节气门污垢是一个无法避免而且不得不面对的棘手问题,会给汽车带来严重的故障与危害。很多车辆到了一定的行驶里程,车主都会选择清洗节气门。对比常见的节气门清洁措施,减少曲轴箱通风管中的混合气对降低节气门污垢更加奏效。
机油透气壶是后期加装到车辆上的过滤装置,其是否对减少节气门污垢行之有效呢,本文通过对机油透气壶原理的分析和对比,对加装机油透气壶对节气门污垢的影响进行探讨,进而提出改进方案。
一、节气门污垢的危害
节气门是电喷发动机的重要部件,其前部是空气滤清器,后部是发动机缸体,相当于汽车发动机的咽喉。节气门污垢会给汽车带来以下危害:
1、使节气门位置发生变化,电脑接收到错误信号,计算出错误的供油量,使车辆油耗升高。
2、会导致发动机怠速不稳,影响节气门的正常开启、关闭,进而影响发动机的进气量,造成发动机工作不正常,出现抖动。
3、使节气门的灵活性变差,节气门在转动时会有卡滞,从而造成“油门犯磕”。在加速时节气门突然开启的速率下降,造成加速不良。
二、节气门污垢的形成原因
发动机运转时,外部空气进入发动机燃烧室的顺序是:进气口、空气滤清器、进气软管、节气门、进气歧管,最后经进气门进入气缸。可见节气门部位不受喷油和点火的影响,那么导致节气门脏污的原因就是:连接到节气门前端的曲轴箱通风管中的混合气和透过空气滤清器的微粒和水分。
在发动机正常的工作状态下,总有一小部分废气由燃烧室进入曲轴箱,这些废气(窜气)的70%是没有燃烧的碳氢化合物(HC,这些废气不但会冲淡、劣化机油,而且还会腐蚀发动机机件.同时机油受发动机运行高温的影响也会挥发,使用时间越长,温度越高,挥发越多。这些混合气如果在曲轴箱中没有被及时导出,发动机长时间工作将会导致曲轴箱内压力过大,易产生各接合部漏气、漏油的现象。同时,发动机功率随窜气量的增大而下降,油耗随窜气量的增大而上升。因此,要减少和避免这些不利影响,必须采用曲轴箱通风系统,将发动机窜气送回到进气管并与新鲜混合气一起进入气缸内燃烧,否则更会对环境产生负面影响。所以曲轴箱通风装置不可或缺。而当含油蒸气通过曲轴箱通风管路到达进气管时温度降低,其中的油会凝结在进气道和节气门上,随之蒸气中夹杂的积碳也会沉积在这些部位。因为节气门开启的缝隙处空气流量最大,空间小,气体温度也低,所以在这部分含油蒸气最容易凝结,和没有被空气滤清器过滤掉的灰尘粘结在节气门的周边,形成油泥等污垢。
三、减少节气门污垢的常见措施和存在的问题
减少节气门污垢,可采取以下措施:
1、拉高速清积碳:以前常听说的清积碳方法,通过查找一些汽车专业测评资料验证,证实了通过拉高速能够降低积碳形成,但对于清理原有积碳的作用不大;
2、免拆清洗节气门:方便快捷,但较拆卸清洗效果差,材料费用较局;
3、拆卸清洗节气门:清洗后效果明显,弊端是需要车主付出较高的工时费,并且目前绝大部分的汽车维修企业清洗节气门时使用的还是传统化油器清洗剂,对胶圈有严重的腐蚀性和溶胀性,而且节气门内腔壁有一层像水银镀膜一样光滑铮亮的特殊涂层,具有防静电、不吸尘以及减少油泥在其表面形成的作用,腐蚀性猛烈的化油器清洗剂对节气门上的特殊涂层有破坏作用,同时节气门拆卸不当容易损坏。
上述的方法都是治标不治本,没有从节气门污垢产生的源头进行治理。
四、机油透气壶
