性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明

柴油發(fā)動(dòng)機曲軸箱通風(fēng)管路的作用

 

摘要：曲軸箱通風(fēng)管是柴油機運轉時(shí)必不可少的部件，它的主要作用是將工作過(guò)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(shí)保證了柴油機在工作時(shí)所需要的氣體清潔、干燥和充氧。另外，由于多數曲軸箱通風(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(lái)講，此系統還具有環(huán)保的功能，所以曲軸箱都設有通風(fēng)裝置。

 

一、曲軸箱通風(fēng)系統結構與原理

      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)法將廢氣直接導入大氣中，不但會(huì )造成燃料的浪費，還會(huì )增加大氣污染，并且通風(fēng)的效果也不好，因此現已淘汰。強制通風(fēng)法利用柴油發(fā)電機進(jìn)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(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(shí)，因活塞下行，對曲軸箱中的氣體進(jìn)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(chēng)為背壓。背壓太大時(shí)，會(huì )使曲軸箱內的潤滑油大量擠入燃燒室燃燒，同時(shí)活塞下行時(shí)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）防止機體內零件被腐蝕；

（4）防止各種油蒸氣污染大氣；  在實(shí)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(huán)境下，可每隔100小時(shí)為一個(gè)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(mén)推桿孔之間，有1個(gè)與氣門(mén)室相通的小孔，在氣缸體氣門(mén)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(shí)，鋼球將氣孔堵住，使大氣不能進(jìn)入，曲軸箱內氣壓降低，把氣門(mén)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(shí)，曲軸箱內的壓力又將鋼球頂開(kāi)，減小了曲軸箱內的壓力。有些柴油發(fā)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(jìn)入曲軸箱，在氣筒內加有過(guò)濾網(wǎng)或膠木活門(mén)。

      柴油發(fā)電機上都裝有曲軸箱通氣管，俗稱(chēng)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(fā)電機工作時(shí)，氣缸內的氣體總不免要漏入曲軸箱內，缸套、活塞、活塞環(huán)等零件磨損后漏氣更為嚴重。氣體漏入曲軸箱后會(huì )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(huì )加速機油變質(zhì)，特別是單缸柴油發(fā)電機當活塞下行時(shí)，曲軸箱內的氣體受壓縮，對活塞運動(dòng)造成阻力。

圖1  曲軸箱通風(fēng)系統工作原理圖

圖2  柴油機曲軸箱通風(fēng)孔位置圖

二、曲軸箱通風(fēng)系統的形式和特點(diǎn)

 

1、自然通風(fēng)

      自曲軸箱內抽出的氣體可以直接導入大氣中去，這種通風(fēng)方式叫自然通風(fēng)。這種通風(fēng)方式結構比較簡(jiǎn)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(fēng)有普通式和呼吸器式。

（1）普通式

      曲軸箱內的油蒸氣通過(guò)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(zhuān)門(mén)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(guò)一個(gè)呼吸器式的裝置與大氣相通。這種呼吸器裝置是一個(gè)過(guò)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(jìn)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(mǎn)鍍缽鋼絲的過(guò)濾網(wǎng)，以分離油霧和氣體。

      柴油機工作時(shí)，竄入曲軸箱的各種氣體由呼吸器的進(jìn)氣口；進(jìn)入呼吸器，經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)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(guò)濾網(wǎng)，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(fēng)

      利用柴油機進(jìn)氣系統的抽吸作用抽吸曲軸箱內的氣體，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(jīng)濟性，而且還減輕柴油機的排放污染，因此在現代汽車(chē)柴油機上廣泛使用。按抽吸曲軸箱內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(jìn)氣管道連接起來(lái)的通風(fēng)方式為一般式強制通風(fēng)。這種通風(fēng)方式結構比較簡(jiǎn)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(shí)，曲軸箱內氣體經(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(jìn)氣軟管、氣門(mén)室罩補充到曲軸箱。

（2）單向閥式

      在連接曲軸箱與進(jìn)氣管的管路中連接一個(gè)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(shí)，曲軸箱內的蒸氣經(jīng)出氣管、單向閥吸入氣缸中，而新鮮空氣經(jīng)氣門(mén)室罩上的小空氣濾清器進(jìn)入曲軸箱內。單向閥的作用是防止柴油機在低速小負荷時(shí)進(jìn)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(shí)進(jìn)氣管內真空度大，單向閥被吸在閥座上，曲軸箱內廢氣經(jīng)閥上小孔進(jìn)入進(jìn)氣管；隨柴油機負荷增大，進(jìn)氣管的真空度下降，閥在彈簧力的作用下向外頂開(kāi)，這時(shí)通氣量逐漸加大；柴油機大負荷時(shí)，閥完全打開(kāi)，通風(fēng)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(jìn)氣管的管路中連接一個(gè)油氣分離器，把從曲軸箱內抽吸的油、氣進(jìn)行分離，使液態(tài)的油流回曲軸箱，氣態(tài)的氣吸入進(jìn)氣管，這樣可以減少機油的消耗。柴油機工作時(shí)，竄入曲軸箱內的油氣經(jīng)管路進(jìn)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(jìn)入進(jìn)氣道。

（4）綜合式

      在連接曲軸箱與進(jìn)氣管的管路中不僅連接一個(gè)單向閥，而且還連接一個(gè)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(fēng)進(jìn)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，該濾清器內有油氣分離作用，因此也稱(chēng)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(huán)境對閥的粘結、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，應以8-10小時(shí)為周期進(jìn)行一次保養。

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(wú)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(shí)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(diǎn)檢查單向閥。如果單向閥粘著(zhù)而一直打開(kāi)或阻塞，就不能保證曲軸箱的正常通風(fēng)。當閥粘住阻塞后時(shí)，發(fā)動(dòng)機大負荷通風(fēng)不足，箱內的油氣將竄入大氣，污染環(huán)境；當閥門(mén)一直打開(kāi)時(shí)，就會(huì )使發(fā)動(dòng)機的機油消耗量過(guò)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，怠速運轉柴油發(fā)電機，把手指放在單向閥的開(kāi)口端，這時(shí)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(méi)有真空感或沒(méi)有響聲，應清洗單向閥和通氣軟管。

（2）檢查閥的運動(dòng)情況

      在發(fā)動(dòng)機上擰下單向閥，用木質(zhì)細桿插入單向閥，這時(shí)閥的柱塞應前后運動(dòng)自如。如果閥的柱塞不動(dòng)，應清洗或更換

 

總結：

      綜上所述，通過(guò)對曲軸箱通風(fēng)管的結構、作用及型式特點(diǎn)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，建議定期維修保養曲軸箱通風(fēng)管，避免出現曲軸箱通風(fēng)管故障，同時(shí)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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