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曲轴箱强制通风系统的检修要领

发动机设置曲轴箱强制通风系统(PCV)的主要目的,是为了防止曲轴箱内富含HC的气体进入大气中,同时节约机油的消耗量。这一系统又称为积极式(即主动式)曲轴箱通风系统。

1.曲轴箱强制通风系统的基本结构及工作原理

曲轴箱强制通风系统分为单向控制阀式、油气分离式以及综合式等3种形式。PCV阀是一种计量控制阀,它一般安装在发动机气门室罩盖与节气门后的进气歧管之间。

对于单向阀式曲轴箱强制通风装置(图1-14),当发动机工作时,曲轴箱内的气体经过抽气管、单向阀被吸入气缸,而新鲜空气经过气门室罩上的小进气滤清器进入曲轴箱,使曲轴箱保持压力平衡。设置单向阀的作用,是防止发动机在低速、小负荷时进气管的真空度太大而将机油从曲轴箱吸出来。

对于油气分离式曲轴箱强制通风系统,当发动机工作时,曲轴箱内的气体通过油气分离器,机油被分离出来,回到油底壳,其余的气体进入燃烧室。油气分离式曲轴箱强制通风系统目前在机动车上得到广泛的应用。其关键部件是油气分离器,它分为迷宫式、旋风式、滤芯式、离心式和静电式等5种形式。迷宫式和旋风式油气分离器的结构简单,技术成熟,但是分离效率较低;滤芯式油气分离器的分离效果好,但是滤芯的使用周期短;离心式油气分离器的分离效果好,使用寿命长,但是价格高;静电式油气分离器的气压损失少,但是技术还不成熟。

对于综合式曲轴箱强制通风装置,在曲轴箱与进气管之间的管路中不仅设置了一个单向阀,而且设置了一个油气分离器,这样大大减少了机油的消耗。

图1-14 曲轴箱强制通风系统原理图

高档次的曲轴箱强制通风系统由气缸体内和气缸盖内的通风道、旋流式机油分离器、压力调节器以及加热装置等组成。曲轴箱内的废气在进气歧管负压的作用下,经过气缸体内的通风道、气缸盖内的通风道、旋流式机油分离器、曲轴箱通风加热装置,然后进入进气歧管。其中,旋流式机油分离器位于气缸盖罩内,其作用是分离曲轴箱窜气中的机油,并将这些机油送回曲轴箱。压力调节器安装在旋流式机油分离器上,它的作用是将进气管内约70kPa的负压缩小到约4kPa,防止全部的进气管真空压力和曲轴箱内压力都作用到曲轴箱通风装置上(那样会吸出发动机的机油,或者损坏密封件)。在压力调节器内有一块膜片,将调节器分隔成真空室和平衡气室,当负压较大时,膜片在吸力作用下,关小真空阀门,防止曲轴箱内的压力过分降低,同时上方的平衡气室补充进入空气;当曲轴箱内的气压增大时,推动膜片往上移动,使真空阀门开大,可以排出较多的曲轴箱废气,此时由于平衡气室的压力大于大气压力,多余的空气被排出,从而保证曲轴箱与进气管之间的压力平衡。

2.曲轴箱强制通风系统对发动机性能的影响

(1)曲轴箱是发动机有害气体排放的主要渠道之一

众所周知,发动机有害气体HC排放主要经过3个渠道:排气管排出的尾气、燃油箱排出的蒸气以及曲轴箱排出的废气。为了防止曲轴箱内有害废气逸入空气中,节约机油消耗,特意设置了曲轴箱强制通风系统。如果曲轴箱强制通风系统失常,发动机的排放性能很难达到法规要求。

(2)曲轴箱强制通风系统失常是机油消耗的原因之一

一辆低速货车,发动机大修后只运行了1万km就冒蓝烟,机油消耗量增加。解体检查,发现第4缸连杆轴承拉伤,修复该轴承后,还是冒蓝烟。将曲轴箱强制通风阀堵死,改为自然通气,就不再冒蓝烟了。这是由于曲轴箱内的机油蒸气逸入大气中,不再经过强制通风系统进入气缸,表面上看不到冒蓝烟,实际上活塞环漏气的问题还没有解决。

3.曲轴箱强制通风系统的检修与维护

(1)节气门后方积存大量机油

有一辆汽油发动机车排气管大量冒蓝烟,而且动力下降。发动机排气管大量冒蓝烟的根本原因是机油进入气缸并参与燃烧。根据机油进入气缸的常见渠道,检测气缸的压缩压力,正常。但是在清洗进气管时,发现节气门后方积存了大量机油,原来该车的曲轴箱通风PCV阀损坏,处于经常打开状态,在发动机运转时,在节气门后方真空力的作用下,曲轴箱的机油通过PCV阀被吸入气缸,导致排气管冒蓝烟。更换PCV阀后,故障被排除。

(2)通风管损坏

有的曲轴箱与进气管相连的通风管是一种波纹塑料软管,比较容易破裂,特别是在拆卸节气门时容易被损坏。由于这一软管的位置比较隐蔽,不拆掉进气管路不容易看到,所以在维修时不可忽略。

(3)压力调节器膜片损坏

如果曲轴箱强制通风系统压力调节器的膜片破裂,在进气管负压的作用下,外界空气会从平衡气室经过膜片裂口,顺着曲轴箱强制通风管,到达发动机进气管,这些未经计量的进气将造成发动机怠速不稳定。而且由于压力调节器膜片损坏,可能造成曲轴箱压力等同于进气管压力,其结果:一是会有更多来不及分离的、含有机油微粒的气体进入进气管,导致燃烧室和气门积炭,使发动机的燃烧性能恶化;二是由于曲轴箱内负压过大,会造成曲轴油封和其他密封件失效。

(4)检测技巧

如果怀疑曲轴箱强制通风系统有问题,可以用钳子将包上软布的PCV阀软管夹紧,如果发动机的怠速转速随之下降,说明PCV阀在怠速时漏气,使发动机的进气量过大,提高了怠速转速。此时应当更换PCV阀。

(5)更换周期

PCV阀的更换周期一般是使用3年或者行驶6万km。