曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的常見故障診斷與維修

崔歲龍

（華晨汽車集團(tuán)控股有限公司，110044）

0 引言

現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)都設(shè)計(jì)了曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)。曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)基本工作原理，就是在曲軸箱與進(jìn)氣系統(tǒng)之間設(shè)計(jì)一個(gè)通道，并由曲軸箱通風(fēng)閥控制通道的開啟和關(guān)閉。當(dāng)曲軸箱內(nèi)壓力達(dá)到一定值時(shí)，在進(jìn)氣系統(tǒng)真空度和曲軸箱壓力共同作用下，曲軸箱通風(fēng)閥打開，曲軸箱內(nèi)的混合氣向進(jìn)氣系統(tǒng)流動(dòng)。期間混合氣會先通過油氣分離器，混合氣中的機(jī)油液化后流回曲軸箱，其余氣體會通過進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入氣缸燃燒。

不同的發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過程也不相同，所達(dá)到的效果也不盡相同，有些甚至出現(xiàn)車主所不能接受的機(jī)油異?，F(xiàn)象。像前幾年普遍出現(xiàn)的機(jī)油消耗大和機(jī)油增多現(xiàn)象，都與曲軸箱通風(fēng)的設(shè)計(jì)有關(guān)。此外，當(dāng)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)工作異常后，還會導(dǎo)致車輛出現(xiàn)一些故障。例如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)、加速不良或者出現(xiàn)異響等。下面就以幾個(gè)實(shí)際的維修案例，說明曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)異常的故障診斷分析方法，供廣大維修人員參考。

1 曲軸箱通風(fēng)故障導(dǎo)致車輛加速不良

1.1 故障現(xiàn)象

一輛2005年產(chǎn)上汽大眾POLO轎車，搭載1.4 L排量發(fā)動(dòng)機(jī)和4擋自動(dòng)變速器，行駛里程 17.5萬 km。該車因?yàn)榈∷俣秳?dòng)、EPC燈點(diǎn)亮而進(jìn)修理廠維修。

1.2 分析判斷

維修人員起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)怠速工況下發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在900～1 100 r/min變化；踩下加速踏板后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能及時(shí)提升。維修人員用故障診斷儀檢測發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，發(fā)現(xiàn)2個(gè)故障碼：P1553——進(jìn)氣歧管壓力傳感器G71與海拔高度傳感器F96之比不可靠；P1504——進(jìn)氣歧管漏氣。

這2個(gè)故障碼均與進(jìn)氣歧管絕對壓力有關(guān)，而且P1504故障碼的設(shè)置條件就是進(jìn)氣歧管絕對壓力大于48.0 kPa。維修人員查看當(dāng)前數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣歧管絕對壓力最高達(dá)到了68.5 kPa，明顯異常。同時(shí)，氧傳感器信號電壓也存在過低的現(xiàn)象，說明當(dāng)前進(jìn)入氣缸的混合氣過稀。這也是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)的原因所在，但又是什么原因?qū)е禄旌蠚膺^稀呢？

維修人員懷疑進(jìn)氣系統(tǒng)存在泄漏的地方，正在檢查過程中，聽到發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)出現(xiàn)尖銳的嘯聲，查找后確定是曲軸箱通風(fēng)閥的位置。維修人員判定是曲軸箱通風(fēng)閥的膜片損壞泄漏，空氣從曲軸箱通風(fēng)閥進(jìn)入到進(jìn)氣系統(tǒng)，導(dǎo)致混合氣過稀，從而出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、加速不良的現(xiàn)象。為了驗(yàn)證，維修人員從曲軸箱通風(fēng)閥上拔下與進(jìn)氣歧管連接的軟管，并堵住軟管，此時(shí)尖嘯聲消失，發(fā)動(dòng)機(jī)工作恢復(fù)了正常。

1.3 故障排除

維修人員更換曲軸箱通風(fēng)閥后，清除故障碼試車，故障排除。再次檢測數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)已經(jīng)恢復(fù)正常。

1.4 回顧總結(jié)

因?yàn)槁饣旌蠚庾兿。沟冒l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降則使得進(jìn)氣歧管的真空度下降，絕對壓力增高，系統(tǒng)于是報(bào)出2個(gè)與進(jìn)氣歧管絕對壓力相關(guān)的故障碼。為了使混合氣變濃，系統(tǒng)增加噴油脈寬，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有所提升；同時(shí)，為了達(dá)到穩(wěn)定的怠速，節(jié)氣門電機(jī)不斷調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，無法實(shí)現(xiàn)后系統(tǒng)點(diǎn)亮EPC燈。

