EA888發動機是大眾集團車型的動力擔當,覆蓋瞭1.8L和2.0L兩種排量。這款發動機之所以得到廣泛應用,和其自身超高的科技含量密不可分,集缸內直噴、可變進氣正時、可變進氣歧管、可變排量機油泵等諸多技術於一身,出色的動力性和經濟性曾讓EA888當仁不讓地躋身沃德十佳發動機排行。
俗話說“甘瓜苦蒂,天下物無全美”,再好的事物也是有缺點的。燒機油是德系車發動機一直難以跨越的鴻溝,EA888自然也不例外。最近一位昊銳車主找到愛卡修車鋪,苦惱自己的愛車發動機機油消耗量偏高,並且燃燒室積碳嚴重,車主懷疑自己的車也加入瞭“混合燃料俱樂部”。
“混合燃料”是大眾車主對發動機燒機油的調侃叫法,但是瞭解大眾發動機的車友也都知道,這款機器的一個部件是引發燒機油的關鍵。
當它工作不良時,機油消耗量就會驟增,並形成大量積碳,它就是圖中黃色圈出的部件——廢氣閥。今天我們就聊聊廢氣閥是如何引發燒機油的,以及如何減少燒機油量。
很多車主覺得發動機一旦被下瞭燒機油的“診斷書”,就病入膏肓瞭,非得把發動機大卸八塊才能解決問題。
其實燒機油隻是一個最終現象,治理時應該先確定機油泄露的原因。燒機油的原因大概有三個,不一定每一種燒機油都需要大修。
1、燒機油的三種可能
原因一:氣門油封燒機油
理論上,燃燒室和氣門室是完全“幹濕分離”的狀態,但氣門油封或氣門桿磨損老化後,機油會從縫隙漏入燃燒室,造成燒機油。
原因二:活塞環燒機油
活塞環可以保證混合氣燃燒爆炸後產生的壓力被密封在氣缸內,同時還可以刮去缸壁上多餘的機油。
但活塞環磨損時,活塞環的刮油能力會減弱,曲軸箱的機油會從縫隙進入燃燒室。
原因三:廢氣閥燒機油
修好以上兩種燒機油故障必須拆解發動機,而曲軸通風設備損壞則無需大動幹戈,但診斷時容易被忽略,鬧不好還會和氣門油封燒機油搞混。
廢氣閥是分離機油蒸汽中油和氣的裝置,分離出的氣體進入燃燒室,而機油則流回曲軸箱,故而也稱油氣分離器。
但實際情況中,因發動機設計不同、工況差異等原因,油氣分離的效果也不盡相同。如果廢氣閥內的油氣分離不夠徹底,進入燃燒室的氣體中仍會存在大量機油,本該流回油底殼的機油就這樣被燒掉,從而出現燒機油現象。
2、廢氣閥燒機油有哪些表現
首先要說明的是,油氣分離不徹底引起的“燒機油”並沒有被列入必修范疇,即便是新車也有可能燒機油,所以一款發動機的可靠性和廢氣閥設計是否合理息息相關。
廢氣閥燒機油出現後,燃燒室、進氣門背部、節氣門等處會出現大量油性積碳,機油漏出量大時,排氣門和三元也會受到積碳污染。
由於氣門油封燒機油和廢氣閥燒機油都會在活塞頂部殘留液態機油,所以用窺鏡查看燃燒室不能準確判定。
根據廢氣閥工作原理可以推斷,機油進入燃燒室勢必要經過廢氣閥和進氣管之間的管路。所以廢氣管裡是否有機油是區分氣門油封燒機油和廢氣閥燒機油最直觀的方法。
說到這裡,我們簡單聊聊廢氣閥的結構和工作原理。
1、頂置設計是軟肋
EA888共有兩個廢氣閥,一個位於發動機內,稱為粗油分離器;另一個位於氣門室蓋最頂端,叫做精細分離器。
精細分離器和凸輪軸共處一室,機油就是在這裡進入廢氣的。
凸輪軸旋轉會使機油快速飛濺,這讓廢氣中夾雜瞭大量機油,機油甚至會被直接灌入廢氣閥。
2、集成度高,但分離裝置簡單
EA888的精細油氣分離器將廢氣和油液通道以及分離裝置統統集成在這個巴掌大的塑料疙瘩裡。
雖然從零件表面不能直接看出油、氣通道的走向,但從錯綜復雜的出、入口足以看出油氣分離器的集成度相當之高。
集成度高對發動機“瘦身”有明顯效果,但對功能的保障卻未必是一件好事。廢氣閥采用瞭旋風式分離法,機油蒸汽(黃色)在廢氣閥內部呈漩渦狀流動,蒸汽中的機油顆粒在離心力作用下撞在廢氣閥壁,凝聚成大滴機油(綠色)流回油底殼,而廢氣(藍色)則進入進氣管。
