姜文濤 王紅學(xué)

摘 要：國六排放法規(guī)中增加了曲軸箱通風(fēng)（PCV）系統(tǒng)診斷要求，本文介紹了法規(guī)具體條款和曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的工作原理，通過對比提出了具體的診斷設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合實(shí)例比較各方法之間的優(yōu)缺點(diǎn)，為今后新項(xiàng)目的汽油車曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了方向。

關(guān)鍵詞：汽油車 曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng) 國六 診斷方法

1 引言

在汽車發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中，發(fā)動機(jī)活塞上下運(yùn)行做功，燃燒產(chǎn)生的壓力迫使油氣從活塞環(huán)與氣缸的縫隙中竄入曲軸箱，并混合曲軸箱中蒸發(fā)的油氣，順著發(fā)動機(jī)內(nèi)部通道進(jìn)入氣缸蓋?；旌蠚庠俳?jīng)過油氣分離裝置，再隨著進(jìn)氣系統(tǒng)的中的新鮮空氣，重新進(jìn)入燃燒室燃燒，這是一般汽油車強(qiáng)制曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的工作過程。近幾年來，國內(nèi)汽車排放法規(guī)不斷加嚴(yán)，法規(guī)對曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的故障檢測和診斷要求也逐漸提高。因此，對曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也越高。

2 法規(guī)要求

國六排放法規(guī)GB 18352.6-2016自2020年7月1日起正式實(shí)施，相比于國五階段的GB 18352.5，其對于曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的診斷要求進(jìn)行了加嚴(yán)。二者具體要求對比如表1所示：

由上表看出，國六階段的排放標(biāo)準(zhǔn)對曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的完整性增加了診斷要求。因此，在設(shè)計(jì)滿足國六排放法規(guī)的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)需要考慮增加相關(guān)診斷方法。

3 曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的工作原理

曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)主要由汽油發(fā)動機(jī)、進(jìn)氣管路、通風(fēng)管路等部件構(gòu)成，對于增壓或自然吸氣發(fā)動機(jī)而言，因其進(jìn)氣方式的不同，所以曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的原理也有所區(qū)別。

自然吸氣式發(fā)動機(jī)的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)工作原理如圖1所示，其主要利用發(fā)動機(jī)吸氣沖程時(shí)，活塞下行對進(jìn)氣歧管產(chǎn)生負(fù)壓吸力的原理進(jìn)行曲軸箱的通風(fēng)換氣。當(dāng)曲軸箱壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，缸蓋中的PCV閥打開，混合油氣通過曲軸箱通風(fēng)管（歧管側(cè)）被吸入進(jìn)氣歧管中，隨新鮮空氣重新進(jìn)入燃燒室燃燒。同時(shí)，隨著混合油氣的減少，曲軸箱壓力降低，因大氣壓的作用，新鮮空氣順著曲軸箱通風(fēng)管（空濾側(cè)）進(jìn)入缸蓋進(jìn)行掃氣。

渦輪增壓式發(fā)動機(jī)有兩種工作狀態(tài)，一是在發(fā)動機(jī)處于低負(fù)荷工作狀態(tài)時(shí)，渦輪增壓器未產(chǎn)生有效壓力，進(jìn)氣方式等同于自然吸氣式發(fā)動機(jī)的負(fù)壓吸氣，如圖2-a所示。另一種是發(fā)動機(jī)處于高負(fù)荷工作狀態(tài)時(shí)，渦輪增壓器工作并產(chǎn)生進(jìn)氣壓力，使得進(jìn)氣歧管處于正壓狀態(tài)，PCV閥關(guān)閉，曲軸箱通風(fēng)管（歧管側(cè)）不通，發(fā)動機(jī)燃燒不斷產(chǎn)生竄氣進(jìn)入曲軸箱，再順著發(fā)動機(jī)缸體內(nèi)部通道到達(dá)缸蓋氣室。當(dāng)缸蓋氣室內(nèi)的油氣壓力大于大氣壓時(shí)，油氣便順著曲軸箱通風(fēng)管（空濾側(cè)）進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，經(jīng)過進(jìn)氣管路到達(dá)發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒，如圖2-b所示。

4 曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)診斷設(shè)計(jì)方法

為保證曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)滿足國六OBD診斷要求，根據(jù)表1中的法規(guī)條款，一般有兩種設(shè)計(jì)思路：一是為曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的斷開故障增加實(shí)時(shí)在線檢測裝置，另一種是設(shè)計(jì)符合法規(guī)豁免條件的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)。相關(guān)部件的診斷方法如表2所示。

經(jīng)過近兩年的行業(yè)技術(shù)實(shí)踐，對于管路斷開診斷裝置發(fā)展出2條技術(shù)路線，一種方法是將需進(jìn)行斷開診斷的管路和接頭組成一個(gè)完整的電路回路，通過檢測電路回路的通斷來診斷PCV管路的斷開診斷，即導(dǎo)電式PCV管方案。另一種方法是在PCV系統(tǒng)管路中增加壓力傳感器，通過檢測PCV管路的壓力變化，來完成診斷。對于不可拆卸式的方案，主流方案是采用不可拆卸式的塑料或者金屬快插接頭來實(shí)現(xiàn)豁免。三種診斷方案的優(yōu)缺點(diǎn)對比如表3所示。

以我司某SUV國六車型為例，在曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合上述方案的優(yōu)缺點(diǎn)及布置實(shí)際。最終，空濾側(cè)的曲軸箱通風(fēng)管采用導(dǎo)電式PCV管方案，進(jìn)氣歧管側(cè)的通氣管采用不可拆卸式的塑料快插接頭方案。

5 結(jié)束語

曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)檢測作為國六排放法規(guī)OBD診斷內(nèi)容的一部分，也是新車公告認(rèn)證試驗(yàn)的項(xiàng)目之一。為了保證曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)能夠滿足法規(guī)要求，在發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該盡早確定PCV診斷的技術(shù)路線，盡可能的去滿足法規(guī)豁免條款。如確需增加診斷裝置，可以根據(jù)實(shí)際需求和設(shè)計(jì)條件來選擇合適的診斷方法，以達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)的目的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]CN107654847A，一種具有脫落或斷開檢測功能的管路連接結(jié)構(gòu)[P].