介绍
本文讨论发动机窜气、窜气问题的原因以及使用曲轴箱通风系统来管理发动机窜气。 我们解释了市场上不同类型的曲轴箱通风系统以及每种类型的优点。 这里讨论的发动机被分类为往复式内燃机 (RICE)，包括火花点火（SI 发动机）或压缩点火（CI 发动机）配置。 固定式发动机用于发电（例如备用、调峰/调速、主电源）和机械驱动。 （例如气体压缩机和泵）。 发动机还用于船舶推进、船载动力和机车装置。
什么是漏气？
当空气燃料混合物和燃烧气体泄漏通过发动机的活塞环时，就会产生窜气。 加压的空气燃料混合物和燃烧气体通过环和气缸壁之间的小间隙泄漏到发动机的曲轴箱中。 由此产生的润滑油雾和气体的混合物称为窜气。
窜气是如何产生的？
大多数内燃机使用活塞、阀门和轴将受控爆炸产生的能量转化为机械能。 活塞是发动机的心脏和灵魂。 它们使气体通过发动机并利用燃烧/动力冲程期间产生的能量。 在发动机内，活塞连接到旋转曲轴，并在固定的空心气缸内沿线性方向移动。 曲轴将活塞的线性运动转换为旋转运动，可用于驱动发电机组、压缩机和其他旋转设备上的电动机。 发动机中曲轴所在的区域称为曲轴箱。
当活塞完成从气缸底部到顶部或从气缸顶部到底部的运动时，该运动称为冲程。 当发动机被称为二冲程或四冲程时，这表示完成燃烧循环所需的冲程数。 在本文中，我们将重点关注四冲程类型以及按此顺序发生的四个冲程：进气、压缩、动力和排气。 曲轴箱窜气是在压缩和动力冲程期间产生的。
Generally, new engines will have lower levels of blow-by when compared with older worn engines. 当发动机运转时，燃烧室内的内部部件开始磨损，导致气缸壁和活塞环之间的间隙增大。 这种磨损会使更多的窜气通过活塞环泄漏到发动机曲轴箱中。 一个好的经验法则是，“磨损”发动机的窜气量是“新”发动机的两倍。
过度窜气如何损害发动机？
发动机窜气必须从曲轴箱排出，以防止出现多种问题。 常见问题包括：
● 曲轴箱压力过高 - 发动机曲轴箱中的压力升高可能导致机油通过发动机密封件泄漏，从而导致机油损失。
● 机油消耗增加 - 当窜气中含有大量油雾并排放到大气中且未回收时，发动机的润滑系统效率会因机油消耗过多而下降。
● 发动机性能下降 - 当窜气通过发动机进气口（封闭的曲轴箱）返回时。 油和其他污染物会覆盖涡轮增压器和后冷却器等发动机部件的内部，从而显着降低效率和性能。
什么是曲轴箱通风？
曲轴箱通风是对发动机曲轴箱进行排气或排除窜气的过程，以防止发动机内压力过大。 窜气与油雾和其他污染物混合，会损害发动机的内部部件并污染环境。 在返回发动机进气口或排放到环境中之前，需要使用高效曲轴箱通风过滤器来清洁排出的气体。
曲轴箱通风系统有哪些类型？
根据安装和排放要求，窜气将使用两种类型的系统进行通风： 开式曲轴箱通风 (OCV)和闭式曲轴箱通风 (CCV)。
当曲轴箱窜气排放到大气中时，会应用 OCV 系统。 OCV 系统可以是简单的低效率、低背压、金属丝网通气装置，也可以包括设计用于捕获大量油雾的高效聚结元件。 最有效的 OCV 系统将高效聚结过滤器与真空源和曲轴箱压力调节机构集成在一起。 使用开放式曲轴箱通风系统的一个优点是可以最大程度地减少涡轮机和后冷却器内污染物和油积聚的可能性。 这对于垃圾填埋气、沼气、合成气和其他气体质量可能存在问题的安装场所（Solberg SME 和 ACVB）尤其重要。
CCV 系统适用于曲轴箱窜气返回发动机进气口的情况。 在大多数情况下，它将布置在涡轮机（压缩机叶轮）的上游和发动机空气滤清器的下游。 有些将被排入发动机排气管。 随着环境法规变得越来越严格，封闭式曲轴箱通风 (CCV) 系统的使用越来越多。 通过发动机进气路径将窜气排出，操作员可以监控发动机排气的总排放量并消除排放源。 封闭式曲轴箱通风系统适用于多种安装类型，特别是当 CCV 具有集成压力调节技术 (Solberg ACV) 时。
