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曲轴箱通风阀坏了现象(作用、工作原理)

曲轴箱通风系统作用

发动机工作时,有部分可燃混合气和燃烧产物会经气缸、活塞环窜入曲轴箱内,窜入的气体由于温度的下降,一部分会凝结于机油中,使机油变稀、性能变差,同时形成泡沫,影响润滑质量;漏入曲轴箱中的废气遇水会生成酸类,腐蚀机件,使润滑油变质;同时,漏入的气体会造成曲轴箱压力和温度升高,造成机油从油封、衬垫处泄漏。

因此,曲轴箱都设有通风装置,排出漏入的气体并回收,同时使新鲜空气进入曲轴箱,形成不断的对流,平衡曲轴箱内的压力。

另外,由于多数曲轴箱通风系统将排出的废气引入燃烧室燃烧,避免了污染大气,因此从这方面来讲,此系统还具有环保的功能。

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曲轴箱通风系统组成及工作原理

发动机曲轴箱通风方法有两种,一种采用自然通风法,一种采用强制通风(PCV)法。

由于自然通风法将废气直接导入大气中,不但会造成燃料的浪费,还会增加大气污染,并且通风的效果也不好,因此现已淘汰。

强制通风法利用发动机进气管道内的真空作用,使曲轴箱内的气体强制吸入气缸中,提高了发动机燃油经济性,避免了污染环境,被现在汽车广泛采用。

下图所示为带流量控制阀(PCV)的曲轴箱强制通风示意图,它由进气滤清器、进风管、出气管、PCV阀等组成,多数车型的进气滤清器不单独设置,而是与发动机的空气滤清器合用一个。

曲轴箱通风系统的作用、工作原理、常见故障

▲ 曲轴箱强制通风系统

发动机工作时,新鲜空气经空气滤清器进入气门室罩盖内,进入曲轴箱与曲轴箱内窜气混合,曲轴箱窜气经过缸体与缸盖的油气通道,再经罩盖上的PCV阀后,通过出气管进入进气管中。因此,有适量的窜气在气缸内再次燃烧。

PCV阀可防止发动机怠速和小负荷工况时过多的气体未经计量进入气缸,造成空燃比失调,因此它的主要作用是调节发动机怠速、中小负荷和大负荷时的通风强度。PCV阀的结构如下图所示。

曲轴箱通风系统的作用、工作原理、常见故障

▲ PCV阀结构

下图说明了发动机在不同工况时,PCV阀的工作情况。

曲轴箱通风系统的作用、工作原理、常见故障

▲ PCV阀不同工况下的工作情况

图(a)表示发动机怠速时,进气管内真空度最大,阀芯被吸压靠向阀座,因此曲轴箱中的窜气只能通过阀的缝隙或小孔通过,流量较小,保持怠速稳定;

图(b)表示中等负荷时,进气管内真空度下降,阀芯在弹簧的作用下离开阀座,使通风量适当加大,保证曲轴箱内的气体及时抽出和新鲜冷空气的进入;

图(c)表示大负荷时,进气管内的真空度已很小,阀芯完全打开,通风量最大,曲轴箱内的新旧气体大量对流。

流量控制阀还有止回功能,一旦发动机出现“回火”现象,阀芯即被反向关闭,防止曲轴箱内的废气被点燃发生爆炸。

具有涡轮增压器的车型上装配的曲轴箱强制通风系统,因进气管内并不常保持负压状态,在增压器投入工作时甚至是处于正压状态,若只采用一根连接进气管的出气管,会导致曲轴箱通风装置在发动机处于非自然吸气工况时,不能进行正常通风,因此在这样的车型上,曲轴箱通风出气管分为两根(下图),一根通向进气管,另一根通向涡轮增压器进气入口处。

曲轴箱通风系统的作用、工作原理、常见故障

▲ 带涡轮增压器的曲轴箱强制通风系统

在两根管路之间设有两个单向阀(如下图所示设置在细油气分离器内),当发动机怠速或小负荷工况时,曲轴箱蒸气由进气管进入,在其他工况时,曲轴箱蒸气由涡轮增压器进气入口进入,保证了曲轴箱的正常通风。

曲轴箱通风系统的作用、工作原理、常见故障

▲ 带涡轮增压器车型不同工况下的曲轴箱通风情况

发动机处在冷机状态运行时,从曲轴箱来的低温机油蒸气可能会在通风管路及节气门阀板和内壁上凝结、沉积并固化,这可能导致通风系统出现堵塞现象,也会造成节气门阀板发生轻微粘连现象,为此有的汽车在曲轴箱通风管路上设置了加热电阻,一来加热装置对通过的机油蒸气进行加热(下图),避免了机油蒸气的凝结,再者加热装置也可防止通风装置在吸入很冷空气时窜气结冰,堵塞通风管路,可防止曲轴箱出现正压并延缓节气门脏污的过程。

曲轴箱通风系统的作用、工作原理、常见故障

▲ 曲轴箱通风加热装置

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曲轴箱通风系统常见故障诊断

调节曲轴箱压力是曲轴箱通风系统的重要功能,通常曲轴箱压力处于设计范围内。当曲轴箱通风系统的部件失效后,会导致通风压力失调,这主要表现为曲轴箱通风不畅或曲轴箱通风过度两种现象。

(1)曲轴箱通风不畅

故障现象:

曲轴箱通风不畅会造成曲轴箱内压力过高,故障表现为从发动机各结合部位的油封、衬垫处渗漏机油,发动机机油消耗过快、排气冒蓝烟,严重时甚至在发动机运行时会从机油检查尺口向外喷溅机油。

故障原因:

◆PCV阀卡滞在关闭位置(机械原因卡滞或被脏污的机油泥粘住);

◆通风管路堵塞;

◆曲轴箱内自身压力过高。

排除方案:

首先拆下通风管路检查管路中是否有油泥沉积堵塞情况,如有可清理、疏通或更换;其次可拆下PCV阀晃动检查其阀芯能否发出“咯咯”的活动音,否则可视为阀芯卡滞而堵塞,或在PCV阀的两端管口连接管子,用嘴吹、吸的方式模拟曲轴箱通风不同工况下PCV阀的流量通断情况,如PCV阀损坏,应更换;若曲轴箱通风系统本身无故障,但仍然存在上述故障现象,应考虑是因发动机活塞、环及缸壁密封性变差向下窜气导致,可用曲轴箱窜气测量仪进行检测,必要时拆检、维修发动机。

(2)曲轴箱通风过度

故障现象:

曲轴箱通风过度主要指曲轴箱通风装置不能随发动机工况变化自动调节通风量,在某些车型上会表现为发动机怠速不稳或转速过高,或因进气真空作用导致大量机油及蒸气被吸入发动机中燃烧,而导致发动机机油消耗过快,排气冒蓝烟。

故障原因:

◆PCV阀损坏(单向阀失去作用,处于常开状态);

◆PCV阀维护时装反。

排除方案:

若PCV阀装反导致,可按正确方法重新安装即可。若PCV阀损坏导致曲轴箱通风过度,应更换PCV阀。

另外,曲轴箱通风系统在工作时,有时会表现为随发动机运转工况变化,在单向阀部位发出连续的敲击噪声,这是单向阀内部的弹簧性能衰退,其自动调节作用变差所致,通常通过更换单向阀即可解决。

现在很多车型已将曲轴箱通风系统中的单向阀、调压阀、油气分离器等部件集成为一体设计,在检查出某一部件故障后,一般需更换总成才能解决问题。

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