當然,以上所說的隻是最理想的狀態,所有的理論在變現的過程中都會出現瑕疵。其中,氣流速度是一個重要因素。
怠速時的氣流相對不穩定,流速也比較緩慢,這無疑會對渦流的形成造成阻礙。當離心力不足時,機油蒸汽撞凝出的機油也會減少。
加之廢氣閥體積有限,內部的油氣分離裝置結構簡單,且撞凝壁面積小,導致液態機油被吸入進氣管。
3、閥門故障率高
細心的朋友會發現廢氣閥的通風管分別通往進氣歧管和渦輪增壓器,這主要是為不同工況下,發動機內部壓力不同而設計的。
工況一:
怠速工況時,節氣門開度較小,此時進氣管吸力大,真空度大,曲軸箱內的廢氣會被吸入進氣管填補真空。同時,被吸入的這部分廢氣會成為部分進氣補償,用來維持正常怠速。
工況二:
當渦輪介入時,節氣門開度大,此時進氣管內的吸力較小,之前的負壓也逐漸向正壓變化,此時廢氣再想走這條通道就沒那麼容易瞭。廢氣閥會關閉這條通道,繼而打開真空度大的渦輪增壓器通道。
簡而言之,廢氣通道的切換和管路中的負壓有關,哪的負壓高,廢氣便會去哪。
但是,廢氣中的機油會在通道閥門處形成積碳,造成卡滯,閥門會處於常開狀態,使機油不受控制地進入燃燒室,引發燒機油。
4、回油孔易堵
廢氣閥底部的錐形油氣分離裝置(綠色標記)設置瞭兩個小孔用來漏出液態機油。
但孔隙實在有點小得可憐,可憐到機油中稍有一點雜質就會被堵住,分離器中的機油液面到達一定高度後就會被吸入進氣管路。發動機燒機油嚴重也有可能是回油孔堵塞造成的。
以上所說的燒機油現象隻是廢氣閥的故障之一,隻是這種故障不影響正常使用,按照廠傢的說法隻需按裡程清理即可,關於這個問題,智者見智。
除此之外,廢氣閥損壞還會產生一些顯性故障,這些故障會直接影響車輛的正常工作。
1、怠速不穩
如果廢氣閥出現漏氣,外界空氣會直接進入燃燒室,造成進氣過度補償。
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由於廢氣管直接接入進氣歧管,沒有經過進氣壓力傳感器監測,在進氣量增大的情況下噴油量卻不會發生改變,造成混合氣稀。
燃燒不充分的混合氣會殘留大量氧氣,在排出時,會被氧傳感器監測,電腦會自動修正燃油噴射量,在修正的過程中則會出現怠速不穩。
2、怠速異響
廢氣閥內部的膜片破裂後,發動機內部和大氣直接相連。膜片閥殼體的透氣孔會將外界空氣快速吸入發動機。
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異響的產生原理和吹口哨相同,廢氣在快速流經閥體時會在殼體內產生振動發聲,異響類似口哨聲。此時取下機油蓋時能感到明顯的吸力,且異響消失,則說明廢氣閥處於常開狀態。
3、發動機故障碼
儀表盤出現故障碼一定是因為發動機的某些參數發生瞭變化,通過發動機解碼器可以直觀看出,正常怠速時轉速是在740-760rpm/min之間浮動,而廢氣閥漏氣時則是在650-840rpm/min間變化,發動機抖動明顯。
當廢氣閥漏氣時,空氣流量和節氣門負荷值會明顯降低,正常狀態下兩個數值分別為2.6g/s和2.7%。當廢氣閥漏氣,怠速和這兩項數值會發生明顯波動。
4、大量燒機油
廢氣閥掌控著廢氣的去向,一旦失效,發動機內的壓力將無從釋放。特別是加速工況時,發動機內的壓力會急速暴增。
這時廢氣閥就會啟動應急措施,底部的安全閥會被壓力頂開,發動機內的廢氣會直接進入渦輪廢氣管,當然,絕不僅僅是廢氣,還摻雜著機油。
拔下渦輪管會有大量液態機油流出,這些機油會污染中冷器,進入燃燒室的空氣無法得到降溫會增加爆震概率。在進入中冷器之前,液態機油流經渦輪帶來極大的危險,渦輪的高溫可能瞬間點燃機油,發生火災。
