性能特點和作用說明

柴油發(fā)動機曲軸箱通風(fēng)管路的作用

 

摘要：曲軸箱通風(fēng)管是柴油機運轉(zhuǎn)時必不可少的部件，它的主要作用是將工作過程中產(chǎn)生的廢氣和熱量排放到氣候環(huán)境之外，以確保柴油機的正常工作，同時保證了柴油機在工作時所需要的氣體清潔、干燥和充氧。另外，由于多數(shù)曲軸箱通風(fēng)管將排出的廢氣引入燃燒室燃燒，避免了污染大氣，因此從這方面來講，此系統(tǒng)還具有環(huán)保的功能，所以曲軸箱都設(shè)有通風(fēng)裝置。

 

一、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

      柴油發(fā)電機曲軸箱通風(fēng)方法有兩種，一種采用自然通風(fēng)法，一種采用強制通風(fēng)（PCV）法。由于自然通風(fēng)法將廢氣直接導(dǎo)入大氣中，不但會造成燃料的浪費，還會增加大氣污染，并且通風(fēng)的效果也不好，因此現(xiàn)已淘汰。強制通風(fēng)法利用柴油發(fā)電機進氣管道內(nèi)的真空作用，使曲軸箱內(nèi)的氣體強制吸入氣缸中，提高了柴油發(fā)電機燃油經(jīng)濟性，避免了污染環(huán)境。

1、曲軸箱通氣管的作用

      曲軸箱通氣管工作原理如圖1所示。四沖程柴油發(fā)電機工作時，因活塞下行，對曲軸箱中的氣體進行壓縮，加上潤滑油溫度升高，使曲軸箱中的壓力加大，這種壓力稱為背壓。背壓太大時，會使曲軸箱內(nèi)的潤滑油大量擠入燃燒室燃燒，同時活塞下行時要克服背壓的阻力，使輸出功率受到損失。有些四沖程柴油發(fā)電機曲軸箱通氣管的作用，就是減小曲軸箱內(nèi)的壓力。主要作用如下：

（1）防止機油變質(zhì)；

（2）防止曲軸油封、曲軸箱襯墊滲漏；

（3）防止機體內(nèi)零件被腐蝕；

（4）防止各種油蒸氣污染大氣；  在實際使用中，由于通氣管的堵塞在所難免，要保持其暢通，就必須要求做定期的保養(yǎng)工作。在一般工作環(huán)境下，可每隔100小時為一個保養(yǎng)周期；

2、曲軸箱通氣管的位置

      曲軸箱通氣管的位置如圖2所示。在曲軸箱兩氣門推桿孔之間，有1個與氣門室相通的小孔，在氣缸體氣門室的一側(cè)裝有通氣彎管，管內(nèi)裝有1顆鋼球，管帽栓在管口外。當(dāng)活塞上行時，鋼球?qū)饪锥伦?，使大氣不能進入，曲軸箱內(nèi)氣壓降低，把氣門室、滾球軸承等處多余的潤滑油吸回曲軸箱內(nèi);當(dāng)活塞下行時，曲軸箱內(nèi)的壓力又將鋼球頂開，減小了曲軸箱內(nèi)的壓力。有些柴油發(fā)電機的通氣管位于固定油箱的一側(cè)。為了防止空氣中的灰塵進入曲軸箱，在氣筒內(nèi)加有過濾網(wǎng)或膠木活門。

      柴油發(fā)電機上都裝有曲軸箱通氣管，俗稱呼吸器或通氣管，它可使曲軸箱內(nèi)腔與大氣相通，降低油耗，減少故障，保證良好地工作性能。柴油發(fā)電機工作時，氣缸內(nèi)的氣體總不免要漏入曲軸箱內(nèi)，缸套、活塞、活塞環(huán)等零件磨損后漏氣更為嚴(yán)重。氣體漏入曲軸箱后會使曲軸箱內(nèi)的氣體壓力升高，造成機體和油殼結(jié)合面處以及機油標(biāo)尺孔處向外漏機油。加之漏入的氣體中含有二氧化碳，溫度又高，會加速機油變質(zhì)，特別是單缸柴油發(fā)電機當(dāng)活塞下行時，曲軸箱內(nèi)的氣體受壓縮，對活塞運動造成阻力。

