langfristig unter Druck setzen. Ein unter Druck stehendes Kurbelwellengehäuse würde zu verschiedenen Problemen führen und sich z.B. auf die Schmierung des Motors auswirken, indem der Öldruck stark steigt und es zu Ölverbrennung kommt. Ohne Entlüftung würde ein Motor langfristig Schaden nehmen (so waren z.B. viele Motorschäden beim E46 316 und 318i auf ein eingefrorenes Entlüftungssystem zurückzuführen).

Um eine Entlüftung bei allen Betriebszuständen des Motors zu gewährleisten, ist der N54 Motor mit einem System ausgerüstet, welches verschiedene Arten der Entlüftung bzw. des Vakuums je nach Lastzustand anwendet:

Da die Menge der BlowBy-Gase und die Anforderung an die Entlüftung parallel zum Last Zustand des Motors variiert, wird im Kurbelgehäuse im Leerlauf und unter wenig Last ein Vakuum erzeugt und unter Volllast eine freie Entlüftung sichergestellt. Man kann demnach von 2 Zuständen oder Seiten sprechen, einmal der Last-Seite (das heißt Ladedruck liegt an) und einmal der Leerlauf-Seite (das heißt kein Ladedruck liegt an). Die Seiten erfüllen zwar  verschiedene Funktionen, sind aber nicht vollends voneinander getrennt zu betrachten.

 

Die "Last-Seite" bzw. Entlüftung bei Anliegen von Ladedruck

Der hier blau markierte, als „Last-Seite“ bezeichnete Weg, sieht eine einfache Entlüftung des Kurbelgehäuses vor, indem ein rückstaufreier Weg der Entlüftung aus dem Kurbelgehäuse über den Ventildeckel aus dem Motor heraus gewährleistet wird.

Das grau markierte PCV Ventil ist in diesem Zustand, also unter Last/Ladedruck, geschlossen, da bei den gelb markierten Passagen Ladedruck anliegt.

Das PCV Ventil hat nämlich exakt diese Funktion: Es schließt unter Anliegen von Druck aus Richtung der Ansaugbrücke (gelb markiert) und öffnet andererseits bei Vakuum aus dieser Richtung. Ein hier nicht vollständig schließendes PCV Ventil würde ein Ladeluftleck verursachen, daher ist die Verwendung eines Upgrade PCV Ventils sinnvoll, welches auch hohen Drücken standhält (siehe hier: Klick)!

Die Entlüftung der "Last-Seite" wird zusätzlich über das sogenannte Vent Hose (siehe hier: Klick) am hinteren Reinluftrohr (also der Ansaugung) angeschlossen. Dieser Anschluss dient im Last Zustand größtenteils Emissionsgründen, denn hierrüber wird die Rückführung der BlowBy-Gase bzw. Öldämpfe ohne Abgabe an die Umwelt sichergestellt- die Dämpfe werden über die Ansaugung in den Turbolader und durch das Ladeluftsystem zurück in den Motor transportiert.

Außerdem wird nach dem Venthose also zwischen Abgang Ventildeckel (grün markiert) und Anschluss Reinluftrohr sehr häufig eine Oil-Catch-Can (Klick) angeschlossen, um die Luft vor der Rückführung in den Ansaugtrakt zu filtern. Hierdurch wird die Verdreckung der Einlassventile vermindert, da sich die Ölpartikel der Entlüftung in der Catch Can absetzen.

 

 

Die "Leerlauf-Seite" bzw. Entlüftung außerhalb von anliegendem Ladedruck

Die als "Leerlauf-Seite" bezeichnete Seite dient der Entlüftung des Kurbelwellengehäuses in allen Lastzuständen des Motors, in welchen kein Ladedruck anliegt. Diese Seite wird vom oben beschriebenen Standard Tuning (Upgrade PCV + OCC) nicht berücksichtigt und ist komplizierter aufgebaut als das Entlüftungssystem der "Last-Seite".

Das PCV Ventil ist wegen dem aus Richtung Ansaugbrücke/Einlassventile anliegendem Vakuum geöffnet. Dieses Vakuum wird zur Unterstützung der Kurbelwellengehäuseentlüftung verwendet und ist unter anderem für einen guten Motorlauf, funktionierende Ölrücklaufleitungen der Turbolader und andere Dinge wichtig.

Die im Last Zustand geöffnete Klappe "Flapper Valve" ist in diesem Zustand geschlossen. Allerdings ist im inneren der Klappe eine kleine Öffnung. Diese kleine Öffnung dient zur Regulierung des Vakuums, welches am Motor "saugt". Hierdurch wird ein zu hohes Vakuum im inneren des Kurbelwellengehäuses vermieden, da durch zu viel Vakuum verschiedene Probleme auftreten können. Aus diesem Grund ist das Beibehalten des "Flapper Valve" auch sehr wichtig.

 

Das Problem der Leerlauf-Seite

Wie bereits geschrieben, ist das System grundsätzlich sehr durchdacht und funktioniert bis zu gewissen Kilometerständen zuverlässig.

