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      汽油機曲軸通風系統的設計策略

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      汽油機曲軸通風系統的設計策略

      【摘要】隨著社會經濟飛速發展,科技飛速發展,各類汽油機頻繁出現,汽油機數量大幅度增加,發揮著關鍵性作用。由于受到各種主客觀因素影響,汽油機曲軸箱極易串氣,導致機油變質,零部件被污染,急需要優化設計汽油機曲軸通風系統,有效提高其整體性能。因此,本文作者客觀分析了汽油機曲軸箱通風系統與設計目標,探討了汽油機曲軸箱通風系統設計策略

      【關鍵詞】汽油機;曲軸;通風系統;設計策略

      1汽油機曲軸通風系統與設計目標

      在壓縮行程中,汽油機氣缸少量混合氣會通過各類間隙漏入曲軸箱中,比如,活塞與缸孔間隙、活塞環切口間隙,未燃汽油、碳氫化合物占到2/3。對于這類混合氣體來說,如果沒有按照相關規定對其進行合理化處理,排入大氣中后,將會嚴重污染大氣環境,還會使機油不斷沉淀,機油自身也不具有較好的潤滑性能,出現故障問題。同時,隨著混合氣大量集聚,汽油機曲軸箱內部的氣壓會不斷上升,出現泄露等問題。就通風系統來說,可以將部分混合氣體順利導入到氣缸中將其燃燒掉,汽油機曲各方面性能也不會受到影響。可見,通風系統在汽油機運行中發揮著關鍵性作用,一定要優化設計通風系統。在設計過程中,設計者必須準確把握設計目標,確保設計的通風系統更加科學、合理,其體現在不同方面。如果曲軸箱負壓系統剛好處于低真空度狀態,要動態控制管壓力,避免超出規定范圍,如果通風管道中有混合氣體進入,氣缸中燃燒的機油量每小時不能超過5克。如果出現惡劣情況,比如,空濾器出現堵塞現象,每小時通風管道中的機油量不能超過10克,在低溫、傾斜等狀況下,設計的通風系統仍然可以高速運轉。

      2汽油機曲軸通風系統設計策略

      2.1活塞漏氣量就汽油機來說,曲軸箱通風系統類型并不單一,即開式、閉式,各具多樣化特點。就開式通風系統來說,在處理混合氣過程中,可以在通風管作用下,將混合氣排入到大氣環境中,會污染大氣環境,不符合相關規定,大都采用閉式通風系統,PCV閥道、通氣管道是通風管道重要組成要素。在設計PCV閥道過程中,設計者必須根據其特點、性質等,加以優化設計,確保其更好地發揮自身功能,動態控制怠速,確保中低負荷順利導入進入到氣歧管中的混合氣量。就汽油機來說,如果發動機可以正常工作,曲軸箱最大通風量將在規定范圍內。就閉式曲軸箱通風系統來說,分離之后的氣體會進入到對應的進氣系統中,再次燃燒,下面便是該系統的結構在多種影響因素作用下,汽油機活塞極易出現泄漏問題,必須優化設計,避免大量氣體被泄漏。設計者要從不同角度入手客觀測試氣道穩態,全方位仔細觀察在不同轉速情況下,流速儀測量發動機的氣流流速,客觀記錄怠速工況、最大流速等,客觀分析低速流體的不可壓縮特點,根據相關公式,準確計算汽油機曲軸通風系統理論截面積。在此基礎上,設計者要圍繞汽油機工作模型,準確把握在不同壓力下,曲軸箱通風系統變化情況,準確計算起在怠速、中低負荷、中高負荷情況下,通風系統具體壓力,根據計算出的流量系數,獲取不同工況下,汽油機活塞的具體漏氣量,尤其是最大的漏氣量,采取針對性措施,優化設計活塞,最大化降低其漏氣量。在此過程中,設計者要結合各方面情況,對活塞漏氣量進行合理化試驗,客觀檢測汽油機轉速、最大氣流量等,看其活塞漏氣量設計是否合理,下面便是在轉矩不斷變化情況下,汽油機活塞漏氣流量的變化曲線結構示意圖。2.2真空度、PCV閥流量對于汽油機來說,在優化設計曲軸通風系統過程中,設計者要多角度優化設計其真空度,客觀分析相關公式,進行相關計算,單獨引出通風通道,動態控制各影響因素,確保混合氣在曲軸箱作用下,順利導入到通風道、PCV閥。在機加工作用下,促使管道壁面更加光滑,動態控制壓力,將壓力方面造成的損失降到最低。同時,對于PCV閥來說,大都屬于單向流量控制閥,也就是說,壓力損失和節流有著某種必然聯系。設計者可以根據閥體壓力損失方面采用的計算方法,準確計算PCV閥內部壓力,一旦汽油機處于怠速狀態,和活塞漏氣量相比,混合氣流量一定要比其大,如果處于中高負荷切換狀態,PVC閥流量要和最大設計通氣量相同,準確把握怠速控制系數以及衰減斜率,避免高負荷狀態下PVC閥關閉,防止通氣管中流出大量的氣體,防止系統被污染,處于“安全、穩定”運行中。需要注意的是:設計者一定要準確把握汽車發動機方面具體規定,準確影響通風系統的溫度、壓力等因素,優化設計真空度、PCV閥流量,避免汽油機運行中的污染物排放到大氣環境中。

      3結語

      總而言之,設計者必須根據汽油機曲軸通風系統特點、性質、功能以及運行中出現的問題等,制定合理化的設計目標,構建科學的工作模型。設計者要將以流體特性、數學計算法等,科學計算的基礎上,采取針對此策略,動態控制曲軸是箱真空度、PCV閥流量等,優化設計汽油機曲軸箱整個通風系統,進行相關試驗,有效解決試驗中汽油機通風系統存在的問題,促使通風系統處于高速運轉中。以此,提高通風系統整體性能以及設計質量,有效提高通風系統運行效益,更好地應用到相關領域和行業中,促使社會經濟飛速發展。

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      作者: 劉志國 曹立杰 單位: 長城汽車股份有限公司動力研究院

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