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实用型技术手册(18)发动机漏油谁的错?

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发动机漏油是密封条的错?

  [汽车之家 实用型技术手册]  很多朋友都知道去年夏天我花了不到5万元人民币买了台二手的宝马3系(E46),用购买一台中国品牌小型车差不多的价钱,却能一下子加入豪华品牌阵营,这事儿当时怎么看怎么值得。不过,到手以后层出不穷的小毛病确实一次次的教我做人。现在,小毛病终于没了,轮到被称为宝马通病的发动机漏油问题找上了门。 

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■ 忍无可忍的漏油 

  不久前我自己保养的时候发现发动机舱里有着些许漏油的现象,当时并未在意。毕竟之前对于宝马发动机漏油的情况也是略有耳闻,但是随着时间的推移,每次修好后不久,漏油的现象都会再次发生,而且情况愈发严重。

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  或许是由于车价便宜,漏油问题并没有引起我很大的注意,直到不久一次用车时碰到了“麻烦”。当时车放在地面一夜,冷启动热车竟然从发动机舱中冒出了阵阵白烟,车里也能闻到明显的机油味,我这才意识到问题的重要性。确定不会自燃后,我们打开了发动机舱盖,这是现场拍摄的视频。


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  从视频中能明显看出白烟来自于发动机舱靠近乘员舱处,加上发动机舱内明显的机油痕迹不难推断出是漏出的机油滴到了温度较高的排气歧管,虽然不至马上自燃,但也确实影响行车安全。

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■ 漏油不是密封条的“锅”?

  既然之前两次维修时已经更换了漏油处的橡胶密封条,并重新涂抹了密封胶,那就意味着密封系统出现问题的几率几乎为零。那么仍旧出现如此严重的漏油情况,很可能是发动机内部压力出现了问题。为了验证猜想,我们尝试着在怠速情况下打开机油加注口。


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  那么问题究竟出在哪儿呢?根据发动机的结构以及工作原理,我们认为问题很可能出现在一个大家平时不太会注意的部分,这就是曲轴箱通风系统(PCV, Positive Crankcase Ventilation)。

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  机油蒸汽以及窜入的混合气、废气会让曲轴箱内的气体越来越多,如果没有向外排出的通风系统,曲轴箱内的压力就会过大,通常情况下,机油会从关键部位的油封顶出,极端情况下会导致发动机缸体发生炸裂。除此以外,窜入的气体中除了有完全燃烧和不完全燃烧的产物外,还会包含水蒸气、微粒(碳烟)以及微粒形态的机油等等,这些物质会腐蚀发动机零件,同时造成机油变质。因此,需要有一个系统帮助发动机导出这些气体,曲轴箱通风系统由此诞生。

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像大禹治水一样疏通才是关键

■ 像大禹治水一样治漏油

  我们小时候一定都读过大禹治水的故事,他采用了疏通而非加高河堤、堵塞漏洞的办法治理泛滥的黄河水患,这个方法和治好这台发动机漏油问题的思路差不多。具体而言,此前的维修更换了出现裂痕的密封圈,重打了密封胶,仅仅是堵住漏油点,无法根治压力过高的问题。在失衡的压力下,机油仍会努力向着最薄弱的环节流动,最终通过缝隙流出,漏油现象无法得到缓解。我们此次希望通过解决压力不平衡的情况,从源头解决问题,因此我们将视线集中到了曲轴箱通风系统。

  前面说到曲轴箱通风系统是通过导出曲轴箱以及气门室多余气体,从而降低相应区域压力的部件。当然,仅仅导出是不够的,这些含有机油微粒等杂质的气体如果直接排放到大气中,无疑会造成环境污染。为了减少污染,工程师想出了循环使用的点子。曲轴箱内的气体会不停地被抽出,经过进气歧管返回燃烧室“发挥余热”,最终通过三元催化器净化后排入大气中。

