降低493增壓柴油機機油消耗研究

饒 文，盧 川

（1.江鈴控股汽車有限公司，江西 南昌 330052；2.江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

1 原因分析

機油消耗的主要途徑是：①曲軸箱體內(nèi)油氣經(jīng)PCV閥進入進氣管；②機油通過活塞環(huán)及氣門導(dǎo)管竄入燃燒室；③機油泄漏。

在對493增壓柴油機機油消耗的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)存在以下影響機油消耗因素：①新車出廠后沒有按照《發(fā)動機使用說明書》的要求完成前期的磨合，導(dǎo)致缸套和活塞環(huán)早期磨損；②發(fā)動機未及時保養(yǎng)，導(dǎo)致灰塵進入氣缸，加速活塞環(huán)磨損；③空濾容量偏小，使進氣管真空度大，加速對柴油機機內(nèi)氣體的抽吸（曲軸箱通氣回進氣管），大量的機油吸入進氣管，嚴重影響機油消耗。同時，塊狀濾芯易吸翻，未經(jīng)過濾的空氣直接進入進氣管，導(dǎo)致缸套與活塞環(huán)的早期磨損；④缸蓋罩膜片閥及相關(guān)附件的質(zhì)量對機油的消耗影響很大，許多客戶抱怨機油消耗過高是由于氣缸蓋罩損壞造成；⑤活塞環(huán)和缸套本身的質(zhì)量對兩者的磨損影響很大；⑥整車進氣膠管由于老化等原因引起裂紋，使得大量空氣夾帶灰塵由裂縫處進入氣缸，造成早期磨損；⑦整車真空管路由于老化等原因引起裂紋，使得大量空氣進入曲軸箱內(nèi)，并經(jīng)缸蓋罩PVC閥將機油帶出；⑧柴油機工作時，曲軸箱體內(nèi)的油氣未經(jīng)分離，通過PVC閥直接進入進氣管后被吸入氣缸后燒掉，增壓柴油機油氣嚴重。柴油機臺架試驗發(fā)現(xiàn)，油氣伴隨著油粒從出氣缸蓋罩出氣口噴出，進入進氣管吸入氣缸后燒掉，另外，氣缸罩蓋內(nèi)機油量太多，也易造成竄機油。因此，這些原因造成柴油機燒機油。

2 解決途徑

解決途徑：①柴油機增加油氣分離器。將曲軸箱內(nèi)呼出的油氣進行分離，以減少進入氣缸油量。②空氣濾清器重新改進設(shè)計以加大流量。③嚴格控制上述所提零部件的質(zhì)量。④提醒客戶按照《發(fā)動機使用說明書》的要求進行磨合和保養(yǎng)。⑤增加缸體剛性，降低曲軸箱竄氣量。

3 采用油氣分離裝置降低機油消耗的原理

柴油機工作時，曲軸箱體內(nèi)的油氣未經(jīng)分離，通過PCV閥直接進入進氣管后被吸入氣缸內(nèi)燒掉，臺架全負荷試驗中尤其明顯，油氣從汽缸蓋罩PCV閥出口處噴出的同時伴著油滴流出，并隨著曲軸箱竄氣量加大而增大。在發(fā)動機六小時臺架全速全負荷機油消耗量的測量中發(fā)現(xiàn)：總的機油消耗量為500g（機油燃油耗比：0.45%），隨著軸箱竄氣經(jīng)PCV閥損耗的機油量為205g（曲軸箱內(nèi)竄出油氣經(jīng)分離后的機油量），占總機油消耗量的41%；隨曲軸箱竄氣量加大機油消耗量增大為670g時，（機油燃油耗比：0.63%），隨曲軸箱竄氣經(jīng)PCV閥損耗的機油量為450g，占總機油消耗量的67%，由此可知，隨曲軸箱竄氣帶入氣缸內(nèi)的機油是機油消耗的主要途徑。

針對493增壓柴油機機油消耗的主要途徑，研究人員在減少曲軸箱竄氣及在其竄氣途徑中加裝油氣分離裝置進行了一系列研究，下面著重介紹加裝油氣分離裝置的工作原理及實驗結(jié)果。其工作原理：柴油機曲軸箱的油氣經(jīng)氣缸蓋罩出氣排出后，進入油氣分離器，經(jīng)濾網(wǎng)過濾后，油滴沉淀，進入儲油箱，分離出的氣體進入氣軟管，儲油箱內(nèi)的機油通過電磁閥及回油管流回柴油機內(nèi)，從而減少機油消耗；電磁閥為常開型，電磁閥通電（柴油機運轉(zhuǎn)）后，電磁閥開關(guān)（防止柴油機曲軸箱體內(nèi)的油氣經(jīng)回油管進入儲油箱，將儲油箱內(nèi)的機油吹進油氣分離器出氣口，進入進氣管）；電磁閥斷電（柴油機停機）后，電磁閥開啟，儲油箱內(nèi)的機油經(jīng)回油管流回柴油機內(nèi)。

4 改進目標(biāo)

493增壓柴油機機油消耗為1.2g/kW·h，燃油機油耗比為0.45%，改進后要求小于0.6g/kW·h，燃油機油耗比小于0.25%。

5 驗證校正措施

措施：①油氣分離器已完成600h耐久性實驗，工作正常。②油氣分離器經(jīng)新舊實車驗證節(jié)油效果，裝上油氣分離器后，每小時可過濾機油10～30g，尤其對竄氣量大的車效果顯著。③通過實車3萬km路試與跟蹤，工作正常。

6 維護保養(yǎng)

（1）保持油氣分離器進氣口、出氣口、出油口暢通。

（2）油氣分離器電磁閥故障判斷及處理：用手指輕按在油氣分離器電磁閥表面，柴油機怠速數(shù)鐘感覺電磁閥是否發(fā)熱，如手指感覺有發(fā)熱，說明油氣分離器工作正常；檢查是否有12V電壓，有電壓說明油氣分離器電磁閥壞，若無電壓則檢查相關(guān)電路。

7 改進過程中的問題

在油氣分離器研制過程中，碰到的主要問題是：在竄氣量較大情況下，分離下的油易被曲軸箱的竄氣重新帶出，通過在油氣分離器氣體通路結(jié)構(gòu)設(shè)計及在回油路加裝通短電磁閥，解決了該問題。