對(duì)于許多車主來說，燒機(jī)油這個(gè)話題永遠(yuǎn)都是一個(gè)沉重的話題。汽車燒機(jī)油是令很多車主頭痛的問題，但是很多人并不清楚這到底是怎么造成的。其實(shí)燒機(jī)油的原因有很多種，而許多玩車的老爺都會(huì)遇到一種人，就是那種“我比主機(jī)廠還要懂車”的朋友喜歡對(duì)車夸夸其談，一燒機(jī)油就說油氣分離器壞了要直接換掉。

 

那今天就來和老爺們聊聊，發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油背后的這個(gè)原理和發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)那些關(guān)系。

 

 

首先問老爺們一個(gè)問題：油氣分離器是用來分離什么的？

 

車主：“必須是機(jī)油啊”

 

很負(fù)責(zé)人的說，你大概說對(duì)了14.5%~

 

準(zhǔn)確的說油氣分離器是用來分離竄氣（Blow-by）的。以三代EA888來舉例，竄氣中機(jī)油大約占總質(zhì)量的14.5%，剩下約78.3%為燃料及燃燒產(chǎn)物，7.2%為水。

 

 

 

如果只關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)沖程，概括地說，由于密封的局限性，在內(nèi)燃機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，部分已參與燃燒和未燃燒充分的氣體會(huì)由燃燒室沿著氣缸壁『竄』入曲軸箱中，因此形象的稱為『竄氣』。
 

燃燒室竄氣的來源和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的消耗

 

從上圖中不難發(fā)現(xiàn)，竄氣除了在油氣分離器的限壓閥附近，還存在于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門的氣門桿的導(dǎo)柱、渦輪與增壓器的連接軸邊上。這些位置是不是很耳熟？沒錯(cuò)，你可以這么理解，機(jī)油和竄氣是一對(duì)好基友，有機(jī)油的地方就一定有竄氣。

 

 

因?yàn)榛钊h(huán)的高溫和燃燒室（正壓）與曲軸箱（負(fù)壓）內(nèi)的壓差，使得部分掛在氣缸壁和活塞上的機(jī)油蒸發(fā)成直徑＜10μm的油霧進(jìn)入曲軸箱中（稱為精油）。

 

發(fā)動(dòng)機(jī)中所有做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件都需要潤(rùn)滑，例如曲軸、活塞連桿、凸輪軸等，隨著這些零部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，潤(rùn)滑油也會(huì)以直徑＞10μm的大顆粒（后文統(tǒng)稱為粗油）形式被甩到相臨近的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁上，比如曲軸箱的內(nèi)壁。

 

打個(gè)比方：塞住自己的兩個(gè)鼻孔，閉上嘴巴然后嘗試呼氣，怎么樣，是不是覺得氣出去特別難特別累？

 

 

同樣的道理，對(duì)于曲軸箱來說，它也需要能“呼吸”的“倆鼻孔”——強(qiáng)制曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)，也就是通常被車主和四兒子叫喚成“油氣分離器”的東西。為了防止曲軸箱壓力上升，保證密封，并使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)零部件保持正常工況，竄氣必須被持續(xù)不斷地排出。

 

而這78%左右的燃燒產(chǎn)物和未燃燒燃油，約7%的水汽，若不被排出，一方面碳?xì)浠衔铮╰otalhydrocarbons）會(huì)稀釋機(jī)油，加速變質(zhì)；另一方面水汽遇機(jī)油易形成油泥，堵住油路，這就好比你用兩根手指插住了鼻孔還閉上嘴呼氣一樣，感受一下曲軸箱到底有多難受。

 

言歸正傳，內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)制曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)在開發(fā)時(shí)會(huì)規(guī)定四個(gè)最基本但是最重要的的要求：

 

自動(dòng)調(diào)節(jié)曲軸箱壓力

 

分離竄氣中機(jī)油的部分

 

將分離完的機(jī)油導(dǎo)入油底殼

 

將分離完機(jī)油后的混合氣體重新導(dǎo)入進(jìn)氣系統(tǒng)中。

 

“就這么個(gè)小盒子有這些功能？我這么專業(yè)的汽車愛好者，你是不是在逗我？不行我得把槍掏出來”

 

老爺們?nèi)羰沁€沒聽懂，那就繼續(xù)聽說！

 

 

對(duì)傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)來說，機(jī)油的分離是通過曲軸箱和進(jìn)氣系統(tǒng)（特指與進(jìn)氣歧管）之間的壓降（壓力差）來實(shí)現(xiàn)的。

 

某燃油直噴渦輪增壓汽油機(jī)的油霧發(fā)生器臺(tái)架試驗(yàn)特性區(qū)間，橫坐標(biāo)為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，縱坐標(biāo)為曲軸箱和進(jìn)氣歧管之間的壓降。通過改變竄氣質(zhì)量流量（以下簡(jiǎn)稱竄氣量）和壓降，以將分離出機(jī)油后的氣體重新導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中。