2 曲軸箱通風(fēng)故障導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)異響

2.1 故障現(xiàn)象

一輛2016年產(chǎn)奧迪A8L轎車，配備4.0TFSI V8發(fā)動(dòng)機(jī)和8擋手自一體變速器，行駛里程7.6萬km。車主反映該車行駛中，發(fā)動(dòng)機(jī)艙偶爾會有尖嘯聲，并且儀表板上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮。

2.2 檢查分析

維修人員試車，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后并沒有聽到車主反映的異響現(xiàn)象。等到發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一會兒后，冷卻液溫度接近工作溫度時(shí)，可以聽到發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出尖嘯聲。維修人員懷疑是傳動(dòng)皮帶打滑的聲音，但是檢查后發(fā)現(xiàn)皮帶張緊力正常，而且聲音來源也不在這里。

維修人員用故障診斷儀檢測發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，發(fā)現(xiàn)故障碼“P2279——進(jìn)氣系統(tǒng)中的少量氣流，靜態(tài)”。進(jìn)一步檢查進(jìn)氣系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對壓力值達(dá)到38.1 kPa，超過標(biāo)準(zhǔn)值34.4 kPa，這說明發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)存在漏氣的現(xiàn)象。而發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的異響也可能與此有關(guān)。

維修人員在發(fā)動(dòng)機(jī)異響時(shí)仔細(xì)辨別，發(fā)現(xiàn)異響大致來源于發(fā)動(dòng)機(jī)的V形夾角之間。此處布置了渦輪增壓器及增壓冷卻模塊，在其下方則是曲軸箱通風(fēng)模塊。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)判斷，很有可能是曲軸箱通風(fēng)閥模塊內(nèi)存在漏氣造成了異響。

奧迪A8L曲軸箱通風(fēng)模塊包括機(jī)油粗分離器、機(jī)油細(xì)分離器（帶振動(dòng)閥的沖擊器）、調(diào)壓閥和竄氣閥等（圖1）。來自曲軸箱中的竄氣首先會通過發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)氣缸蓋內(nèi)的管路進(jìn)入機(jī)油粗分離器，通過改變氣流的方向分離出較大的油滴。分離出的機(jī)油會通過油道回到油底殼，而竄氣則繼續(xù)流向機(jī)油細(xì)分離器，在沖擊器的作用下進(jìn)一步分離。同樣，分離出的機(jī)油流回到油底殼，而剩余的竄氣則根據(jù)工況的不同而流向不同[1]。

在怠速和低負(fù)荷工況時(shí)，通往中冷器的竄氣閥在進(jìn)氣道負(fù)壓的作用下被打開，竄氣會進(jìn)入中冷器進(jìn)而與進(jìn)氣道的空氣混合進(jìn)入氣缸。而在全負(fù)荷工況時(shí)，在渦輪增壓器的作用下，通往中冷器的竄氣閥關(guān)閉，曲軸箱通風(fēng)模塊內(nèi)的全負(fù)荷竄氣閥打開，竄氣會通過另外一個(gè)管路進(jìn)入到渦輪增壓器前的進(jìn)氣管，與空氣混合，最終經(jīng)過增壓器增壓后進(jìn)入氣缸。

圖1 奧迪A8L發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通風(fēng)結(jié)構(gòu)示意圖

另外，在怠速和部分負(fù)荷工況下，當(dāng)曲軸箱內(nèi)的竄氣減少、壓力過低時(shí)，曲軸箱模塊中的調(diào)壓閥會打開，新鮮空氣會通過缸蓋上的空氣孔進(jìn)入曲軸箱通風(fēng)模塊，再通過全負(fù)荷竄氣閥的管路和調(diào)壓閥膜片進(jìn)入到曲軸箱，以維持曲軸箱內(nèi)的壓力平衡。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)急加速或者全負(fù)荷工況時(shí)，增壓器工作，調(diào)壓閥的膜片會在壓差作用下關(guān)閉（圖2）。

圖2 曲軸箱內(nèi)的氣壓平衡及故障部位

通過上述曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的工作原理分析，維修人員判斷，由于廢氣渦輪增壓器、中冷器以及曲軸箱通風(fēng)模塊都集中在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的V形夾角內(nèi)，這一區(qū)域的工作溫度非常高。所以有可能是曲軸箱通風(fēng)模塊中的調(diào)壓閥膜片在長期高溫作用下老化，導(dǎo)致密封不嚴(yán)而漏氣，形成了發(fā)動(dòng)機(jī)的異響。拆下了曲軸箱通風(fēng)模塊檢查，發(fā)現(xiàn)調(diào)壓閥的膜片已經(jīng)老化破損。

