某汽车曲轴箱通风低温问题分析

韩小伟 郭文举

摘 要：曲轴箱通风系统是汽车非常重要的部件。对于某汽车曲轴箱通风低温导致的结冰问题，本文综合失效机理、台架试验、整车路试等方面数据进行分析，给出解决思路，制定解决方案，并进行问题验证，为同行业从业人员提供参考依据。

关键词：曲轴箱通风；低温；结冰；汽车

中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：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

汽車曲轴箱通风系统一方面可以提高发动机排放的环保性和经济性；另一方面，也能防止箱体内部压力过高，延长润滑油使用寿命，减轻零部件磨损及腐蚀，并防止漏油。因此，曲轴箱通风系统一旦失效，就会导致发动机窜气，加速油品氧化变质，并易导致零件磨损和润滑油渗漏流失。

1 汽车曲轴箱通风系统及其工作原理

汽油发动机在运转过程中，气缸燃烧室的混合气不可避免地存在窜入曲轴箱的情况。为及时将这些气体导出，避免曲轴箱内部污染及压力过大造成的负面影响，以维护发动机的正常运行，几乎所有发动机都设计有曲轴箱通风系统[1]。曲轴箱通风系统结构如图1所示。发动机在工作时，新鲜空气的流经线路用虚心箭头表示，首先其经由空气滤清器（AIR CLEANER）进入进气总管，大部分气体经过节气门进入气缸和燃油形成混合气进而做功燃烧。另一部分新鲜空气在节气门前经过呼吸管（BREATHER HOSE）进入下部的曲轴箱，并在曲轴箱内和窜出气缸的混合气先混合。混合后的气体由于受到进气歧管处气缸吸力的作用，会通过缸盖上的出气孔、油气分离器、PCV阀和通风软管（PCV HOSE）进入节气门后方的进气歧管，这种被吸入进气歧管处的混合气与新鲜混合气一起进入气缸再次燃烧。由此，窜入曲轴箱的废气就被气缸循环吸入做功了，也有效平衡了曲轴箱系统的气体压力。

新鲜空气由空气滤清器进入曲轴箱在曲轴箱内和窜出气缸的混合气先混合，混合后的气体通过缸盖上的出气孔、PCV阀和通风软管进入进气歧管。发动机工作时，进气管处的吸力将曲轴箱内的混合气吸入进气管，与新鲜混合气一起进入气缸再次燃烧。

2 曲轴箱通风系统低温故障症状

某公司汽车新品上市后，在我国东北地区冬季-25℃以下环境中进行道路试验，汽车在高速行车2h左右，发现机油灯报警，试验车辆立即到4S店检修。初步以为是机油系统故障，先后检查了机油油质、油量、滤清器、油泵及机油报警系统线路后，发现各处质量完好。进而检查机油油封，发现曲轴轴承油封鼓出，出现渗漏油现象。通过分析可知，该次故障主要是结冰所致。针对此类故障，需要进行原因分析和质量整改。

3 曲轴箱通风系统低温问题原因分析

针对此问题现象，由图2鱼刺图可知，主要原因是水汽、油气，影响因素是发动机负荷（发动机漏气量）、燃油（乙醇燃料）和温度（曲轴箱结口位置温度、曲轴管路长度、管路保温、整车潜藏温度场对流交换热量和环境温度等），其失效机理是含水汽、油气的曲轴箱废气在流回进气系统时，因温度急剧降低而导致结冰。

接下来对故障车型进行排查分析，试车员从前舱温度（排气歧管布置、前舱护板使用）和曲通管路走向布置（走向避风、管路长度、保温措施）来进行排查分析。在分析曲轴箱通风系统管路布置合理性时，重点检查管路接头位置和管路口径大小。通过排查发现，发动机曲轴箱通风系统的曲通管接头处出现结冰堵塞，歧管或进气管废气接口处出现结冰堵塞，曲通管结冰导致油封鼓出，是冬季出现低温情况时导致结冰所致。

整车主机生产厂根据售后对曲轴箱通风系统低温结冰问题的反馈，为了验证问题的存在，在汽车整车生产厂内冷库实验室进行冷库模拟试验分析，拍照记录分析的试验记录如表1所示。

4 问题整改措施

经过实验验证和专家评审，为了彻底解决曲轴箱低温造成的结冰问题，公司采取了以下几方面的整改措施。第一，为了提升曲轴箱保温效果，需要增大汽车发动机舱曲轴箱护板的面积，并在护板下部加装侧护板，曲通管的布置位置靠近缸体侧。第二，为了使曲轴箱靠近热源，将排气歧管位置向前平移2cm布置，以增强其对前舱温度的影响。第三，为了改善曲轴轴承处的密封结构，在轴承处增加了机油鼓油封、鼓油封泄压阀，同时提出了曲通管路包裹方案。

通过试验得出，再也没有出现结冰堵塞情况，且整改效果总体优于试验验证效果。

本公司工程技术人员在进行曲轴箱通风系统低温结冰问题整改时，本着最小改动、最低成本的原则，提出了曲轴箱护板加大、轴承鼓油封结构优化、曲通管路位置布置调整、曲通管长度变短和通风管路保护包裹等整改措施，顺利解决了此问题。

参考文献：

[1]唐绪华，李光杰，朱戈.一种防止发动机曲轴箱通风管路结冰方法[J].上海汽车，2014（1）：18-20.