机油|汽车发动机为什么需要强制通风,什么是强制通风?
#老司机聊汽车知识#
三个问题:
曲轴箱为何要强制通风什么是强制通风强制通的"风"指什么想要搞清楚燃油汽车内燃式热机的"通风设计" , 首先要了解其运行原理 。
Engine·发动机指能通过消耗某种能源而转化为机械能的机器 , 内燃机属于一类;这种机器是通过吸入空气和喷射燃油 , 在机体内部的气缸燃烧室中进行化学反应 。 燃烧的本质是氧气与碳氢化合物的反应 , 过程中会产生热能和光能;生热的概念可以理解为分子碰撞产生的能量 , 过程中也会产生高压 , 高压力在不绝对密封的环境中会怎样呢?参考下图 。
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这就是强制通风的动态演示 , 所谓的「燃烧室」指的是气缸内部的空气 , 是活塞往上到顶端的小小空间;现代化的汽摩都装备四冲程发动机 , 其实从上世纪六十年代就开始普及了 , 下面来了解一下四个冲程活塞的往复运行方式 。
进气冲程·活塞往下行压缩冲程·活塞往上走做功冲程·活塞往下行排气冲程·活塞往上挤活塞往复循环会产生负压吸力 , 自然吸气就是通过活塞下行 , 以及排气冲程中进排气门同时打开的瞬间 , 以排气产生的负压力从进气门吸入空气;随后则是活塞往上走开始压缩空气 , 空气中的各类分子是有间隙的 , 压缩指挤压分子间隙使其碰撞摩擦而产生高温 , 高温用于蒸发液态燃油使其汽化 。
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重点:气态燃油的燃烧速度远超液态燃油的燃烧速度 , 这是需要压缩冲程的原因;汽化后的混合油气在活塞达到上止点(接近气缸顶端)的瞬间被火花塞的电弧引燃 , 此时燃烧产生的热能等于活塞的推力 , 但是活塞下行需要时间 , 而混合油气反应的速度却更快 , 状态则等于快速在气缸内"膨胀" 。
活塞与气缸壁并不是绝对密封的哦 , 两者之间是存在间隙的;用于填充间隙的是"机油膜" , 密封效果不错但达不到绝对 。 于是就会有部分没有充分燃烧的混合油气 , 以及燃烧后的产物从分析中被高压进入活塞之下的空间并形成气流 , 活塞之下的空间叫做「曲轴箱」 。
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现在需要再了解两个知识点:
混合油气无法充分燃烧燃油燃烧后的主要产物包括H20·水任何内燃机都无法让混合油气100%的反应 , 因其蒸发性能与燃烧效率都比较低 , 做功冲程的时间又太短;所以只能是非常不充分燃烧(冷车) , 以及热车的相对充分燃烧 。
不充分燃烧的产物包括游离碳颗粒、胶质以及碳氢化合物等 , 充分燃烧的部分燃油会生成二氧化碳和水;碳氢化合物是汽油的主要组成 , 与机油混合会影响其性能 。 水则会与机油反应而造成其话乳化的现象 , 会快速地让机油失去润滑、密封、防蚀、清洁等等功能 , 这就是为什么要强制通风 , 那么到底怎样通风呢?
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通风的方式大致有两种!
早期使用的是普通式的"自然通风" , 目前也还有些农机使用;这种发动机的曲轴箱会与机油加注位置理由通气孔 , 做功时进入曲轴箱的废气会加强曲轴箱内部的压力 , 如果不将这些混合气排出曲轴箱 , 久而久之则会因内压过高而破坏缸盖的密封性 。
结果会是防冻冷却液与机油道都泄露 , 以水为主的防冻液混合机油首先会造成曲轴箱内部机油量的增加;这个故障点叫做"机油增多" , 本质是水与机油混合溶液的总量增多 。 随之则是水与机油反应而造成机油乳化 , 发动机离报废也就不远了 。
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近几年以日韩系汽车品牌为主的车辆 , 普遍出现过这种问题;究其原因除强制通风系统与油气分离器异常以外 , 主要是机体材料不合格 。
其次则是些行驶里程很多的老旧车辆 , 其中以三缸发动机为主的车辆也容易出现相同的问题;因其活塞气缸磨损的程度过大 , 活塞间隙自然也会加大 , 因高压进入曲轴箱的废气量会造成强制通风效果的变差 。
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达到这种程度后而依靠"自然通风"的效果就很不理想了 , 所以这种技术被淘汰了;随之而来的强制通风是将曲轴箱与「进气系统」连接 , 内燃机吸入空气的时候也会产生负压力 , 那么与曲轴箱连接的管道则会被"抽吸" , 混合气则会在排入曲轴箱后随即被抽走 , 并且会再次参与燃烧以达到节油与减少排放的效果 。
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