汽油發動機呼吸系統驗證方法研究

張仕武　崔軍　李二寶

摘 要：呼吸系統的性能是評價發動機的一個重要指標，本文主要以汽油發動機為研究載體，重點介紹缸蓋護罩、PCV閥等呼吸系統的結構，以及活塞漏氣量、竄油量等試驗驗證方法，分兩個方面進行探討性研究。

關鍵詞：活塞漏氣量；竄油量；缸蓋護罩

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.020

1 呼吸系統的功用及構成

1.1 呼吸系統的功用

（1）將曲軸箱中的油氣混合氣吸出來，經過油氣分離后，分離出的油回到油底殼，分離出的氣隨新鮮空氣進入汽缸燒掉，解決污染問題。

（2）將發動機本體內部壓力控制在一定范圍之內，防止從密封部位（油底殼安裝面、曲軸前側油封、曲軸后側油封、機油尺）泄露機油及防止空氣和水的吸入，同時解決曲軸箱壓力平衡問題。

1.2 呼吸系統的構成

呼吸系統的主要構成部件為：缸蓋罩、油氣分離器、壓力調節閥、單向閥、連接軟管。

（1）缸蓋護罩、油氣分離器的主要作用：主要采用隔油擋板對飛濺油滴進行初步遮擋，再采用小孔板改變氣體的流通截面，通過吸油毛氈對油氣中的油滴進行吸附、凝聚，通過油氣的粗、精分離后，最終根據油滴的自重經過回油道回到油底殼；

（2）壓力調節閥的主要作用：用于調節曲軸箱混合氣的流出量進而控制曲軸箱的壓力；

（3）單向閥的作用：防止液體潤滑油或空氣的回流。

2 呼吸系統驗證方法

2.1 活塞漏氣量試驗

活塞漏氣量通常指發動機在工作過程中從曲軸箱通風管中逃逸出的氣體流量，活塞漏氣量的大小對呼吸系統的設計起到重要作用，活塞漏氣量的測量方法如下： 呼吸系統閉式連接，連接布置，如圖1所示；出水溫度設定：85℃；油底殼溫度試驗范圍：95℃-110℃； 試驗工況：發動機萬有特性試驗過程工況測得漏氣量值。

2.2 竄油量試驗

竄油量通常指發動機在工作過程中從曲軸箱通分管竄出氣體中的機油含量。發動機竄油量的大小是考核呼吸系統油氣分離功能的重要指標。竄油量試驗方法如下：呼吸系統按照原始狀態進行安裝布置，如圖2所示；出水溫度設定：85℃；油底殼溫度試驗范圍：95℃-110℃；試驗工況：該試驗需要在3種工況下測得3組數據，具體工況為：發動機全速全負荷試驗、半速半負荷、向曲軸箱內通150%漏氣量下全速全負荷；試驗過程中集油瓶盡量保持常溫，保證氣體經過時能順利將機油分離出來。

2.3 PCV閥流量特性試驗

PCV是曲軸箱強制通風控制系統，PCV閥主要由閥體、閥門、閥蓋等機件組成，不可拆卸分開。其主要作用是將機體內的氣體通過PCV導入進氣歧管，避免節氣門處結晶、發動機燃燒不充分、排放惡化等現象出現，同時防止機體內部竄氣進入大氣造成污染和發動機機油變質。具體試驗方法如下：呼吸系統按照原始狀態進行閉式連接；在閥門出口處連接流量計測量流速流量；試驗條件：發動機出水溫度設定85℃；油底殼溫度試驗范圍：95℃-110℃；試驗工況：發動機萬有特性試驗工況。

2.4 穩態壓力分布試驗

呼吸系統穩態壓力分布試驗，主要測量發動機呼吸系統中空濾前壓力、空濾后壓力、加機油口蓋處壓力、機油標尺處壓力及曲軸箱出口壓力。通過測量結果分析各壓力之間的關系，進而判斷系統設計的合理性。具體試驗方法如下：呼吸系統按照原始狀態進行閉式連接，如圖3所示；試驗控制：出水溫度設定：85℃；油底殼溫度試驗范圍：95℃-110℃；試驗工況：發動機萬有特性試驗工況。

3 試驗結論

本文主要闡述了汽油發動機呼吸系統的結構組成及試驗方法，講述了判斷呼吸系統設計合理性的試驗指標有：發動機竄油量試驗、呼吸系統穩態壓力分布試驗、PCV閥流量特性試驗。通過以上3種試驗結果數據分析，可以直觀反映出發動機呼吸系統設計過程中存在的具體問題，給其優化設計提供主要依據。

參考文獻：

[1]關文達汽車構造[M].機械工業出版社，1999（09）.

[2]譚正三發動機構造（第2版）[M].機械工業出版社，1996.

[3]黃海燕.汽車發動機試驗學教程[M].清華大學出版社，2009（01）.

作者簡介：張仕武（1990-），本科，工程師，主要從事汽油發動機整機試驗開發工作。endprint