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  涡轮增压发动机的曲轴箱通风系统相比自然吸气发动机略复杂,在正常行驶状态时,曲轴箱内的废气经过通风系统直接送回至涡轮增压器前,而在怠速或低转速时,涡轮并不工作或工作效率较低,发动机类似“自然吸气”状态。此时,节气门开度较小,涡轮前的进气歧管内空气流速很慢,压力维持在正常大气压力,同时高于曲轴箱压力。所以,就需要第二套曲轴箱通风装置——和普通自然吸气一样,曲轴箱或气门室直接连通进气歧管。

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■ 仅仅抽走还不够

  您可能刚才已经注意到了,上面两张图中都有一个叫做油气分离器的部件,它是做什么的呢?前面已经提到了,这些气体包含了水蒸气、微粒(碳烟)以及微粒形态的机油。一股脑的将它们送回进气歧管,最终回到燃烧室这个解决方案不仅会降低燃烧效率,同时还会造成机油消耗速度过快。因此,需要将对曲轴箱中抽出的混合气加以过滤,将其中的机油、杂质与气体分离,负责解决这个问题的就是油气分离器。根据分离油气的原理,目前市面上多见的是下面三种。

- 利用重力的重力型油气分离器

  在三种类型的油气分离器中,利用重力分离油气的重力型油气分离器历史最长,结构也相对最简单,所以其分离效果也是三种中最低的。诸如国产第一代捷达这样量产时间很长的车型,以及一些价格较低的微型车、小型车仍在使用这种类型的油气分离器。

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- 利用惯性的迷宫型油气分离器

  就像名字一样,这种油气分离器内部结构有些类似迷宫,它的内部通过档板为气流规划了一条路径。流速较高的混合气进入后,气流会不断撞击在各个档板上,混合气中较重的机油微粒会逐渐汇聚成油滴。随后在重力作用下油滴沉淀到管壁上并在机油回流管中聚集,流回油底壳。

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- 利用离心力的旋风型油气分离器

  含油雾的气体这种油气分离器后,气流会在导向叶片的导流作用下强烈旋转,这样密度大的油滴在离心力作用下被甩向分离器壁,并在重力作用下沿内壁向下流落。气流则在筒体内收缩向中心流动,向上形成涡流经过管路返回进气歧管。

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  说回到宝马318i,问题就是出自曲轴箱通风系统,经年累月的使用造成了零部件的堵塞。引导曲轴箱、气门室多余气体的能力减弱,造成了部分区域压力过高的情况,这些无处宣泄的压力“引领”着机油向着薄弱部位进攻,最终造成了漏油的现象。知道了问题成因后,我们更换了出问题的零部件,漏油问题得以完美解决。

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■ 合作搭档效果更好

  无论是重力式油气分离器,还是迷宫式、旋风式分离器都有其自身特点,所以现代发动机中,往往综合使用集中油气分离器。混合气通过多次分离后,气体与油液分离更为彻底,循环燃烧效果更好。我们此前拆解第三代大众EA888发动机时,就发现它使用了两种油气分离器。 

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  很多时候,我们总爱将机油消耗速度过快这个问题归咎于活塞环设计、气缸壁加工工艺等方面。实际上,油气分离器同样是罪魁祸首。混合气分离效果欠佳的话,那么被送回至进气歧管再次参与燃烧的气体中会包含较多的机油,便会造成机油消耗过快的结果。

全文总结:

  其实不仅是这台宝马318i,所有新车经过岁月洗礼,若干年后都可能会面临发动机漏油的尴尬,这样的情况多少有些英雄暮年的悲哀。面对这些漏油问题,初级的解决办法便是检查密封系统,橡胶材质的密封圈经年累月的在高温、高压环境中工作后出现开裂、变形的情况可谓十分常见。另一方面,出现渗漏还有其根本原因,以这次的案例而言,曲轴箱通风系统的内部压力过高才是导致泄露的罪魁祸首。根治了漏油问题后,机油消耗量也会恢复到正常状态。(文/图 汽车之家 唐朝)

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