增壓發動機曲軸箱通風系統的檢修

長春市機械工業學校 武 忠

1 曲軸箱廢氣的產生及排除

發動機工作時，會有一小部分氣體從燃燒室經活塞環進入曲軸箱，這部分氣體稱為曲軸箱廢氣或曲軸箱竄氣。

曲軸箱廢氣包含沒有完全燃燒的碳氫化合物和部分燃燒產物，這些物質會污染潤滑油并使封閉的曲軸箱內部壓力升高，污染的潤滑油將導致潤滑油性能下降，曲軸箱內部過高的壓力會導致曲軸箱內部的油封漏油，因此，必須將曲軸箱廢氣從曲軸箱中排出去。但是曲軸箱廢氣中含有有害物質，不能直接排入大氣，曲軸箱強制通風系統（PCV系統）可以將曲軸箱廢氣導入發動機氣缸進行燃燒，從而消除其危害。曲軸箱廢氣的排出和新鮮氣體的流入是依靠進氣真空進行控制的，曲軸箱廢氣經PCV閥及廢氣軟管進入進氣道，新鮮空氣經空氣軟管引入曲軸箱以平衡曲軸箱壓力，自然吸氣發動機曲軸箱通風系統工作原理如圖1所示。

圖1 自然吸氣發動機曲軸箱通風系統

2 增壓發動機曲軸箱通風系統工作原理

增壓發動機曲軸箱通風系統與自然吸氣發動機曲軸箱通風系統大有不同，它有2種工作狀態，即低速時的自然吸氣狀態和高速時的增壓狀態，由單向閥實現工作狀態的轉變，如圖2所示。當發動機工作在自然吸氣狀態時（增壓器不工作），其曲軸箱通風的路線與自然吸氣發動機曲軸箱通風系統狀態一樣，進氣真空區域位于節氣門后方，曲軸箱廢氣經過單向閥1由節氣門后方的廢氣軟管引入燃燒室，如圖2（a）所示；當發動機工作在增壓狀態時，節氣門后方變為高壓區域，使單向閥1關閉，進氣管產生真空的位置發生了轉移，真空區域在增壓器的進氣側，真空作用使單向閥2關閉，單向閥3開啟，曲軸箱廢氣經單向閥3進入增壓器前的進氣道，如圖2（b）所示。

圖2 增壓發動機曲軸箱通風系統工作原理

3 第3代EA888渦輪增壓發動機曲軸箱通風系統的結構與原理

在實際的增壓發動機中，曲軸箱通風系統大多是將相關功能部件集成于一體，以便于安裝布置，第3代EA888渦輪增壓發動機曲軸箱通風系統，如圖3所示。該系統主要由機油粗分離器（缸體內）、機油細分離器模塊（安裝在氣缸蓋罩上）、用于導出已凈化廢氣的管子、缸體內的機油回流管（帶有回流止回閥）等組成。

圖3 第3代EA888渦輪增壓發動機曲軸箱通風系統

3.1 機油細分離器模塊的組成

機油細分離器模塊是曲軸箱通風系統的核心，結構如圖4所示。其內部主要由旋流式分離器、壓力調節閥、PCV閥、止回閥1、止回閥2等裝置組成，機油細分離器模塊共有5個接口，分別是進氣歧管接口、廢氣渦輪增壓器進氣側接口、曲軸箱廢氣排氣接口、機油回流接口及炭罐接口。

圖4 第3代EA888渦輪增壓發動機曲軸箱通風系統結構

3.2 機油細分離器模塊各部件功用

旋流式分離器用于分離曲軸箱廢氣中的機油微粒，當曲軸箱廢氣氣流流經旋流式分離器時，會產生高速旋轉，在離心力的作用下實現油、氣分離；壓力調節閥使曲軸箱與進氣系統保持-100 mbar（1 mbar=100Pa）的壓差，該壓差可使曲軸箱廢氣有效排出，同時也防止曲軸箱內壓力過低或過高造成曲軸箱密封件損壞；內部的止回閥1、止回閥2可在自然吸氣和增壓進氣2種狀態下改變曲軸箱廢氣排出的路線；PCV閥位于機油細分離器模塊上的渦輪增壓器進氣側接口附近，它是氣孔為計量孔的單向閥，當渦輪增壓器進氣側接口為高壓時單向閥打開，反之關閉。

3.3 曲軸箱通風系統的工作原理

（1）怠速和較低的部分負荷工況（自然吸氣模式）。在自然吸氣模式下，由于進氣歧管內有真空，所以止回閥1打開，止回閥2關閉，需凈化的曲軸箱竄氣直接經進氣歧管被送至燃燒室燃燒，同時新鮮空氣由增壓器進氣側前的旁通空氣道經PCV閥引入曲軸箱，防止曲軸箱產生高真空。自然吸氣工況曲軸箱竄氣流經的路線如圖5所示。

圖5 自然吸氣狀態下曲軸箱竄氣流徑的路線

（2）大負荷及全負荷工況（增壓工況）。在增壓工況時，整個增壓空氣路徑上都產生了高壓，于是止回閥1關閉，由于曲軸箱內壓與渦輪增壓器的進氣側存在著壓差，因此止回閥2打開，需凈化的曲軸箱竄氣由渦輪增壓器吸入進氣管路中，進入燃燒室燃燒。由于增壓狀態下經活塞環的漏氣量較大，不需要向曲軸箱引入新鮮空氣。增壓工況曲軸箱竄氣流經的路線如圖6所示。

4 機油細分離器模塊的檢查

機油細分離器模塊的檢查主要是對壓力調節閥、旁通閥、PCV閥及止回閥1、止回閥2的檢查。主要通過手動真空泵檢查旁通閥、PCV閥及止回閥1、止回閥2的單向導通作用以及檢查壓力調節閥的限壓作用。機油細分離器模塊的檢查見表1所列。

圖6 增壓工況下曲軸箱竄氣流徑的路線