两种系统类型都可以有效管理曲轴箱压力并满足环境法规。 有关更多详细信息，请参阅以下的图 1.1。
曲轴箱通风系统有哪些优点？
精心设计且尺寸合适的曲轴箱通风系统可显着帮助维持发动机的可靠性并降低长期维护成本。 它将减少发动机机油消耗并提高发动机效率和性能。 它通过将曲轴箱压力调节在指定范围内并捕获窜气中夹带的油来实现这一点。
调节曲轴箱压力
可以通过使用发动机进气作为真空源 (CCV) 或外部真空源（例如再生鼓风机 (OCV)）来管理曲轴箱压力。 在任何一种情况下，都必须调节真空水平以确保曲轴箱压力保持在指定范围内。 这通常使用手动阀、自动阀或变速驱动器来完成。 对于 CCV 系统，进步在于使用自动真空调节阀，例如 Solberg 的ACV和ACVB 系列产品线上的类型。 对于 OCV 系统，手动阀门控制最为常见，但再循环系统 (SME-R) 和自动机械控制 (Solberg ACVB) 等其他技术正在广泛的发动机应用中获得关注。 发动机曲轴箱吸力或压力的规格通常在 (-3) 至 (+2)”WC、(-7.5) 至 (+5) mbar 或 (-0.75) 至 (0.5) kpa 范围内。 发动机 OEM 规格因发动机品牌和型号而异，最好查阅 OEM 操作手册，了解特定发动机的理想曲轴箱工作压力范围。
降低石油消耗
曲轴箱过滤器可清洁排出的窜气，确保其在排放到环境中或返回发动机进气口之前不含污染物。 油雾是排放窜气时首要关注的问题。 过滤器的功能是捕获并聚结窜气中夹带的油雾，并将其返回发动机或废油槽。 当油返回发动机曲轴箱时，由于曲轴箱通风导致的油耗可以显着减少。
提高发动机效率
封闭式曲轴箱通风 (CCV) 和开放式曲轴箱通风 (OCV) 系统类型均可消除曲轴箱排放中的污染物和污染。 过滤器的效率对于任何 CCV 系统应用尤其重要。 高效聚结过滤器对于减少涡轮机、后冷却器和其他内部组件上的堆积非常有效。 一些颗粒物和油雾确实会通过过滤器。 最终，污染物会积聚，这可能会影响涡轮增压器表面并降低运行效率。 因此，当将窜气回流到发动机进气口时，最好选择效率最高的过滤器。
（0.3um 时高效过滤的效率通常为 99% 至 99.97%）
保护周围环境
带有高效过滤器的曲轴箱通风系统可防止油雾、烟雾、气味和其他颗粒物进入周围环境。当开放式曲轴箱通风 (OCV) 系统将未经处理的窜气排放到大气中时，油雾会积聚在建筑物和包括发动机在内的周围设备上。 当油在表面积聚时，会造成滑倒危险，并可能引发火灾。 通风不良的空间中油雾积聚可能会导致工厂人员出现呼吸问题和眼睛刺激。 此外，曲轴箱压力过大导致的发动机密封泄漏可能会给工厂操作员带来滑倒的危险。
符合环境法规
国家或地区机构（EPA、IMO 等）可能要求减少或消除曲轴箱窜气排放。 具体要求通常取决于燃料类型、固定式或船用装置以及负载（连续或备用）。 即使您的发动机不受特定法规的约束，最好通过捕获排出的油性窜气排放物来促进环境责任和安全。
一个完整的系统。 不仅仅是“曲轴箱过滤器”
每个发动机型号和安装地点的曲轴箱通风要求都是不同的。 发动机每年都变得更加高效、更加复杂。 因此，“一刀切”的产品可能不是控制排放和促进最佳发动机性能的最佳解决方案。 对于现代、高效、低排放的发动机，大多数都需要高效过滤，同时为发动机曲轴箱提供最小的背压。 为了实现排放目标和现场特定要求，需要合适的开放式或封闭式曲轴箱通风系统。 完整的曲轴箱系统可以包括特定的管道配置、安装位置、排水管类型和位置、废油控制台、排气位置以及过滤器和管道的绝缘护套。
结论
为特定发动机、设备或船舶安装理想的系统将有助于提高发动机性能、安全性和环境合规性，同时提高可靠性并降低总体拥有成本。 如果您对曲轴箱通风系统有任何疑问，请联系 Solberg Manufacturing。
图1.1