圖1  曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)工作原理圖

圖2  柴油機曲軸箱通風(fēng)孔位置圖

二、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的形式和特點

 

1、自然通風(fēng)

      自曲軸箱內(nèi)抽出的氣體可以直接導(dǎo)入大氣中去，這種通風(fēng)方式叫自然通風(fēng)。這種通風(fēng)方式結(jié)構(gòu)比較簡單，使用方便，但導(dǎo)入大氣中的可燃混合氣和機油蒸氣容易污染大氣，因此，現(xiàn)代柴油機使用不多。按導(dǎo)入大氣中的方式自然通風(fēng)有普通式和呼吸器式。

（1）普通式

      曲軸箱內(nèi)的油蒸氣通過機油管的加油口直接與大氣相通。這種通風(fēng)方式不需要專門的機件，各種油蒸氣直接排入到大氣中去，對大氣產(chǎn)生了污染，因此它適用于要求不高的農(nóng)村用的一些拖拉機上的內(nèi)燃機。

（2）呼吸器式

      曲軸箱內(nèi)的油蒸氣通過一個呼吸器式的裝置與大氣相通。這種呼吸器裝置是一個過濾裝置可將有害氣體吸附，防止污染大氣。呼吸器用螺栓固定在氣缸體上的一側(cè)，底部的側(cè)面有一進氣口與曲軸箱相通，上部的出氣口用二橡膠管與大氣相通。呼吸器內(nèi)部焊有兩層填滿鍍缽鋼絲的過濾網(wǎng)，以分離油霧和氣體。

      柴油機工作時，竄入曲軸箱的各種氣體由呼吸器的進氣口；進入呼吸器，經(jīng)過濾網(wǎng)的過濾、分離，最后干凈的空氣由出氣口經(jīng)橡膠管排出。由于有兩層過濾網(wǎng)，油霧極少排出，既保證了曲軸箱內(nèi)的壓力平衡，又防止曲軸箱內(nèi)的油氣對大氣的污染。

2、強制通風(fēng)

      利用柴油機進氣系統(tǒng)的抽吸作用抽吸曲軸箱內(nèi)的氣體，這種通風(fēng)方式叫強制通風(fēng)，也叫PCV閥通風(fēng)，如圖3所示。這種通風(fēng)方式結(jié)構(gòu)有些復(fù)雜，但可以將竄入曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣和廢氣回收使用，不僅有利于提高柴油機的經(jīng)濟性，而且還減輕柴油機的排放污染，因此在現(xiàn)代汽車柴油機上廣泛使用。按抽吸曲軸箱內(nèi)氣體的形式強制通風(fēng)有一般式、單向閥式、油氣分離式和綜合式。

（1）一般式

      只是用橡膠管把曲軸箱與進氣管道連接起來的通風(fēng)方式為一般式強制通風(fēng)。這種通風(fēng)方式結(jié)構(gòu)比較簡單，只需管路連接，中間不需要其它部件連接，適用于一些小型柴油機上。柴油機工作時，曲軸箱內(nèi)氣體經(jīng)出氣管吸入化油器，由空氣濾清器濾清的新鮮空氣經(jīng)進氣軟管、氣門室罩補充到曲軸箱。

（2）單向閥式

      在連接曲軸箱與進氣管的管路中連接一個單向閥，防止把曲軸箱內(nèi)的機油吸出，在柴油機上所處位置如圖4所示。當(dāng)柴油機工作時，曲軸箱內(nèi)的蒸氣經(jīng)出氣管、單向閥吸入氣缸中，而新鮮空氣經(jīng)氣門室罩上的小空氣濾清器進入曲軸箱內(nèi)。單向閥的作用是防止柴油機在低速小負(fù)荷時進氣管的真空度太大而將機油從曲軸箱內(nèi)吸出。

