为什么要进行曲轴强制通风？

汽车上有很多功能并不是为了性能提升而设置的，曲轴箱强制通风就是其一。

上图是一个活塞以及上面的活塞环，可以看到活塞环明显比活塞更宽，而且还有开口。发动机运行时与气缸壁接触的是活塞环而非活塞本身。

为什么要这样设计呢？主要有两个原因：

1、降低摩擦，活塞环与气缸接触面积更小，可以降低摩擦。

2、消除热胀冷缩带来的影响，如果活塞直接和气缸严密配合，那么发动机温度上升后活塞受热膨胀可能直接卡死，而活塞环有缺口，热车后活塞环有一定的膨胀余量，不会卡死。

这样的设计导致活塞以及活塞环不可能与气缸壁实现完全的密封，在压缩冲程和做功冲程气缸里压力很高，有一部分混合气或者燃烧的高温燃气会从活塞与气缸壁之间的缝隙进入曲轴箱，从而使曲轴箱压力逐渐升高，影响发动机正常工作。

于是就要想办法保证曲轴箱压力平衡，而最简单的方法就是在曲轴箱上开个孔，与大气连通，这样再多的废气也不会导致曲轴箱压力升高。比如上图，这是早期的摩托车发动机，曲轴箱上那根黑色的管子就是曲轴箱通风用的。

但是废气直接排放到空气中会污染环境，所以在环保越来越被看重的情况下这种粗犷的设计就被禁止了。取而代之的就是曲轴箱通风系统。

曲轴箱通风系统原理很简单，在曲轴箱上设计两根管子，一根连接进气歧管，发动机工作时通过这根管子把曲轴箱废气吸入发动机。另一根管子连在进气道上，负责给曲轴箱补充干净的新鲜空气，不然只出不进会导致曲轴箱出现负压。

发动机工作时新鲜空气先被吸入曲轴箱，与废气混合后再被吸入发动机燃烧。这就是曲轴箱通风系统的大致工作原理了。由此可见曲轴箱通风系统并不是为了提升发动机性能，而是为了降低污染。

为什么要进行曲轴强制通风？

曲轴箱强制通风是为「节油减排＋保护发动机」

三个问题：

1. 曲轴箱为何要强制通风
2. 什么是强制通风
3. 强制通的“风”指什么

想要搞清楚燃油汽车内燃式热机的“通风设计”，首先要了解其运行原理。

Engine·发动机指能通过消耗某种能源而转化为机械能的机器，内燃机属于一类；这种机器是通过吸入空气和喷射燃油，在机体内部的气缸燃烧室中进行化学反应。燃烧的本质是氧气与碳氢化合物的反应，过程中会产生热能和光能；生热的概念可以理解为分子碰撞产生的能量，过程中也会产生高压，高压力在不绝对密封的环境中会怎样呢？参考下图。

这就是强制通风的动态演示，所谓的「燃烧室」指的是气缸内部的空气，是活塞往上到顶端的小小空间；现代化的汽摩都装备四冲程发动机，其实从上世纪六十年代就开始普及了，下面来了解一下四个冲程活塞的往复运行方式。

• 进气冲程·活塞往下行
• 压缩冲程·活塞往上走
• 做功冲程·活塞往下行
• 排气冲程·活塞往上挤

活塞往复循环会产生负压吸力，自然吸气就是通过活塞下行，以及排气冲程中进排气门同时打开的瞬间，以排气产生的负压力从进气门吸入空气；随后则是活塞往上走开始压缩空气，空气中的各类分子是有间隙的，压缩指挤压分子间隙使其碰撞摩擦而产生高温，高温用于蒸发液态燃油使其汽化。

重点：气态燃油的燃烧速度远超液态燃油的燃烧速度，这是需要压缩冲程的原因；汽化后的混合油气在活塞达到上止点（接近气缸顶端）的瞬间被火花塞的电弧引燃，此时燃烧产生的热能等于活塞的推力，但是活塞下行需要时间，而混合油气反应的速度却更快，状态则等于快速在气缸内“膨胀”。