机油透气壶也称为油气分离器。主要作用是降低曲轴箱的混合气对进气通道的污染。在曲轴箱通风管中间加装了机油透气壶后,曲轴箱混合气会停留在透气壶内一段时间,通过过滤、离心或撞凝等物理方法使混合气中的机油和汽油凝结,以降低油液对进气系统的污染。结构上,它分为2个工作腔,用来沉淀机油的设在下腔,用一条导管相连,分离出的可燃混合气则在上腔,最后,清洁的混合气被引入进气歧管内。这样既环保又不致使进气道粘连油污。它只能防止积碳形成,并不能清除积碳。如图1所示为大众辉腾3.0 V6车型原车的离心式机油透气壶。这种机油透气壶的特点是:分离出的液体经曲轴箱内的一个通道流回油底壳内。好处是免去了机油透气壶中液体排放的麻烦;弊端是流回油底壳的这些液体中除了机油还有汽油等杂质,这样会降低原机油的性能,加快机油变质。
国内很多车型由于原车没有机油透气壶,为了减少节气门污垢和延迟机油的变质,一些国内手工作坊式企业推出了外置加装的机油透气壶。这些机油透气壶结构简单,价格低廉,其密封性较差,采用滤网过滤,需要定期更换滤网。如果滤网堵塞将导致曲轴箱压力变高,易产生发动机各接合部漏气、漏油的现象,并导致机油变质。国外的一些机油透气壶,制作材料和装配精度很高,分离效果较好,但价格昂贵,而且排放液体时需要拆卸透气壶支架,操作不便。如图2所示为英国的著名改装品牌Forge的机油透气壶俯视结构图,中间是焊接的铝制撞凝壁,机油蒸气撞到撞凝壁后气流方向急剧改变,油颗粒直接撞击并聚集在撞凝壁上,靠重力向下流向壶底。进气管距离撞凝壁很近,可提高撞凝效果。出气管距离撞凝壁较远,减小气阻。同时由于壶体积较大,又离发动机较远,所以温度低,还起到冷凝作用。撞凝和冷凝双重作用分离机油。侧面有视液窗观察液量;底部有螺栓,用来排放液体。
五、对机油透气壶的改进设想
通过对国内外的机油透气壶的对比,我认为机油透气壶还有改进空间,并且要满足以下要求:
1、对来自曲轴箱的混合气分离效果要高,稳定可靠,减少节气门污垢的产生;
2、壳体等材料要结实,并且密封可靠;
3、有视液窗等容易检查液面高度的装置,方便查看;
4、方便排放机油透气壶中的液体,减少部件拆卸或可免拆;
5、材料加工不复杂,价格要适宜,便于推广使用。
图3是初步设计的机油透气壶改进方案,其主要改变如下:
1、外壳、散热片、撞凝壁等采用铝合金材质焊接,牢固可靠;
2、增加壳体内部迷宫式撞凝壁数量,提高气体撞凝效率;
3、在壳体外部焊接上散热片,并将壳体安装在发动机前端,最好在散热器前端,以降低壳体温度,提高气体冷凝效果;
4、将壳体底部的密封螺栓改为球阀,并加装耐热硅胶软管,不拆卸透气壶就可从车底排放液体。
通过上述的分析对比,可以看出汽车加装分离性能优异的机油透气壶对减少发动机节气门污垢有一定帮助。而目前市面上很多车型没有该装置,一个原因是汽车制造企业不想让车主花时间和精力去关注机油透气壶中的液面高度,避免对该车产生保养较麻烦的印象;另一个原因是汽车制造企业可以减少制造成本,并且要求车主定期保养车辆,节气门污垢可以通过4S店清洗节气门的方法解决,又可以增加4S店的业绩,所以没有必要在车上配备机油透气壶。但机油透气壶对于减少节气门污垢,降低进气系统积碳,保护发动机等都具有一定的作用,待日后其改装制造技术更成熟,想必会在更多车辆上应用。