 

若混合氣中的空燃比過高，那么隨竄氣一起進(jìn)入曲軸箱的高沸點(diǎn)燃料成分和由于燃燒所產(chǎn)生的水分凝結(jié)到一起。這些冷凝物會(huì)長(zhǎng)期低速運(yùn)轉(zhuǎn)和短時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的工況下,尤其是在冬天冷啟動(dòng)工況下在曲軸箱內(nèi)堆積。這些冷凝物會(huì)造成曲軸箱被阻塞，甚至阻止機(jī)油供給，引起不同程度的發(fā)動(dòng)機(jī)故障。

 

若燃料相對(duì)占比重過多，燃料溶解入機(jī)油內(nèi)會(huì)導(dǎo)致密封件的失效。為了防止曲軸箱內(nèi)的燃料-水油泥堆積，因此經(jīng)常在汽油機(jī)中設(shè)計(jì)強(qiáng)制曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)，而PCV的一個(gè)最大的功能是保證竄氣在氣態(tài)下，在分離器中將機(jī)油和其他成分分開。

 

不管是旋風(fēng)分離器還是馬桶，它們的運(yùn)作原理都是基于是離心力。當(dāng)然如果你發(fā)現(xiàn)你家買菜車的氣缸蓋上裝著一個(gè)馬桶那你可以提刀去找車廠啦。下圖可能更方便理解旋風(fēng)分離器的原理：

 

竄氣自入口進(jìn)入后，精油顆粒因離心力迅速朝著氣流速度的切線方向朝外甩出，而由于精油顆粒的密度遠(yuǎn)大于氣體密度，因此精油顆粒朝下沉，被分離后的空氣向上甩向出口。

 

在以熟悉可愛又可恨的第三代EA888MQB曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)繼續(xù)舉例子，我們來聊聊油氣分離器是怎么和進(jìn)氣系統(tǒng)是如何在一起做協(xié)同作用的呢？

 

油氣分離器對(duì)于進(jìn)氣的影響

 

在全載荷時(shí)，因?yàn)楣?jié)氣門開度很大（或全開），單向閥1也因?yàn)樽銐蜇?fù)壓而開啟，此時(shí)單向閥2也在正常工作，因此兩條路左右開弓，有新鮮空氣源源不斷在送入燃燒室中，所以強(qiáng)制曲軸箱通風(fēng)閥不需要工作。

 

竄氣在正常的系統(tǒng)竄氣壓力（此處特指竄氣在進(jìn)入旋風(fēng)分離器之前的壓力）下，可以保證旋風(fēng)分離器97%以上的分離效率。然而有一種情況整個(gè)油氣分離器的分離效率都會(huì)悲劇，那就是竄氣流量過大時(shí)，一個(gè)叫限壓閥的東西打開了……

 

這部分竄氣非但沒有經(jīng)過旋風(fēng)分離器分離，反倒會(huì)順著進(jìn)氣歧管一起進(jìn)入燃燒室，任憑旋風(fēng)分離器分離效率再高，還是有大部分竄氣不被分離，然后……尾氣冒煙啦夭壽啦你媽炸啦y燒機(jī)油啊啊啊！！！

 

其實(shí)沒那么嚴(yán)重，總會(huì)有旁邊坐著新交的女票邊吹牛X邊大力轟油門時(shí)發(fā)現(xiàn)，臥槽勞資居然踩到地板油了還TM忘記換擋的時(shí)候，開車時(shí)犯?jìng)€(gè)錯(cuò)太正常啦。但是把燒機(jī)油全賴給油氣分離器是不是就有點(diǎn)過分了？調(diào)壓閥的兩端分別間接或直接和曲軸箱與進(jìn)氣歧管相連。曲軸箱調(diào)壓閥是用來在不同的竄氣流量下仍然保持曲軸箱和進(jìn)氣歧管兩端壓力差恒定的，只為保持曲軸箱在負(fù)壓環(huán)境中工作，它的壓力調(diào)節(jié)范圍大概在0到-50mbar，也取決于主機(jī)廠的Specification中規(guī)定供應(yīng)商在設(shè)計(jì)驗(yàn)證（DesignValidation）中必須達(dá)到的數(shù)值。

 

調(diào)壓閥的開啟與關(guān)閉是彈簧響應(yīng)壓降的動(dòng)態(tài)平衡。

 

它并不參與機(jī)油的分離，或者可以說是沒有半毛錢關(guān)系。

 

所以，以后車燒機(jī)油要是維修工人讓你換油氣分離器，老爺們可以把這邊文章甩給他們了，這不是油氣分離器的問題，是缸體珩磨工藝問題而已！