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汽油机曲轴通风系统的设计策略

摘要】随着社会经济飞速发展,科技飞速发展,各类汽油机频繁出现,汽油机数量大幅度增加,发挥着关键性作用。由于受到各种主客观因素影响,汽油机曲轴箱极易串气,导致机油变质,零部件被污染,急需要优化设计汽油机曲轴通风系统,有效提高其整体性能。因此,本文作者客观分析了汽油机曲轴箱通风系统与设计目标,探讨了汽油机曲轴箱通风系统设计策略。

关键词】汽油机;曲轴;通风系统;设计策略

1汽油机曲轴通风系统与设计目标

在压缩行程中,汽油机气缸少量混合气会通过各类间隙漏入曲轴箱中,比如,活塞与缸孔间隙、活塞环切口间隙,未燃汽油、碳氢化合物占到2/3。对于这类混合气体来说,如果没有按照相关规定对其进行合理化处理,排入大气中后,将会严重污染大气环境,还会使机油不断沉淀,机油自身也不具有较好的润滑性能,出现故障问题。同时,随着混合气大量集聚,汽油机曲轴箱内部的气压会不断上升,出现泄露等问题。就通风系统来说,可以将部分混合气体顺利导入到气缸中将其燃烧掉,汽油机曲各方面性能也不会受到影响。可见,通风系统在汽油机运行中发挥着关键性作用,一定要优化设计通风系统。在设计过程中,设计者必须准确把握设计目标,确保设计的通风系统更加科学、合理,其体现在不同方面。如果曲轴箱负压系统刚好处于低真空度状态,要动态控制管压力,避免超出规定范围,如果通风管道中有混合气体进入,气缸中燃烧的机油量每小时不能超过5克。如果出现恶劣情况,比如,空滤器出现堵塞现象,每小时通风管道中的机油量不能超过10克,在低温、倾斜等状况下,设计的通风系统仍然可以高速运转。

2汽油机曲轴通风系统设计策略

2.1活塞漏气量就汽油机来说,曲轴箱通风系统类型并不单一,即开式、闭式,各具多样化特点。就开式通风系统来说,在处理混合气过程中,可以在通风管作用下,将混合气排入到大气环境中,会污染大气环境,不符合相关规定,大都采用闭式通风系统,PCV阀道、通气管道是通风管道重要组成要素。在设计PCV阀道过程中,设计者必须根据其特点、性质等,加以优化设计,确保其更好地发挥自身功能,动态控制怠速,确保中低负荷顺利导入进入到气歧管中的混合气量。就汽油机来说,如果发动机可以正常工作,曲轴箱最大通风量将在规定范围内。就闭式曲轴箱通风系统来说,分离之后的气体会进入到对应的进气系统中,再次燃烧,下面便是该系统的结构在多种影响因素作用下,汽油机活塞极易出现泄漏问题,必须优化设计,避免大量气体被泄漏。设计者要从不同角度入手客观测试气道稳态,全方位仔细观察在不同转速情况下,流速仪测量发动机的气流流速,客观记录怠速工况、最大流速等,客观分析低速流体的不可压缩特点,根据相关公式,准确计算汽油机曲轴通风系统理论截面积。在此基础上,设计者要围绕汽油机工作模型,准确把握在不同压力下,曲轴箱通风系统变化情况,准确计算起在怠速、中低负荷、中高负荷情况下,通风系统具体压力,根据计算出的流量系数,获取不同工况下,汽油机活塞的具体漏气量,尤其是最大的漏气量,采取针对性措施,优化设计活塞,最大化降低其漏气量。在此过程中,设计者要结合各方面情况,对活塞漏气量进行合理化试验,客观检测汽油机转速、最大气流量等,看其活塞漏气量设计是否合理,下面便是在转矩不断变化情况下,汽油机活塞漏气流量的变化曲线结构示意图。2.2真空度、PCV阀流量对于汽油机来说,在优化设计曲轴通风系统过程中,设计者要多角度优化设计其真空度,客观分析相关公式,进行相关计算,单独引出通风通道,动态控制各影响因素,确保混合气在曲轴箱作用下,顺利导入到通风道、PCV阀。在机加工作用下,促使管道壁面更加光滑,动态控制压力,将压力方面造成的损失降到最低。同时,对于PCV阀来说,大都属于单向流量控制阀,也就是说,压力损失和节流有着某种必然联系。设计者可以根据阀体压力损失方面采用的计算方法,准确计算PCV阀内部压力,一旦汽油机处于怠速状态,和活塞漏气量相比,混合气流量一定要比其大,如果处于中高负荷切换状态,PVC阀流量要和最大设计通气量相同,准确把握怠速控制系数以及衰减斜率,避免高负荷状态下PVC阀关闭,防止通气管中流出大量的气体,防止系统被污染,处于“安全、稳定”运行中。需要注意的是:设计者一定要准确把握汽车发动机方面具体规定,准确影响通风系统的温度、压力等因素,优化设计真空度、PCV阀流量,避免汽油机运行中的污染物排放到大气环境中。

3结语

总而言之,设计者必须根据汽油机曲轴通风系统特点、性质、功能以及运行中出现的问题等,制定合理化的设计目标,构建科学的工作模型。设计者要将以流体特性、数学计算法等,科学计算的基础上,采取针对此策略,动态控制曲轴是箱真空度、PCV阀流量等,优化设计汽油机曲轴箱整个通风系统,进行相关试验,有效解决试验中汽油机通风系统存在的问题,促使通风系统处于高速运转中。以此,提高通风系统整体性能以及设计质量,有效提高通风系统运行效益,更好地应用到相关领域和行业中,促使社会经济飞速发展。

参考文献:

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[2]马步伟,胡明江.汽油机曲轴箱通风系统的设计策略[J].中国农机化学报,2015(02):169~172,204.

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作者: 刘志国 曹立杰 单位: 长城汽车股份有限公司动力研究院

 

  发布时间:2017/5/9 14:47:16  阅读人次