汽車油氣分離器是如何保護發動機的?
油氣分離器的作用是分離曲軸箱排出氣體中的機油,減少從曲軸箱呼吸口排出到發動機外的機油量。它一般安裝在發動機曲軸箱呼吸口或廢氣管上。
汽車發動機工作時,氣缸內燃燒產生的高溫高壓氣體(進排氣門關閉狀態下),會沿著活塞組件與氣缸壁之間的間隙進入曲軸箱。進入曲軸箱的這部分氣體中含有水蒸氣和二氧化硫,其中水蒸氣凝結后會使機油乳化,二氧化硫則會導致機油變質。因此,發動機需配備曲軸箱通風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裝置的通道中,負責完成油霧分離工作。
一、汽車油氣分離器的作用
1、保持機油良好潤滑性能,延長機油使用壽命。發動機工作時,部分高溫高壓氣體會通過活塞環泄漏到曲軸箱,其含有的燃油蒸氣和水蒸氣凝結后,會稀釋機油、降低機油性能,還可能在機油中形成泡沫,破壞機油的正常供應,這種現象在冬季冷啟動時尤為嚴重。安裝油氣分離器后,可及時分離這些有害物質,避免機油受影響。
2、保持各摩擦副的良好表面狀態,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,例如廢氣中的二氧化硫會先與水反應生成亞硫酸,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。即使這些酸性物質含量極少,若不能及時分離,仍會腐蝕發動機零件。安裝油氣分離器后,可及時排出含酸性物質的氣體,從而減少零件的腐蝕和磨損。
3、保持曲軸箱內壓力與大氣基本相等,減少機油泄漏。發動機工作時,曲軸箱內溫度升高會導致氣體膨脹,再加上泄漏進入的高溫高壓氣體,會使曲軸箱內壓力升高,進而導致機油從各結合面和油封處泄漏。同時,曲軸箱內壓力過高還會增加活塞下行時的阻力,增大膨脹行程和吸氣行程的功率損失,降低發動機輸出功率。安裝油氣分離器后,可排出曲軸箱內的高溫高壓氣體,平衡曲軸箱內外壓力,解決上述問題。
4、充分回收混合廢氣,減少空氣污染,提高發動機經濟性。曲軸箱排出的油氣經油氣分離器分離后,廢氣中的油蒸氣和未完全燃燒的CO等成分,會通過管道進入增壓器進氣口與空氣混合,經增壓后再次進入氣缸參與燃燒;而分離出的液態機油則通過油氣分離器的回油管流回油底殼,實現機油回收。
二、汽車油氣分離器的常見結構類型及工作原理
根據結構不同,安裝在汽車發動機上的油氣分離器可分為迷宮式和旋風式兩類。
1、迷宮式油氣分離器當流速較高的油霧進入迷宮分離器時,會不斷撞擊迷宮擋板,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較低,處理后的氣體中仍可能殘留少量油霧,需通過管道進入外部油氣分離器進一步分離。
2、旋風式油氣分離器含油霧的氣體沿軸向進入旋風分離管后,氣流會在導向葉片的導流作用下產生強烈旋轉,并沿氣缸壁呈螺旋狀向下進入旋風腔。此時,密度較大的油滴在離心力作用下被拋向分離器內壁,隨后在重力作用下沿內壁向下流動,經旋風管排油口流回油底殼。而旋轉的氣流在旋風腔內逐漸收縮并向中心匯聚,形成二次渦流,最終通過導氣管流向分離器頂部出口,完成氣體與油霧的分離。