Problematisch hierbei sind die sehr engen Passagen, welche der Erzeugung von Vakuum dienen sollen (gelb markiert). Die Passagen haben verschiedene Problemen, die insbesondere bei hohen Kilometerständen auftreten:

  • Verschlammung der Passagen durch Öldämpfe, wodurch das Vakuum minimiert wird. Dies führt z.B. nicht selten zu rauchenden Turboladern.
  • Brechen der Stege der Passagen, wodurch das Kurbelwellengehäuse im Last Zustand unter Druck gesetzt wird, da der Ladedruck durch die Passagen in den Ventildeckel strömt. Dies führt zu Notläufen, Probleme mit Dichtungen im Inneren des Motors uvm.

Ein weiteres Problem, zu welchem so gut wie kein Tuner eine Lösung für diese Seite des Entlüftungssystems anbietet, ist die Verdreckung der Einlassventile über die "Leerlauf-Seite". Da die ölhaltigen Blow-By Gase im Zustand außerhalb von Ladedruck über das Vakuum der Passagen durch die Einlassventile in den Motor geleitet werden, verdrecken diese extrem schnell. Oftmals wird die Oil Catch Can an der Stelle der Entlüftung der Last-Seite als optimale Lösung gegen verdreckte Einlassventile vermarktet. Ohne Umbau der Leerlaufseite kann allerdings die Verdreckung niemals vollständig verhindert werden.

Im Gegenteil: Fast ausnahmslos alle Motoren, welche in Straßenfahrzeugen eingesetzt werden, verbringen die überwiegende Zeit im Leerlauf bzw. außerhalb von Ladedruck. Dies bedeutet, dass die Leerlauf- Seite des PCV Systems die Seite ist, die im Vergleich zur Last- Seite deutlich mehr zur Verdreckung der Einlassventile beiträgt!

Was kann also getan werden?Die Lösung der beschriebenen Probleme ist die "Leerlauf-Seite" des PCV extern zu legen.

Wie funktioniert das? Das originale oder verstärkte PCV Ventil inkl. der Kappe wird gegen ein System ersetzt, welches über einen Schlauch an die Drosselklappe angeschlossen wird. Die Drosselklappe bewirkt hierbei genauso ein Vakuum wie es die Passage in Richtung der Einlassventile im inneren des Ventildeckels tun.

Der Umbau bringt verschiedene Vorteile mit sich:

Volle Kontrolle über die Funktion des Entlüftungssystems und die Option dieses auf Fehler, Verstopfung o.ä. zu kontrollieren(man ersetzt die internen Wege des Ventildeckels gegen den Schlauch). Man ermöglicht die Einbindung eines Ölabscheiders (Oil Catch Can), welcher die Luft vor Einleitung in die Drosselklappe filtert und man verbessert das System generell, da es nicht mehr auf den instabilen, internen Passagen des Ventildeckels beruht.

Wie oben beschrieben, verbringen fast alle Straßenfahrzeuge deutlich mehr Zeit außerhalb von Ladedruck als anders herum. Das bedeutet, dass durch die Leerlauf Seite sehr viel mehr ölhaltige Gase strömen als durch die Last Seite. Verschiedene Erfahungsberichte zeigten, dass eine in die Leerlauf Seite eingebundene Oil Catch Can ein Vielfaches der OCC an der "Last Seite" filtert! Meist ist eine Leerung der OCC sogar alle 2 oder 3 Tankfüllungen notwendig! Hierdurch wird auch klar, wieso die Einlassventile selbst bei Verwendung einer OCC an der Last Seite weiterhin verdrecken!

Tipp:Der beschriebene Umbau sollte im Idealfall mit der vollständigen Stillegung der internen Passagen verbunden werden. Um dies umzusetzen ist die Verschließung der Öffnungen im Zylinderkopf notwendig- diese stellen die Verbindung von den Einlassventilen zu den oben gelb markierten Passagen im Ventildecke dar. Die Öffnungen im Zylinderkopf werden mithilfe von Stopfen verschlossen. Bei Umbau von einem voll intakten PCV System kann das System auch ohne Verschliessen der Passagen verwendet werden und bringt oben genannte Vorteile. Allerdings wird hierdurch das potentielle Fehlerbild von defekten Passagen und folglich die Unterdrucksetzung des Ventildeckels nicht verhindert.

Unser externes PCV System, welches alle notwendigen Bauteile für den Umbau (exkl. Oil Catch Can) beinhaltet, befindet sich aktuell in Produktion- ihr könnt euch hier vormerken lassen: KLICK.

Bei der ersten Version muss für den Einbau die bestehende Unterdruckleitung mithilfe einer Heißluftpistole gelöst und ein T-Stück für den Anschluss der Kurbelwellengehäuseentlüftung eingebunden werden. Auch wenn dies selbst für Personen mit 2 linken Händen mögich sein sollte, ist ein Plug and Play Adapter für einen Einbau ohne jegliche Modifikation bereits in Entwicklung bzw. Produktion und wird in der 2. Version erscheinen.

 


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