(1)基本结构原理。曲轴箱强制通风(PCV)系统的作用是清除发动机曲轴箱的有害废气和燃油蒸气,以免它们进入大气污染环境。此外,PCV系统还能平衡曲轴箱内的压力,防止发动机损坏。 在发动机运转期间,空气、燃油和废气窜过活塞环聚集在曲轴箱内。如果不加清除,曲轴箱内聚集的蒸气会形成很大的压力,足以损坏发动机密封件和缸垫。这些蒸气也能污染机油,导致机油变质。PCV系统将这些蒸气和新鲜空气混合后送入进气歧管。一般来说PCV系统能够起到以下作用。 排除曲轴箱内的潮气和腐蚀物,最大限度提高机油的清洁度;防止曲轴箱蒸气引燃;根据发动机工况要求,PCⅤ阀自动调节进入发动机进气系统的曲轴箱废气流量。曲轴箱强制通风系统工作原理如图6-167所示。
(2)PCV阀结构与工作原理。早期的发动机在气门室罩盖上设置了PCV阀,该阀用于控制曲轴箱窜气和进气混合的速率,在PCV阀内部有双头柱塞和弹簧。随着曲轴箱压力和进气歧管真空度相对改变,柱塞前后移动以阻塞或释放曲轴箱窜气。
PCV阀采用真空方式调节进入进气歧管或节气门体的空气和曲轴箱的蒸气量,同时防止回火进入曲轴箱。新鲜空气从外置空气滤清器或空气出口管流经封闭软管进入曲轴箱。
①怠速时的PCV阀工作原理。发动机怠速运转时进气歧管的真空度很高,高真空度把PCV阀中的活塞吸到如图6-168所示的顶端较窄的地方,使得通往进气歧管的通道很窄,限制了曲轴箱气体的流量。
怠速时的PCV阀工作原理如图6-168所示。
②中等负荷时的PCV阀工作原理。当发动机处于中等负荷稳定运转工况时(如巡航工况),进气歧管的真空度降低,弹簧驱动柱塞下移,使得更多的气体流过PCV阀,如图6-169所示。
③高负荷时的PCV阀工作原理。在高负荷工况(急加速或高速时)下,由于进气歧管真空度较低,使得PCⅤ阀弹簧克服较髙的进气歧管压力,推动并使柱塞移出阀座的窄端如图6-170所示。
④回火时的PCV阀工作原理,当发动机出现回火时,进气道压力大增,压力将推动PCV阀的柱塞移向阀座的另外一端,使PCV阀的柱塞封住通往曲轴箱的管口,这样就可以防止回火串到曲轴箱内部,导致其内部的蒸气被引燃。
回火时的PCV阀工作原理如图6-171所示。
(3)国六法规解读。曲轴箱强制通风系统能够收集发动机内部的废气,并且通过管路导入气缸内燃烧掉,以避免废气污染环境。但是系统的密封性及管道是否良好,早期的发动机是没有相关监测功能的。
国六排放法规要求:曲轴箱窜气不可排入大气,以免造成大气污染,必须将油分离系统分离出的气体导入发动机进气系统,然后进入气缸并燃烧掉。为此国六发动机在曲轴箱通风管件上设置导电式元件,对曲轴箱通风管件的连接状态进行监测,从而满足国六排放法规。
国六发动机不仅增加了曲通电导线管装置,而且对PCV系统的整体结构也进行了相应改进,下面结合相关品牌特点对PCV系统改进措施进行说明。
