性能特點和作用說明

柴油發動機曲軸箱通風管路的作用

 

摘要：曲軸箱通風管是柴油機運轉時必不可少的部件，它的主要作用是將工作過程中產生的廢氣和熱量排放到氣候環境之外，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，由于多數曲軸箱通風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，此系統還具有環保的功能，所以曲軸箱都設有通風裝置。

 

一、曲軸箱通風系統結構與原理

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

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。有些四沖程柴油發電機曲軸箱通氣管的作用，就是減小曲軸箱內的壓力。主要作用如下：

（1）防止機油變質；

（2）防止曲軸油封、曲軸箱襯墊滲漏；

（3）防止機體內零件被腐蝕；

（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工作。在一般工作環境下，可每隔100小時為一個保養周期；

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裝有通氣彎管，管內裝有1顆鋼球，管帽栓在管口外。當活塞上行時，鋼球將氣孔堵住，使大氣不能進入，曲軸箱內氣壓降低，把氣門室、滾球軸承等處多余的潤滑油吸回曲軸箱內;當活塞下行時，曲軸箱內的壓力又將鋼球頂開，減小了曲軸箱內的壓力。有些柴油發電機的通氣管位于固定油箱的一側。為了防止空氣中的灰塵進入曲軸箱，在氣筒內加有過濾網或膠木活門。

      柴油發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。柴油發電機工作時，氣缸內的氣體總不免要漏入曲軸箱內，缸套、活塞、活塞環等零件磨損后漏氣更為嚴重。氣體漏入曲軸箱后會使曲軸箱內的氣體壓力升高，造成機體和油殼結合面處以及機油標尺孔處向外漏機油。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，特別是單缸柴油發電機當活塞下行時，曲軸箱內的氣體受壓縮，對活塞運動造成阻力。

圖1  曲軸箱通風系統工作原理圖

圖2  柴油機曲軸箱通風孔位置圖

二、曲軸箱通風系統的形式和特點

 

1、自然通風

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

（1）普通式

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

（2）呼吸器式

      曲軸箱內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，底部的側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。呼吸器內部焊有兩層填滿鍍缽鋼絲的過濾網，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，經過濾網的過濾、分離，最后干凈的空氣由出氣口經橡膠管排出。由于有兩層過濾網，油霧極少排出，既保證了曲軸箱內的壓力平衡，又防止曲軸箱內的油氣對大氣的污染。

2、強制通風

      利用柴油機進氣系統的抽吸作用抽吸曲軸箱內的氣體，這種通風方式叫強制通風，也叫PCV閥通風，如圖3所示。這種通風方式結構有些復雜，但可以將竄入曲軸箱內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濟性，而且還減輕柴油機的排放污染，因此在現代汽車柴油機上廣泛使用。按抽吸曲軸箱內氣體的形式強制通風有一般式、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方式為一般式強制通風。這種通風方式結構比較簡單，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，曲軸箱內氣體經出氣管吸入化油器，由空氣濾清器濾清的新鮮空氣經進氣軟管、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，防止把曲軸箱內的機油吸出，在柴油機上所處位置如圖4所示。當柴油機工作時，曲軸箱內的蒸氣經出氣管、單向閥吸入氣缸中，而新鮮空氣經氣門室罩上的小空氣濾清器進入曲軸箱內。單向閥的作用是防止柴油機在低速小負荷時進氣管的真空度太大而將機油從曲軸箱內吸出。

      柴油機在怠速時進氣管內真空度大，單向閥被吸在閥座上，曲軸箱內廢氣經閥上小孔進入進氣管；隨柴油機負荷增大，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；柴油機大負荷時，閥完全打開，通風量最大，因而起到更新曲軸箱內空氣的作用。

（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，把從曲軸箱內抽吸的油、氣進行分離，使液態的油流回曲軸箱，氣態的氣吸入進氣管，這樣可以減少機油的消耗。柴油機工作時，竄入曲軸箱內的油氣經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，所以液態的油沿斜面、回油管流回曲軸箱，而氣態的氣經連接管進入進氣道。

（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定。

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

 

圖3   柴油機曲軸箱通風管路布置圖

圖4  柴油機曲軸箱通風閥和單向閥位置圖

 

三、曲軸箱通風系統的檢查與維護

 

      曲軸箱通風裝置在環境惡劣、空氣塵土較多的環境中工作，應以8-10小時為周期進行一次保養。

1、檢查管路情況

（1）拆下曲軸箱通風裝置的出氣軟管和回流軟管，拆下有關部件（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。當閥粘住阻塞后時，發動機大負荷通風不足，箱內的油氣將竄入大氣，污染環境；當閥門一直打開時，就會使發動機的機油消耗量過大。

（1）檢查閥的真空情況

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

（2）檢查閥的運動情況

      在發動機上擰下單向閥，用木質細桿插入單向閥，這時閥的柱塞應前后運動自如。如果閥的柱塞不動，應清洗或更換

 

總結：

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

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