当医生测量血压以确定患者的健康时,开发工程师也测量曲轴箱压力以获得对测试台上的发动机的状况的了解。 不仅压力的增加提供了磨损的早期指示,而且压力测量对于需要符合排放法规的现代曲轴箱通风系统的发展至关重要。
重要的是注意,曲轴箱压力的测量不是“吹漏”的直接测量,其被测量为以标准立方米每秒为单位的流速。
测量曲轴箱压力以监测气缸套、活塞和环磨损。
开发引擎造价昂贵,因为通常在它们后面有一个密集的工程设计程序:因此,任何工程师最不想看到的事情是测试后所有努力化为乌有。 为了最大限度地降低风险,现在的测试台配备了无数的传感器来监测从油压,环境温度到EGT以及特别感兴趣的曲轴箱压力的一切。
在试验台上使用的曲轴箱压力传感器是特别有趣的,因为它们不仅能够测量相对较小的压力变化,而且它们在宽温度范围内也是稳定的,同时耐受高温热油:这是特别重要的,因为传感器经常安装在油底壳或注油管上,与高温的机油直接接触。
活塞环 – 气缸(PRC)系统经受极端压力,例如高摩擦和加速力,以及由燃烧过程产生的极端温度和压力。
在这些条件下,总是有部分排气回到曲轴箱中,但是当部件磨损增加时,发动机内部的压力也增加。 这是测量曲轴箱压力作为在测功机或试验台上运行的发动机磨损的早期指示的基本原理。
在强制感应CI发动机中曲轴箱中的压力的增加可能是灾难性的,因为来自压缩机的油的回流常常受到限制,导致迷宫式密封件失效,导致轴承的润滑完全损失。
尽管监测PRC系统状况的重要性,通过精确测量内部压力来优化曲轴箱通风曲线,对于满足排放立法至关重要。
设计PCV以获得更清洁的环境
在20世纪60年代初,通用汽车公司认为曲轴箱气体是碳氢化合物排放的来源。 他们开发了PCV阀门,以帮助抑制这些排放。 这是第一个安装在车辆上的真实排放控制装置。
理想情况下,曲轴箱压力应控制在刚好高于大气压,以便有足够的压力排除灰尘和水分,但不足以迫使油经过密封件和垫圈; 或在强制感应发动机上,限制油返回到油底壳。
有效PCV阀的设计的第一步是通过使用专门设计用于精确测量小差分的高质量压力传感器来确定曲轴箱中的实际压力,同时在宽温度范围内提供精确的可重复读数。
利用在性能和耐久性运行期间积累的数据,工程师能够确定PCV阀的适当参数:
- 适当的横截面积以便于来自曲轴箱的足够的蒸汽流通过
- 正确的操作压力参数,以确保涡轮增压发动机上的不受限制地回油,同时保持正的内部压力
最后,在试验台上评估原型阀,再次使用曲轴箱压力传感器,以确认性能和耐久性,以及排放合规性。
这种发展可能跨越几个星期,占开发成本的一大块,所以制造商最不愿意的是一个重要传感器出现问题; 这将需要部分或甚至完全重新测试。 这就是为什么OEM只使用高质量的压力传感器,例如压力变送器和变送器制造商STS生产的压力变送器。