汽油发动机呼吸系统验证方法研究

张仕武　崔军　李二宝

摘 要：呼吸系统的性能是评价发动机的一个重要指标，本文主要以汽油发动机为研究载体，重点介绍缸盖护罩、PCV阀等呼吸系统的结构，以及活塞漏气量、窜油量等试验验证方法，分两个方面进行探讨性研究。

关键词：活塞漏气量；窜油量；缸盖护罩

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

1 呼吸系统的功用及构成

1.1 呼吸系统的功用

（1）将曲轴箱中的油气混合气吸出来，经过油气分离后，分离出的油回到油底壳，分离出的气随新鲜空气进入汽缸烧掉，解决污染问题。

（2）将发动机本体内部压力控制在一定范围之内，防止从密封部位（油底壳安装面、曲轴前侧油封、曲轴后侧油封、机油尺）泄露机油及防止空气和水的吸入，同时解决曲轴箱压力平衡问题。

1.2 呼吸系统的构成

呼吸系统的主要构成部件为：缸盖罩、油气分离器、压力调节阀、单向阀、连接软管。

（1）缸盖护罩、油气分离器的主要作用：主要采用隔油挡板对飞溅油滴进行初步遮挡，再采用小孔板改变气体的流通截面，通过吸油毛毡对油气中的油滴进行吸附、凝聚，通过油气的粗、精分离后，最终根据油滴的自重经过回油道回到油底壳；

（2）压力调节阀的主要作用：用于调节曲轴箱混合气的流出量进而控制曲轴箱的压力；

（3）单向阀的作用：防止液体润滑油或空气的回流。

2 呼吸系统验证方法

2.1 活塞漏气量试验

活塞漏气量通常指发动机在工作过程中从曲轴箱通风管中逃逸出的气体流量，活塞漏气量的大小对呼吸系统的设计起到重要作用，活塞漏气量的测量方法如下： 呼吸系统闭式连接，连接布置，如图1所示；出水温度设定：85℃；油底壳温度试验范围：95℃-110℃； 试验工况：发动机万有特性试验过程工况测得漏气量值。

2.2 窜油量试验

窜油量通常指发动机在工作过程中从曲轴箱通分管窜出气体中的机油含量。发动机窜油量的大小是考核呼吸系统油气分离功能的重要指标。窜油量试验方法如下：呼吸系统按照原始状态进行安装布置，如图2所示；出水温度设定：85℃；油底壳温度试验范围：95℃-110℃；试验工况：该试验需要在3种工况下测得3组数据，具体工况为：发动机全速全负荷试验、半速半负荷、向曲轴箱内通150%漏气量下全速全负荷；试验过程中集油瓶尽量保持常温，保证气体经过时能顺利将机油分离出来。

2.3 PCV阀流量特性试验

PCV是曲轴箱强制通风控制系统，PCV阀主要由阀体、阀门、阀盖等机件组成，不可拆卸分开。其主要作用是将机体内的气体通过PCV导入进气歧管，避免节气门处结晶、发动机燃烧不充分、排放恶化等现象出现，同时防止机体内部窜气进入大气造成污染和发动机机油变质。具体试验方法如下：呼吸系统按照原始状态进行闭式连接；在阀门出口处连接流量计测量流速流量；试验条件：发动机出水温度设定85℃；油底壳温度试验范围：95℃-110℃；试验工况：发动机万有特性试验工况。

2.4 稳态压力分布试验

呼吸系统稳态压力分布试验，主要测量发动机呼吸系统中空滤前压力、空滤后压力、加机油口盖处压力、机油标尺处压力及曲轴箱出口压力。通过测量结果分析各压力之间的关系，进而判断系统设计的合理性。具体试验方法如下：呼吸系统按照原始状态进行闭式连接，如图3所示；试验控制：出水温度设定：85℃；油底壳温度试验范围：95℃-110℃；试验工况：发动机万有特性试验工况。

3 试验结论

本文主要阐述了汽油发动机呼吸系统的结构组成及试验方法，讲述了判断呼吸系统设计合理性的试验指标有：发动机窜油量试验、呼吸系统稳态压力分布试验、PCV阀流量特性试验。通过以上3种试验结果数据分析，可以直观反映出发动机呼吸系统设计过程中存在的具体问题，给其优化设计提供主要依据。

参考文献：

[1]关文达汽车构造[M].机械工业出版社，1999（09）.

[2]譚正三发动机构造（第2版）[M].机械工业出版社，1996.

[3]黄海燕.汽车发动机试验学教程[M].清华大学出版社，2009（01）.

作者简介：张仕武（1990-），本科，工程师，主要从事汽油发动机整机试验开发工作。endprint