遇到烧机油了怎么办?换油气分离器到底管不管

作者:365体育官网发布日期:2019-12-10 17:52

  对于许多车主来说,烧机油这个话题永远都是一个沉重的话题。汽车烧机油是令很多车主头痛的问题,但是很多人并不清楚这到底是怎么造成的。其实烧机油的原因有很多种,而许多玩车的老爷都会遇到一种人,就是那种“我比主机厂还要懂车”的朋友喜欢对车夸夸其谈,一烧机油就说油气分离器坏了要直接换掉

  那今天泰哥就来和老爷们聊聊,发动机烧机油背后的这个原理和发动机设计那些关系。

  准确的说油气分离器是用来分离窜气(Blow-by)的。以三代EA888来举例,窜气中机油大约占总质量的14.5%,剩下约78.3%为燃料及燃烧产物,7.2%为水。

  如果只关注发动机的四个冲程,概括地说,由于密封的局限性,在内燃机的往复运动过程中,部分已参与燃烧和未燃烧充分的气体会由燃烧室沿着气缸壁『窜』入曲轴箱中,因此形象的称为『窜气』。

  从上图中不难发现,窜气除了在油气分离器的限压阀附近,还存在于发动机进排气门的气门杆的导柱、涡轮与增压器的连接轴边上。这些位置是不是很耳熟?没错,你可以这么理解,机油和窜气是一对好基友,有机油的地方就一定有窜气。

  因为活塞环的高温和燃烧室(正压)与曲轴箱(负压)内的压差 ,使得部分挂在气缸壁和活塞上的机油蒸发成直径<10μm 的油雾进入曲轴箱中(称为精油)。

  发动机中所有做相对运动的零部件都需要润滑,例如曲轴、活塞连杆、凸轮轴等,随着这些零部件的相对运动,润滑油也会以直径>10μm的大颗粒(后文统称为粗油)形式被甩到相临近的发动机内壁上,比如曲轴箱的内壁。

  打个比方:塞住自己的两个鼻孔,闭上嘴巴然后尝试呼气,怎么样,是不是觉得气出去特别难特别累?

  同样的道理,对于曲轴箱来说,它也需要能“呼吸”的“俩鼻孔”——强制曲轴箱通风系统,也就是通常被车主和四儿子叫唤成“油气分离器”的东西。为了防止曲轴箱压力上升,保证密封,并使发动机内零部件保持正常工况,窜气必须被持续不断地排出。

  而这78%左右的燃烧产物和未燃烧燃油,约7%的水汽,若不被排出,一方面碳氢化合物(total hydrocarbons)会稀释机油,加速变质;另一方面水汽遇机油易形成油泥,堵住油路,这就好比你用两根手指插住了鼻孔还闭上嘴呼气一样,感受一下曲轴箱到底有多难受。

  言归正传,内燃机的强制曲轴箱通风系统在开发时会规定四个最基本但是最重要的的要求:

  “就这么个小盒子有这些功能?我这么专业的汽车爱好者,你是不是在逗我?不行我得把枪掏出来”

  对传统的通风系统来说,机油的分离是通过曲轴箱和进气系统(特指与进气歧管)之间的压降(压力差)来实现的。

  某燃油直喷涡轮增压汽油机的油雾发生器台架试验特性区间,横坐标为发动机转速,纵坐标为曲轴箱和进气歧管之间的压降。通过改变窜气质量流量(以下简称窜气量)和压降,以将分离出机油后的气体重新导入发动机进气系统中。

  若混合气中的空燃比过高,那么随窜气一起进入曲轴箱的高沸点燃料成分和由于燃烧所产生的水分凝结到一起。这些冷凝物会长期低速运转和短时间运转的工况下,尤其是在冬天冷启动工况下在曲轴箱内堆积。这些冷凝物会造成曲轴箱被阻塞,甚至阻止机油供给,引起不同程度的发动机故障。

  若燃料相对占比重过多,燃料溶解入机油内会导致密封件的失效。为了防止曲轴箱内的燃料-水油泥堆积,因此经常在汽油机中设计强制曲轴箱通风系统,而PCV的一个最大的功能是保证窜气在气态下,在分离器中将机油和其他成分分开。

  不管是旋风分离器还是马桶,它们的运作原理都是基于是离心力。当然如果你发现你家买菜车的气缸盖上装着一个马桶那你可以提刀去找车厂啦。下图可能更方便理解旋风分离器的原理:

  窜气自入口进入后,精油颗粒因离心力迅速朝着气流速度的切线方向朝外甩出,而由于精油颗粒的密度远大于气体密度,因此精油颗粒朝下沉,被分离后的空气向上甩向出口。

  在以熟悉可爱又可恨的第三代EA888 MQB曲轴箱通风系统继续举例子,我们来聊聊油气分离器是怎么和进气系统是如何在一起做协同作用的呢?

  在全载荷时,因为节气门开度很大(或全开),单向阀1也因为足够负压而开启,此时单向阀2也在正常工作,因此两条路左右开弓,有新鲜空气源源不断在送入燃烧室中,所以强制曲轴箱通风阀不需要工作。

  窜气在正常的系统窜气压力(此处特指窜气在进入旋风分离器之前的压力)下,可以保证旋风分离器97%以上的分离效率。然而有一种情况整个油气分离器的分离效率都会悲剧,那就是窜气流量过大时,一个叫限压阀的东西打开了……

  这部分窜气非但没有经过旋风分离器分离,反倒会顺着进气歧管一起进入燃烧室,任凭旋风分离器分离效率再高,还是有大部分窜气不被分离,然后……尾气冒烟啦夭寿啦你妈炸啦y烧机油啊啊啊!!!

  其实没那么严重,总会有旁边坐着新交的女票边吹牛X边大力轰油门时发现,卧槽劳资居然踩到地板油了还TM忘记换挡的时候,开车时犯个错太正常啦。但是把烧机油全赖给油气分离器是不是就有点过分了?

  如图所示,调压阀的两端分别间接或直接和曲轴箱与进气歧管相连。曲轴箱调压阀是用来在不同的窜气流量下仍然保持曲轴箱和进气歧管两端压力差恒定的,只为保持曲轴箱在负压环境中工作,它的压力调节范围大概在0到-50mbar,也取决于主机厂的Specification中规定供应商在设计验证(Design Validation)中必须达到的数值。

  所以,以后车烧机油要是维修工人让你换油气分离器,老爷们可以把这边文章甩给他们了,这不是油气分离器的问题,是缸体珩磨工艺问题而已!


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