活塞与气缸壁并不是绝对密封的哦，两者之间是存在间隙的；用于填充间隙的是“机油膜”，密封效果不错但达不到绝对。于是就会有部分没有充分燃烧的混合油气，以及燃烧后的产物从分析中被高压进入活塞之下的空间并形成气流，活塞之下的空间叫做「曲轴箱」。

现在需要再了解两个知识点：

• 混合油气无法充分燃烧
• 燃油燃烧后的主要产物包括H20·水

任何内燃机都无法让混合油气100%的反应，因其蒸发性能与燃烧效率都比较低，做功冲程的时间又太短；所以只能是非常不充分燃烧（冷车），以及热车的相对充分燃烧。

不充分燃烧的产物包括游离碳颗粒、胶质以及碳氢化合物等，充分燃烧的部分燃油会生成二氧化碳和水；碳氢化合物是汽油的主要组成，与机油混合会影响其性能。水则会与机油反应而造成其话乳化的现象，会快速地让机油失去润滑、密封、防蚀、清洁等等功能，这就是为什么要强制通风，那么到底怎样通风呢？

通风的方式大致有两种！

早期使用的是普通式的“自然通风”，目前也还有些农机使用；这种发动机的曲轴箱会与机油加注位置理由通气孔，做功时进入曲轴箱的废气会加强曲轴箱内部的压力，如果不将这些混合气排出曲轴箱，久而久之则会因内压过高而破坏缸盖的密封性。

结果会是防冻冷却液与机油道都泄露，以水为主的防冻液混合机油首先会造成曲轴箱内部机油量的增加；这个故障点叫做“机油增多”，本质是水与机油混合溶液的总量增多。随之则是水与机油反应而造成机油乳化，发动机离报废也就不远了。

近几年以日韩系汽车品牌为主的车辆，普遍出现过这种问题；究其原因除强制通风系统与油气分离器异常以外，主要是机体材料不合格。

其次则是些行驶里程很多的老旧车辆，其中以三缸发动机为主的车辆也容易出现相同的问题；因其活塞气缸磨损的程度过大，活塞间隙自然也会加大，因高压进入曲轴箱的废气量会造成强制通风效果的变差。

达到这种程度后而依靠“自然通风”的效果就很不理想了，所以这种技术被淘汰了；随之而来的强制通风是将曲轴箱与「进气系统」连接，内燃机吸入空气的时候也会产生负压力，那么与曲轴箱连接的管道则会被“抽吸”，混合气则会在排入曲轴箱后随即被抽走，并且会再次参与燃烧以达到节油与减少排放的效果。

这种技术类似于化油器的文丘里管，参考下图。

这张图片说明了负压力是如何抽曲轴箱废气的，至此应该可以理解曲轴箱的通风原理，以及为什么要强制通风了。这种技术可以保证内燃式发动机的稳定运行，如果发动机在磨损程度不大的前提下而出现机油增多与乳化问题，故障点则要从这个系统着手。

（化油器技术已经被电喷技术取代）

最后再说明一个常见问题-「油泥」，这种杂质正是因窜气而形成。虽然窜气会被强制通风掉，但是高沸点成分与水蒸气冷凝是避免不了的问题；比如冷启动时的曲轴箱温度很低，混合油气中的水蒸气则会与杂质、碳黑（颗粒物）与金属粒子混合后而冷凝，这些就会形成胶质物一样的油泥。

不过生成油泥的时间与程度都不会很夸张，机油又能清理油泥；所以只要按照里程标准定期更换机油，油泥的程度则不会影响正常运行，反之则要出现问题哦。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

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为什么要进行曲轴强制通风？

话不多说，直接讲重点。

首先曲轴强制通风，准确来讲叫做曲轴箱强制通风，也叫做PCV系统。为什么发动机要进行曲轴箱强制通风。

1、发动机怠速工作的时候，曲轴箱是负压状态，打开机油盖或拔出机油尺就知道发动机后，会发现这两个口是有吸力的，特别是奥迪的有些发动机打开机油尺，发动机都会抖动。

当发动机怠速或低速低负荷的时候，曲轴箱是较大的负压状态，这种情况会导致大量机油随窜气进入进气系统并参与燃烧，将导致烧机油并严重影响发动机的性能和排放，所以曲轴箱就必须需强制通风，当曲轴箱内的压力增大时，曲轴箱通过废气阀或油气分离器进行通风，使曲轴箱压力波动处于合理范围内。