2.3 故障排除

更換新的曲軸箱通風(fēng)模塊后試車，尖嘯聲消失，故障排除。

3 曲軸箱通風(fēng)故障導(dǎo)致機(jī)油消耗大

3.1 故障現(xiàn)象

一輛2011年上汽大眾途觀運(yùn)動(dòng)型多功能車，搭載2.0TSI發(fā)動(dòng)機(jī)和6擋手自一體變速器，行駛里程15.4萬km。車主說該車最近一段時(shí)間機(jī)油消耗過大，用不了多長時(shí)間就需要添加一次，而且車底有漏油的痕跡。

3.2 檢查分析

機(jī)油消耗大一般有2種原因：一種是機(jī)油泄漏；另外一種是燒機(jī)油。維修人員起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，目測觀察尾氣，發(fā)現(xiàn)并無明顯燒機(jī)油的跡象。而且根據(jù)車主的反饋，該車很可能是因泄漏而造成機(jī)油消耗大。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪與自動(dòng)變速器接合處的殼體有明顯的漏油痕跡。根據(jù)位置判斷，是曲軸的后油封處漏油。

維修人員拆下自動(dòng)變速器后，發(fā)現(xiàn)曲軸后油封處的確有嚴(yán)重的滲油現(xiàn)象。更換曲軸后油封后裝復(fù)自動(dòng)變速器試車，一開始沒有滲油的跡象。為了確定不再漏油，維修人員不斷提升車速，而且行駛一段時(shí)間后就停車檢查一下。當(dāng)車速超過100 km/h后，發(fā)現(xiàn)曲軸后油封處又開始出現(xiàn)漏油。

確認(rèn)之前更換曲軸后油封的作業(yè)是規(guī)范的，而且更換的油封也是沒有問題的，那么肯定是有其他原因造成了曲軸后油封的再次漏油?？紤]到如此短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)漏油，根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，維修人員判斷是曲軸箱內(nèi)的氣壓過高所造成的。

為了驗(yàn)證判斷，維修人員停車怠速運(yùn)行，拔出機(jī)油尺，同時(shí)把機(jī)油蓋打開，能夠明顯感到有竄氣沖出。原因很明顯，肯定是因?yàn)榍S箱通風(fēng)不良，造成高速時(shí)曲軸箱內(nèi)的壓力過高，將機(jī)油從曲軸箱油封處壓出。維修人員拆下曲軸箱通風(fēng)閥，發(fā)現(xiàn)里面有大量的油泥堵塞了通風(fēng)通道。

3.3 故障排除

維修人員更換曲軸箱通風(fēng)閥，又再次更換了曲軸后油封，并對潤滑系統(tǒng)進(jìn)行了免拆清洗，更換了機(jī)油和濾清器后試車，漏油現(xiàn)象不再出現(xiàn)，故障排除。

3.4 回顧總結(jié)

曲軸箱通風(fēng)的目的是避免機(jī)油變質(zhì)；降低曲軸箱的內(nèi)部氣壓，防止曲軸箱油封、襯墊處滲漏；同時(shí)也防止各種油蒸氣排入到大氣中造成污染。本案例因?yàn)檐囕v保養(yǎng)不當(dāng)，機(jī)油中的雜質(zhì)隨著曲軸箱竄氣在曲軸箱通風(fēng)閥內(nèi)堆積。車輛高速運(yùn)行時(shí)，曲軸箱竄氣因?yàn)橥L(fēng)閥的堵塞無法及時(shí)排到進(jìn)氣系統(tǒng)，曲軸箱內(nèi)氣壓不斷增高而導(dǎo)致油封滲油。

4 結(jié)束語

曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)對于發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行極其重要，由于保養(yǎng)不當(dāng)、年久老化等因素，曲軸箱通風(fēng)閥會出現(xiàn)內(nèi)部通道堵塞、閥的橡膠膜片老化或者回位彈簧彈性不足等問題，從而產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)、動(dòng)力不足、異響或者漏油等故障。本文通過幾個(gè)典型故障，詳細(xì)描述了曲軸箱通風(fēng)閥因?yàn)椴煌膯栴}而產(chǎn)生不同的故障現(xiàn)象，分析了故障產(chǎn)生的原理以及具體檢測排查的思路，為廣大維修人員提供了參考。