某汽車曲軸箱通風低溫問題分析

韓小偉 郭文舉

摘 要：曲軸箱通風系統是汽車非常重要的部件。對于某汽車曲軸箱通風低溫導致的結冰問題，本文綜合失效機理、臺架試驗、整車路試等方面數據進行分析，給出解決思路，制定解決方案，并進行問題驗證，為同行業從業人員提供參考依據。

關鍵詞：曲軸箱通風；低溫；結冰；汽車

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）14-00153-02

Analysis of the Ventilated Low Temperature of an Automobile Crankcase

HAN Xiaowei GUO Wenju

（Wuhu Institute of Technology，Wuhu Anhui 241003）

Abstract： Crankcase ventilation system is a very important part of vehicle. For the ice problem caused by the low temperature ventilation of a car crankcase， this paper analyzed the data of the comprehensive failure mechanism， the bench test and the whole vehicle road test， gave the solution， formulating the solution， and verified the problem， and provided the reference basis for the employees in the same industry.

Keywords： crankcase ventilation；low temperature；ice ；automobile

汽車曲軸箱通風系統一方面可以提高發動機排放的環保性和經濟性；另一方面，也能防止箱體內部壓力過高，延長潤滑油使用壽命，減輕零部件磨損及腐蝕，并防止漏油。因此，曲軸箱通風系統一旦失效，就會導致發動機竄氣，加速油品氧化變質，并易導致零件磨損和潤滑油滲漏流失。

1 汽車曲軸箱通風系統及其工作原理

汽油發動機在運轉過程中，氣缸燃燒室的混合氣不可避免地存在竄入曲軸箱的情況。為及時將這些氣體導出，避免曲軸箱內部污染及壓力過大造成的負面影響，以維護發動機的正常運行，幾乎所有發動機都設計有曲軸箱通風系統[1]。曲軸箱通風系統結構如圖1所示。發動機在工作時，新鮮空氣的流經線路用虛心箭頭表示，首先其經由空氣濾清器（AIR CLEANER）進入進氣總管，大部分氣體經過節氣門進入氣缸和燃油形成混合氣進而做功燃燒。另一部分新鮮空氣在節氣門前經過呼吸管（BREATHER HOSE）進入下部的曲軸箱，并在曲軸箱內和竄出氣缸的混合氣先混合。混合后的氣體由于受到進氣歧管處氣缸吸力的作用，會通過缸蓋上的出氣孔、油氣分離器、PCV閥和通風軟管（PCV HOSE）進入節氣門后方的進氣歧管，這種被吸入進氣歧管處的混合氣與新鮮混合氣一起進入氣缸再次燃燒。由此，竄入曲軸箱的廢氣就被氣缸循環吸入做功了，也有效平衡了曲軸箱系統的氣體壓力。

新鮮空氣由空氣濾清器進入曲軸箱在曲軸箱內和竄出氣缸的混合氣先混合，混合后的氣體通過缸蓋上的出氣孔、PCV閥和通風軟管進入進氣歧管。發動機工作時，進氣管處的吸力將曲軸箱內的混合氣吸入進氣管，與新鮮混合氣一起進入氣缸再次燃燒。

2 曲軸箱通風系統低溫故障癥狀

某公司汽車新品上市后，在我國東北地區冬季-25℃以下環境中進行道路試驗，汽車在高速行車2h左右，發現機油燈報警，試驗車輛立即到4S店檢修。初步以為是機油系統故障，先后檢查了機油油質、油量、濾清器、油泵及機油報警系統線路后，發現各處質量完好。進而檢查機油油封，發現曲軸軸承油封鼓出，出現滲漏油現象。通過分析可知，該次故障主要是結冰所致。針對此類故障，需要進行原因分析和質量整改。

3 曲軸箱通風系統低溫問題原因分析

針對此問題現象，由圖2魚刺圖可知，主要原因是水汽、油氣，影響因素是發動機負荷（發動機漏氣量）、燃油（乙醇燃料）和溫度（曲軸箱結口位置溫度、曲軸管路長度、管路保溫、整車潛藏溫度場對流交換熱量和環境溫度等），其失效機理是含水汽、油氣的曲軸箱廢氣在流回進氣系統時，因溫度急劇降低而導致結冰。

接下來對故障車型進行排查分析，試車員從前艙溫度（排氣歧管布置、前艙護板使用）和曲通管路走向布置（走向避風、管路長度、保溫措施）來進行排查分析。在分析曲軸箱通風系統管路布置合理性時，重點檢查管路接頭位置和管路口徑大小。通過排查發現，發動機曲軸箱通風系統的曲通管接頭處出現結冰堵塞，歧管或進氣管廢氣接口處出現結冰堵塞，曲通管結冰導致油封鼓出，是冬季出現低溫情況時導致結冰所致。

整車主機生產廠根據售后對曲軸箱通風系統低溫結冰問題的反饋，為了驗證問題的存在，在汽車整車生產廠內冷庫實驗室進行冷庫模擬試驗分析，拍照記錄分析的試驗記錄如表1所示。

4 問題整改措施

經過實驗驗證和專家評審，為了徹底解決曲軸箱低溫造成的結冰問題，公司采取了以下幾方面的整改措施。第一，為了提升曲軸箱保溫效果，需要增大汽車發動機艙曲軸箱護板的面積，并在護板下部加裝側護板，曲通管的布置位置靠近缸體側。第二，為了使曲軸箱靠近熱源，將排氣歧管位置向前平移2cm布置，以增強其對前艙溫度的影響。第三，為了改善曲軸軸承處的密封結構，在軸承處增加了機油鼓油封、鼓油封泄壓閥，同時提出了曲通管路包裹方案。

通過試驗得出，再也沒有出現結冰堵塞情況，且整改效果總體優于試驗驗證效果。

本公司工程技術人員在進行曲軸箱通風系統低溫結冰問題整改時，本著最小改動、最低成本的原則，提出了曲軸箱護板加大、軸承鼓油封結構優化、曲通管路位置布置調整、曲通管長度變短和通風管路保護包裹等整改措施，順利解決了此問題。

參考文獻：

[1]唐緒華，李光杰，朱戈.一種防止發動機曲軸箱通風管路結冰方法[J].上海汽車，2014（1）：18-20.