△曲轴箱部分负荷通风管路

所以经常低速或怠速行驶，特别是涡轮增压发动机，进气歧管内部会出现机油的一些东西。

有些发动机会使用一个油气分离器和机油分离器，气门室盖上一个，曲轴箱体一个，有些也叫废气阀，有些也叫做油气分离器1和2。目前发动机大多数都才用多级油气分离结构，有些油气分离器拆开内部像迷宫一样。油气分离器损坏也会有烧机油现象，所以有些车换了油气分离器就不烧机油了。

△曲轴箱满负荷通风管路

2、为了保护发动机，发动机工作时，燃烧室的高压可燃混合气和废气，或多或少会通过活塞环与气缸之间的间隙漏入曲轴箱内，造成窜气，窜气成分为未燃的混合气、水蒸气和废气等，会把发动机的机油稀释，降低机油的性能，加速机油的氧化、变质，形成油泥，堵塞机油油路，废气的酸性气体进入润滑系统，导致发动机内部零件腐蚀和加速磨损，窜气压力过高会导致发动机油封漏油等情况，比如宝马因为气门室盖上面问题，导致曲轴后油封有异响，类似于吹口哨。

3、为了排放和环保，现在的排放要求和提高经济性，汽车发动机设计过程中也必须进行曲轴箱通风系统设计，将曲轴箱内的混合气通过连接管导向进气管的适当位置，返回气缸重新燃烧，这样既可以减少排气污染，又提高发动机的经济性，防止油泥和其他有害物质的积累，减少发动机的故障和磨损，满足相关排放法规，因此必须发动机必须设置曲轴箱强制通风。避免污染混合气排向大气中。

下面以奔驰GLC的M274发动机为例

曲轴箱通风系统说明

曲轴箱通风系统允许排放从曲轴箱输送的多余压力和过多气体，通过进气系统将他们送回发动机，并在任何发动机操作条件下加以燃烧。

曲轴箱通风主要以节气门下游的压力传感器（发动机的负载）、加速踏板位置传感器（油门踏板位置）、环境温度传感器作为信号来控制曲轴箱通风系统。

曲轴箱通风系统具有两种功能

1、正常模式曲轴箱通风功能

部分负荷运行曲轴箱通风阀为常开阀，窜气从机油分离器吸入到增压空气分配器管中，减速期间，根据来自发动机电脑（ECU）的信号关闭曲轴箱通风阀的部分负荷，这将阻止窜气从曲轴箱流入进气系统并降低噪音。

2、满负载模式曲轴箱通风功能

窜气从油气分离器被吸入进气管，满负荷通气管加热器元件安装在与空气滤芯器下游相连的通气管道上，当环境温度低于7摄氏度时，根据来自ECU的信号加热过量气体，这样可以防止冻结的过量气体对发动机造成伤害。

为什么要进行曲轴强制通风？

强制曲轴通风系统也叫做PVC系统，之所以要加装这个系统是因为发动机在工作的时候，难免会有一部分的可燃混合气体以及燃烧掺入经过活塞上面的活塞环从气缸里面窜到下面的曲轴箱里面。而且当发动机在低温下运行的时候，还可能会有部分的液态燃油漏到曲轴箱里面，如果这些燃油不及时进行清理的话，会加速机油变质并且使得发动机机体的零部件受到腐蚀或者是锈蚀。而且，因为窜入到曲轴箱里面的气体中含有碳氢化合物以及其他的污染物，所以这种气体是不允许排放到大气里面的。因此现代的汽车发动机采用的强制式曲轴通风系统就是为了防止曲轴箱里面的气体排放到大气里面的净化装置。

这个系统主要是有空气滤清器，空气软管，PVC阀以及曲轴箱气体软管组成。其中最主要的就是控制元件PVC阀，其作用就是根据发动机的工况变化自动调节进入气缸的曲轴箱气体的数量。

如果气缸或者是活塞严重磨损了，进入曲轴箱的气体会太多了，这样即使PVC阀开到最大也不足以使这些气体流入进气管。这样曲轴箱的额压力会升高，部分曲轴箱的气体经过软管进入空气滤清器，跟随新鲜空气一起进入气缸。

