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性能特点和作用说明 |
柴油发动机曲轴箱通风管路的作用 |
摘要：曲轴箱通风管是柴油机运转时必不可少的部件，它的主要作用是将工作过程中产生的废气和热量排放到气候环境之外，以确保柴油机的正常工作，同时保证了柴油机在工作时所需要的气体清洁、干燥和充氧。另外，由于多数曲轴箱通风管将排出的废气引入燃烧室燃烧，避免了污染大气，因此从这方面来讲，此系统还具有环保的功能，所以曲轴箱都设有通风装置。
一、曲轴箱通风系统结构与原理
柴油发电机曲轴箱通风方法有两种，一种采用自然通风法，一种采用强制通风（PCV）法。由于自然通风法将废气直接导入大气中，不但会造成燃料的浪费，还会增加大气污染，并且通风的效果也不好，因此现已淘汰。强制通风法利用柴油发电机进气管道内的真空作用，使曲轴箱内的气体强制吸入气缸中，提高了柴油发电机燃油经济性，避免了污染环境。
1、曲轴箱通气管的作用
曲轴箱通气管工作原理如图1所示。四冲程柴油发电机工作时，因活塞下行，对曲轴箱中的气体进行压缩，加上润滑油温度升高，使曲轴箱中的压力加大，这种压力称为背压。背压太大时，会使曲轴箱内的润滑油大量挤入燃烧室燃烧，同时活塞下行时要克服背压的阻力，使输出功率受到损失。有些四冲程柴油发电机曲轴箱通气管的作用，就是减小曲轴箱内的压力。主要作用如下：
（1）防止机油变质；
（2）防止曲轴油封、曲轴箱衬垫渗漏；
（3）防止机体内零件被腐蚀；
（4）防止各种油蒸气污染大气； 在实际使用中，由于通气管的堵塞在所难免，要保持其畅通，就必须要求做定期的保养工作。在一般工作环境下，可每隔100小时为一个保养周期；
2、曲轴箱通气管的位置
曲轴箱通气管的位置如图2所示。在曲轴箱两气门推杆孔之间，有1个与气门室相通的小孔，在气缸体气门室的一侧装有通气弯管，管内装有1颗钢球，管帽栓在管口外。当活塞上行时，钢球将气孔堵住，使大气不能进入，曲轴箱内气压降低，把气门室、滚球轴承等处多余的润滑油吸回曲轴箱内;当活塞下行时，曲轴箱内的压力又将钢球顶开，减小了曲轴箱内的压力。有些柴油发电机的通气管位于固定油箱的一侧。为了防止空气中的灰尘进入曲轴箱，在气筒内加有过滤网或胶木活门。
柴油发电机上都装有曲轴箱通气管，俗称呼吸器或通气管，它可使曲轴箱内腔与大气相通，降低油耗，减少故障，保证良好地工作性能。柴油发电机工作时，气缸内的气体总不免要漏入曲轴箱内，缸套、活塞、活塞环等零件磨损后漏气更为严重。气体漏入曲轴箱后会使曲轴箱内的气体压力升高，造成机体和油壳结合面处以及机油标尺孔处向外漏机油。加之漏入的气体中含有二氧化碳，温度又高，会加速机油变质，特别是单缸柴油发电机当活塞下行时，曲轴箱内的气体受压缩，对活塞运动造成阻力。
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图1 曲轴箱通风系统工作原理图 |
图2 柴油机曲轴箱通风孔位置图 |
二、曲轴箱通风系统的形式和特点
1、自然通风
自曲轴箱内抽出的气体可以直接导入大气中去，这种通风方式叫自然通风。这种通风方式结构比较简单，使用方便，但导入大气中的可燃混合气和机油蒸气容易污染大气，因此，现代柴油机使用不多。按导入大气中的方式自然通风有普通式和呼吸器式。
（1）普通式
曲轴箱内的油蒸气通过机油管的加油口直接与大气相通。这种通风方式不需要专门的机件，各种油蒸气直接排入到大气中去，对大气产生了污染，因此它适用于要求不高的农村用的一些拖拉机上的内燃机。
（2）呼吸器式
曲轴箱内的油蒸气通过一个呼吸器式的装置与大气相通。这种呼吸器装置是一个过滤装置可将有害气体吸附，防止污染大气。呼吸器用螺栓固定在气缸体上的一侧，底部的侧面有一进气口与曲轴箱相通，上部的出气口用二橡胶管与大气相通。呼吸器内部焊有两层填满镀钵钢丝的过滤网，以分离油雾和气体。
柴油机工作时，窜入曲轴箱的各种气体由呼吸器的进气口；进入呼吸器，经过滤网的过滤、分离，最后干净的空气由出气口经橡胶管排出。由于有两层过滤网，油雾极少排出，既保证了曲轴箱内的压力平衡，又防止曲轴箱内的油气对大气的污染。
