满足国六法规的汽油车曲轴箱通风系统设计

姜文涛 王红学

摘 要：国六排放法规中增加了曲轴箱通风（PCV）系统诊断要求，本文介绍了法规具体条款和曲轴箱通风系统的工作原理，通过对比提出了具体的诊断设计思路和设计方法，并结合实例比较各方法之间的优缺点，为今后新项目的汽油车曲轴箱通风系统设计提供了方向。

关键词：汽油车 曲轴箱通风系统 国六 诊断方法

1 引言

在汽车发动机运行过程中，发动机活塞上下运行做功，燃烧产生的压力迫使油气从活塞环与气缸的缝隙中窜入曲轴箱，并混合曲轴箱中蒸发的油气，顺着发动机内部通道进入气缸盖。混合气再经过油气分離装置，再随着进气系统的中的新鲜空气，重新进入燃烧室燃烧，这是一般汽油车强制曲轴箱通风系统的工作过程。近几年来，国内汽车排放法规不断加严，法规对曲轴箱通风系统的故障检测和诊断要求也逐渐提高。因此，对曲轴箱通风系统的设计要求也越高。

2 法规要求

国六排放法规GB 18352.6-2016自2020年7月1日起正式实施，相比于国五阶段的GB 18352.5，其对于曲轴箱通风系统的诊断要求进行了加严。二者具体要求对比如表1所示：

由上表看出，国六阶段的排放标准对曲轴箱通风系统的完整性增加了诊断要求。因此，在设计满足国六排放法规的曲轴箱通风系统时需要考虑增加相关诊断方法。

3 曲轴箱通风系统的工作原理

曲轴箱通风系统主要由汽油发动机、进气管路、通风管路等部件构成，对于增压或自然吸气发动机而言，因其进气方式的不同，所以曲轴箱通风系统的原理也有所区别。

自然吸气式发动机的曲轴箱通风系统工作原理如图1所示，其主要利用发动机吸气冲程时，活塞下行对进气歧管产生负压吸力的原理进行曲轴箱的通风换气。当曲轴箱压力达到设定值时，缸盖中的PCV阀打开，混合油气通过曲轴箱通风管（歧管侧）被吸入进气歧管中，随新鲜空气重新进入燃烧室燃烧。同时，随着混合油气的减少，曲轴箱压力降低，因大气压的作用，新鲜空气顺着曲轴箱通风管（空滤侧）进入缸盖进行扫气。

涡轮增压式发动机有两种工作状态，一是在发动机处于低负荷工作状态时，涡轮增压器未产生有效压力，进气方式等同于自然吸气式发动机的负压吸气，如图2-a所示。另一种是发动机处于高负荷工作状态时，涡轮增压器工作并产生进气压力，使得进气歧管处于正压状态，PCV阀关闭，曲轴箱通风管（歧管侧）不通，发动机燃烧不断产生窜气进入曲轴箱，再顺着发动机缸体内部通道到达缸盖气室。当缸盖气室内的油气压力大于大气压时，油气便顺着曲轴箱通风管（空滤侧）进入进气系统，经过进气管路到达发动机内部燃烧，如图2-b所示。

4 曲轴箱通风系统诊断设计方法

为保证曲轴箱通风系统满足国六OBD诊断要求，根据表1中的法规条款，一般有两种设计思路：一是为曲轴箱通风系统的断开故障增加实时在线检测装置，另一种是设计符合法规豁免条件的曲轴箱通风系统。相关部件的诊断方法如表2所示。

经过近两年的行业技术实践，对于管路断开诊断装置发展出2条技术路线，一种方法是将需进行断开诊断的管路和接头组成一个完整的电路回路，通过检测电路回路的通断来诊断PCV管路的断开诊断，即导电式PCV管方案。另一种方法是在PCV系统管路中增加压力传感器，通过检测PCV管路的压力变化，来完成诊断。对于不可拆卸式的方案，主流方案是采用不可拆卸式的塑料或者金属快插接头来实现豁免。三种诊断方案的优缺点对比如表3所示。

以我司某SUV国六车型为例，在曲轴箱通风系统设计过程中，结合上述方案的优缺点及布置实际。最终，空滤侧的曲轴箱通风管采用导电式PCV管方案，进气歧管侧的通气管采用不可拆卸式的塑料快插接头方案。

5 结束语

曲轴箱通风系统检测作为国六排放法规OBD诊断内容的一部分，也是新车公告认证试验的项目之一。为了保证曲轴箱通风系统能够满足法规要求，在发动机设计时就应该尽早确定PCV诊断的技术路线，尽可能的去满足法规豁免条款。如确需增加诊断装置，可以根据实际需求和设计条件来选择合适的诊断方法，以达到最优设计的目的。

参考文献：

[1]GB 18352.6-2016，轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）[s].

[2]CN107654847A，一种具有脱落或断开检测功能的管路连接结构[P].