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为什么要进行曲轴强制通风？

发动机曲轴箱强制通风又叫强制曲轴箱通风，实际上就是利用汽缸的不断抽吸产生负压，通过pcv单向阀门把曲轴箱内部的混合气或者废气吸出，同时通过通气管道不断的补充新鲜空气进入曲轴箱实现强制曲轴箱空气流动循环。同时利用油气分离器将废气中的机油蒸汽分离，分离后的机油蒸汽回流到油底壳，分离后的空气重新进入进气歧管参与燃烧。曲轴箱强制通风主要有三个作用：

• 1、平衡曲轴箱内部压力

发动机的汽缸和曲轴箱之间利用活塞环和机油油膜密封，实际上，由于活塞环存在端隙和背隙，机油油膜也不可能实现完全的密封，对于四冲程发动机来说，压缩行程可能会有一些汽油蒸汽冲破活塞环进入曲轴箱，做功行程可能会有一部分废气进入曲轴箱，如果没有曲轴强制通风程序，曲轴箱内的压力就会不断的增加，曲轴箱压力增大会导致油封渗漏，此外还会影响发动机的动力输出，因此，必须设计曲轴箱强制通风程序。用来平衡曲轴箱内部压力。

• 2、避免机油污染，延长机油使用寿命

发动机在低温冷车启动时，汽缸内壁温度非常低，一部分汽油蒸汽会冷凝形成液态汽油附着在汽缸内壁上，当活塞上行时，这些液态汽油接触到活塞环以后，直接和机油混合，并跟随活塞下行活塞环刮除油膜过程，将溶解汽油的机油刮回到曲轴箱内。这些汽油会起到稀释机油的作用。

在做功行程，发动机燃烧后会产生高温高压的废气，废气通常由水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物和少部分二氧化硫组成，当二氧化硫遇到高温水蒸气会形成弱酸，这些酸性物质如果长时间存在于机油中，会导致机油使用寿命大大缩减。而水分长时间存留在机油里，也会导致机油乳化。

而随着曲轴箱强制通风的作用，这些有可能进入到机油内的汽油或亚硫酸、水分会通过强制通风过程排出去。从而延长机油的使用寿命。

• 3、汽油蒸汽回收，提升燃油经济性，减少大气污染

曲轴箱强制通风排除出的汽油蒸汽和废气如果不经过回收直接排入大气会导致污染，同时，这部分汽油蒸汽如果能够回收也会提升燃油经济性。因此曲轴箱强制通风回收后的汽油蒸汽一般会进入进气歧管重新参与燃烧，从而提升燃油利用率。

当然，曲轴箱强制通风也并不是完美的设计，发动机在高温状态下，曲轴箱内部的机油会蒸发成蒸汽，这部分机油蒸汽一般会通过油气分离器进行油气分离，分离后的机油会回流到油底壳，但是，油气分离器并不可能完全将机油和废气完全分离，一定会有一部分机油会进入到进气歧管内，这些机油会进入燃烧室参与燃烧，而机油参与燃烧以后，会形成固态碳化物，导致缸内积碳。著名的大众EA888烧机油的原因之一就是油气分离器设计缺欠，导致烧机油的情况。

为什么要进行曲轴强制通风？

科技科普促使人们养成理性思考和理性处理事务的习惯——凯腾聚知

曲轴箱强制通风起始于70年代的发动机排放控制！

曲轴箱和气缸是直通的，气缸内燃油燃烧后，有一部分燃烧残余气体会通过活塞环漏气进入曲轴箱，在曲轴箱冷却聚集。这些残余气体通过汽缸盖和气缸体上的凸轮轴润滑回油通道进入气门室盖。早期的发动机在气门室盖有一个迷宫式通道湿温残余气体在此凝结分离，气体直接排空，凝结的机油回到曲轴箱。

70年代到80年代末曲轴箱通风气体直接导入空气滤后进入发动机燃烧。

90年代欧二排放控制开始，碳挥发物也纳入控制，从此曲轴箱通风气体由燃油碳罐控制系统收集，经碳罐吸附呼吸功能系统参与气缸燃烧。。