2、强制通风
利用柴油机进气系统的抽吸作用抽吸曲轴箱内的气体，这种通风方式叫强制通风，也叫PCV阀通风，如图3所示。这种通风方式结构有些复杂，但可以将窜入曲轴箱内的可燃混合气和废气回收使用，不仅有利于提高柴油机的经济性，而且还减轻柴油机的排放污染，因此在现代汽车柴油机上广泛使用。按抽吸曲轴箱内气体的形式强制通风有一般式、单向阀式、油气分离式和综合式。
（1）一般式
只是用橡胶管把曲轴箱与进气管道连接起来的通风方式为一般式强制通风。这种通风方式结构比较简单，只需管路连接，中间不需要其它部件连接，适用于一些小型柴油机上。柴油机工作时，曲轴箱内气体经出气管吸入化油器，由空气滤清器滤清的新鲜空气经进气软管、气门室罩补充到曲轴箱。
（2）单向阀式
在连接曲轴箱与进气管的管路中连接一个单向阀，防止把曲轴箱内的机油吸出，在柴油机上所处位置如图4所示。当柴油机工作时，曲轴箱内的蒸气经出气管、单向阀吸入气缸中，而新鲜空气经气门室罩上的小空气滤清器进入曲轴箱内。单向阀的作用是防止柴油机在低速小负荷时进气管的真空度太大而将机油从曲轴箱内吸出。
柴油机在怠速时进气管内真空度大，单向阀被吸在阀座上，曲轴箱内废气经阀上小孔进入进气管；随柴油机负荷增大，进气管的真空度下降，阀在弹簧力的作用下向外顶开，这时通气量逐渐加大；柴油机大负荷时，阀完全打开，通风量最大，因而起到更新曲轴箱内空气的作用。
（3）油气分离器式
在连接曲轴箱与进气管的管路中连接一个油气分离器，把从曲轴箱内抽吸的油、气进行分离，使液态的油流回曲轴箱，气态的气吸入进气管，这样可以减少机油的消耗。柴油机工作时，窜入曲轴箱内的油气经管路进入油气分离器，由于该油气分离器的容积下平面呈倾斜的，所以液态的油沿斜面、回油管流回曲轴箱，而气态的气经连接管进入进气道。
（4）综合式
在连接曲轴箱与进气管的管路中不仅连接一个单向阀，而且还连接一个油气分离器，大大减少机油的消耗，保证柴油机在各种工况下机油润滑的稳定。
在气缸盖前罩盖上安装曲轴箱通风进气空气滤清器，在气缸盖后罩盖上安装曲轴箱通风出气口滤清器，该滤清器内有油气分离作用，因此也称油气分离器。油气分离器里面设有滤芯，滤芯上端有隔板，使其油气分离效果更好；单向阀设在油气分离器的顶部，这样摆脱了高温环境对阀的粘结、堵塞等影响。
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图3 柴油机曲轴箱通风管路布置图 |
图4 柴油机曲轴箱通风阀和单向阀位置图 |
三、曲轴箱通风系统的检查与维护
曲轴箱通风装置在环境恶劣、空气尘土较多的环境中工作，应以8-10小时为周期进行一次保养。
1、检查管路情况
（1）拆下曲轴箱通风装置的出气软管和回流软管，拆下有关部件（呼吸器、或单向阀、或油气分离器）。
（2）检查管路有无压扁、坏、漏等情况，然后清洗干净，并用压缩空气吹净。
（3）按拆卸时相反的顺序装回。
2、检查单向阀情况
在装有单向阀式的强制曲轴箱通风装置，要重点检查单向阀。如果单向阀粘着而一直打开或阻塞，就不能保证曲轴箱的正常通风。当阀粘住阻塞后时，发动机大负荷通风不足，箱内的油气将窜入大气，污染环境；当阀门一直打开时，就会使发动机的机油消耗量过大。
（1）检查阀的真空情况
在柴油发电机上拧下单向阀，然后接好通气软管，怠速运转柴油发电机，把手指放在单向阀的开口端，这时手指应有真空感，若抬起手指，阀口应有“啪、啪”的吸力响声；如果手指没有真空感或没有响声，应清洗单向阀和通气软管。
（2）检查阀的运动情况
在发动机上拧下单向阀，用木质细杆插入单向阀，这时阀的柱塞应前后运动自如。如果阀的柱塞不动，应清洗或更换
总结：
综上所述，通过对曲轴箱通风管的结构、作用及型式特点的介绍，我们可以看到曲轴箱通风管对于柴油机正常工作的重要性。对于柴油机操作员而言，建议定期维修保养曲轴箱通风管，避免出现曲轴箱通风管故障，同时也可减少柴油发电机排放废气对环境的污染。
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