      柴油機在怠速時進氣管內(nèi)真空度大，單向閥被吸在閥座上，曲軸箱內(nèi)廢氣經(jīng)閥上小孔進入進氣管；隨柴油機負(fù)荷增大，進氣管的真空度下降，閥在彈簧力的作用下向外頂開，這時通氣量逐漸加大；柴油機大負(fù)荷時，閥完全打開，通風(fēng)量最大，因而起到更新曲軸箱內(nèi)空氣的作用。

（3）油氣分離器式

      在連接曲軸箱與進氣管的管路中連接一個油氣分離器，把從曲軸箱內(nèi)抽吸的油、氣進行分離，使液態(tài)的油流回曲軸箱，氣態(tài)的氣吸入進氣管，這樣可以減少機油的消耗。柴油機工作時，竄入曲軸箱內(nèi)的油氣經(jīng)管路進入油氣分離器，由于該油氣分離器的容積下平面呈傾斜的，所以液態(tài)的油沿斜面、回油管流回曲軸箱，而氣態(tài)的氣經(jīng)連接管進入進氣道。

（4）綜合式

      在連接曲軸箱與進氣管的管路中不僅連接一個單向閥，而且還連接一個油氣分離器，大大減少機油的消耗，保證柴油機在各種工況下機油潤滑的穩(wěn)定。

      在氣缸蓋前罩蓋上安裝曲軸箱通風(fēng)進氣空氣濾清器，在氣缸蓋后罩蓋上安裝曲軸箱通風(fēng)出氣口濾清器，該濾清器內(nèi)有油氣分離作用，因此也稱油氣分離器。油氣分離器里面設(shè)有濾芯，濾芯上端有隔板，使其油氣分離效果更好；單向閥設(shè)在油氣分離器的頂部，這樣擺脫了高溫環(huán)境對閥的粘結(jié)、堵塞等影響。

 

圖3   柴油機曲軸箱通風(fēng)管路布置圖

圖4  柴油機曲軸箱通風(fēng)閥和單向閥位置圖

 

三、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的檢查與維護

 

      曲軸箱通風(fēng)裝置在環(huán)境惡劣、空氣塵土較多的環(huán)境中工作，應(yīng)以8-10小時為周期進行一次保養(yǎng)。

1、檢查管路情況

（1）拆下曲軸箱通風(fēng)裝置的出氣軟管和回流軟管，拆下有關(guān)部件（呼吸器、或單向閥、或油氣分離器）。

（2）檢查管路有無壓扁、壞、漏等情況，然后清洗干凈，并用壓縮空氣吹凈。

（3）按拆卸時相反的順序裝回。

2、檢查單向閥情況

      在裝有單向閥式的強制曲軸箱通風(fēng)裝置，要重點檢查單向閥。如果單向閥粘著而一直打開或阻塞，就不能保證曲軸箱的正常通風(fēng)。當(dāng)閥粘住阻塞后時，發(fā)動機大負(fù)荷通風(fēng)不足，箱內(nèi)的油氣將竄入大氣，污染環(huán)境；當(dāng)閥門一直打開時，就會使發(fā)動機的機油消耗量過大。

（1）檢查閥的真空情況

      在柴油發(fā)電機上擰下單向閥，然后接好通氣軟管，怠速運轉(zhuǎn)柴油發(fā)電機，把手指放在單向閥的開口端，這時手指應(yīng)有真空感，若抬起手指，閥口應(yīng)有“啪、啪”的吸力響聲；如果手指沒有真空感或沒有響聲，應(yīng)清洗單向閥和通氣軟管。

（2）檢查閥的運動情況

      在發(fā)動機上擰下單向閥，用木質(zhì)細(xì)桿插入單向閥，這時閥的柱塞應(yīng)前后運動自如。如果閥的柱塞不動，應(yīng)清洗或更換

 

總結(jié)：

      綜上所述，通過對曲軸箱通風(fēng)管的結(jié)構(gòu)、作用及型式特點的介紹，我們可以看到曲軸箱通風(fēng)管對于柴油機正常工作的重要性。對于柴油機操作員而言，建議定期維修保養(yǎng)曲軸箱通風(fēng)管，避免出現(xiàn)曲軸箱通風(fēng)管故障，同時也可減少柴油發(fā)電機排放廢氣對環(huán)境的污染。

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