汽車油氣分離器是如何保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的?
油氣分離器的作用是分離曲軸箱排出氣體中的機(jī)油,減少從曲軸箱呼吸口排出到發(fā)動(dòng)機(jī)外的機(jī)油量。它一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱呼吸口或廢氣管上。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體(進(jìn)排氣門關(guān)閉狀態(tài)下),會(huì)沿著活塞組件與氣缸壁之間的間隙進(jìn)入曲軸箱。進(jìn)入曲軸箱的這部分氣體中含有水蒸氣和二氧化硫,其中水蒸氣凝結(jié)后會(huì)使機(jī)油乳化,二氧化硫則會(huì)導(dǎo)致機(jī)油變質(zhì)。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)需配備曲軸箱通風(fēng)裝置將這些有害氣體排出,而油氣分離器就安裝在曲軸箱通風(fēng)裝置的通道中,負(fù)責(zé)完成油霧分離工作。
一、汽車油氣分離器的作用
1、保持機(jī)油良好潤滑性能,延長機(jī)油使用壽命。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),部分高溫高壓氣體會(huì)通過活塞環(huán)泄漏到曲軸箱,其含有的燃油蒸氣和水蒸氣凝結(jié)后,會(huì)稀釋機(jī)油、降低機(jī)油性能,還可能在機(jī)油中形成泡沫,破壞機(jī)油的正常供應(yīng),這種現(xiàn)象在冬季冷啟動(dòng)時(shí)尤為嚴(yán)重。安裝油氣分離器后,可及時(shí)分離這些有害物質(zhì),避免機(jī)油受影響。
2、保持各摩擦副的良好表面狀態(tài),減少零件磨損與腐蝕。泄漏到曲軸箱的氣體中含有多種酸性物質(zhì),例如廢氣中的二氧化硫會(huì)先與水反應(yīng)生成亞硫酸,再與空氣接觸生成硫酸;此外,廢氣中的CO、NO等成分也容易形成酸性物質(zhì)。即使這些酸性物質(zhì)含量極少,若不能及時(shí)分離,仍會(huì)腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)零件。安裝油氣分離器后,可及時(shí)排出含酸性物質(zhì)的氣體,從而減少零件的腐蝕和磨損。
3、保持曲軸箱內(nèi)壓力與大氣基本相等,減少機(jī)油泄漏。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),曲軸箱內(nèi)溫度升高會(huì)導(dǎo)致氣體膨脹,再加上泄漏進(jìn)入的高溫高壓氣體,會(huì)使曲軸箱內(nèi)壓力升高,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)油從各結(jié)合面和油封處泄漏。同時(shí),曲軸箱內(nèi)壓力過高還會(huì)增加活塞下行時(shí)的阻力,增大膨脹行程和吸氣行程的功率損失,降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。安裝油氣分離器后,可排出曲軸箱內(nèi)的高溫高壓氣體,平衡曲軸箱內(nèi)外壓力,解決上述問題。
4、充分回收混合廢氣,減少空氣污染,提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性。曲軸箱排出的油氣經(jīng)油氣分離器分離后,廢氣中的油蒸氣和未完全燃燒的CO等成分,會(huì)通過管道進(jìn)入增壓器進(jìn)氣口與空氣混合,經(jīng)增壓后再次進(jìn)入氣缸參與燃燒;而分離出的液態(tài)機(jī)油則通過油氣分離器的回油管流回油底殼,實(shí)現(xiàn)機(jī)油回收。
二、汽車油氣分離器的常見結(jié)構(gòu)類型及工作原理
根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的油氣分離器可分為迷宮式和旋風(fēng)式兩類。
1、迷宮式油氣分離器當(dāng)流速較高的油霧進(jìn)入迷宮分離器時(shí),會(huì)不斷撞擊迷宮擋板,油霧中的小油滴逐漸聚集成較重的油滴。這些油滴在重力作用下,會(huì)附著在管壁上并逐漸匯集到回油管,最終流回曲軸箱。不過,迷宮式油氣分離器的分離效率相對(duì)較低,處理后的氣體中仍可能殘留少量油霧,需通過管道進(jìn)入外部油氣分離器進(jìn)一步分離。
2、旋風(fēng)式油氣分離器含油霧的氣體沿軸向進(jìn)入旋風(fēng)分離管后,氣流會(huì)在導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn),并沿氣缸壁呈螺旋狀向下進(jìn)入旋風(fēng)腔。此時(shí),密度較大的油滴在離心力作用下被拋向分離器內(nèi)壁,隨后在重力作用下沿內(nèi)壁向下流動(dòng),經(jīng)旋風(fēng)管排油口流回油底殼。而旋轉(zhuǎn)的氣流在旋風(fēng)腔內(nèi)逐漸收縮并向中心匯聚,形成二次渦流,最終通過導(dǎo)氣管流向分離器頂部出口,完成氣體與油霧的分離。