小結:當廢氣閥出現以上故障時就要更換總成,雖然目前膜片也能單獨購買,但廢氣閥故障伴隨的燒機油現象不一定能通過更換膜片得到解決。並且從車友們的反饋來看,膜片的質量參差不齊,更換後不能保證完全見效。保險起見,還是建議更換總成。
雖然大眾對上一代廢氣閥進行瞭改良,加大瞭廢氣的進氣壓力,理論上能使廢氣閥燒機油得到明顯改善,但很多車主心裡還會忐忑不安,那不妨試試下面這款神器。
後裝油氣分離器可以最大程度預防分離不徹底的機油蒸汽進入燃燒室,而且結構簡單,自己動手就能完成安裝。
需要說明的是,外掛式油氣分離罐析出的機油無法再回到曲軸箱,它隻能攔截進入燃燒室的機油不被“燒”掉,卻不能解決機油減少的問題,仍需定期向發動機內補充機油。
1、後裝油氣分離器原理
之前我們提到原車油氣分離裝置過於簡單,隻能進行一次過濾。後裝油氣分離器體積較大,讓機油蒸汽在罐內得到充分的撞凝。
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和原車廢氣閥分離器原理相似,後裝油氣分離器在廢氣口設置瞭一根金屬擋油柱,進入的機油蒸汽會在此撞擊形成旋轉氣流。
氣流帶動下方的葉輪轉動,增大分離離心力,分離器內壁面積足夠大,蒸汽中的機油會匯集成油滴流到機油杯中。
當機油杯存滿廢氣時,出氣口的橡膠閥便會打開,進入燃燒室的廢氣會清潔許多。
2、分離器的安裝位置有講究
和油氣分離器配套的還有廢氣管、氣管卡子、轉接頭、分離器架和生料帶。
各種配件的作用大傢上眼一看就能明白,這裡就不再贅述瞭。
不過還是提示一下,生料帶應順時針纏繞,膠帶頭才能在擰緊的過程中牢牢埋在螺紋裡。
在機艙內選取一個合適的位置固定油氣分離器,選擇固定點時要避開排氣、渦輪,並且不要將分離器固定在發動機上。
在這輛昊銳的機艙內,我在右側翼子板上找到瞭一個合適的固定點。由於後裝油氣分離器的支架不是專車適配,安裝前也沒有提前準備,所以在安裝時隻能先固定一個點。後期我準備DIY一個支架,采用雙點固定會更牢固。
油氣分離器也不要和其它部件接觸,防止震動帶來的磨損。安裝時先固定油氣分離器,截去氣管時多留出一些富餘,按照黃色標記截取,寧可長一點也不要過短。
3、為什麼氣管要接在進氣歧管上?
罐體的安裝位置解決後,另一個問題就是管子怎麼接瞭。之前提到廢氣閥延伸出兩條通道,一條通向進氣歧管,另一條通往渦輪增壓器。我們要做的是把分離器接入進氣歧管那條管路,為什麼不選擇渦輪廢氣通道呢?
原車油氣分離裝置在怠速工況下分離效果差的原理在之前我們已做過解析,大部分機油是在這個時候進入燃燒室的。而渦輪介入後,原車油氣分離裝置的效果就要好很多。
這是因為渦輪產生的負壓氣流比怠速時穩定,流速也足夠快,進入原車油氣分離器的廢氣可以形成足夠強勁的漩渦,甩出機油液滴,所以油氣分離得更徹底。
但我們也要考慮到廢氣閥失效時機油會躥入渦輪增壓器廢氣管的情況。為瞭防患未然,可以加裝兩個分離器,這樣廢氣閥狀況無論怎樣,發動機的內部都不會受到污染 。不過為此要付出更多的購置成本,最重要的是機艙裡還要有足夠的地方。
4、勤於檢查外掛分離器液位
加裝外掛油氣分離器後,要養成勤於檢查的習慣,留意機油杯中的油量。
如果超過濾芯位置就要及時放油,並向發動機註入等量機油。
放油後記得把泄油閥關緊,否則分離器非但不會析出機油,還會將外界空氣吸入發動機,原理等同於廢氣閥漏氣。但外掛油氣分離器漏氣會對發動機造成更大的損傷,由於放油管的管徑比廢氣閥通氣口大很多,所以空氣中的塵土會隨之被吸入。
為瞭方便接取濾出的機油,我將廢油管從車輪擋泥板接縫處引出。引流管的彎曲角度不能過大,否則會影響機油流出。
後裝的油氣分離器效果如何、會帶來哪些問題則需要長期使用才能發現。而我也對這輛安裝瞭分離器的昊銳進行瞭短期的測試。
在經過近300km的路試後,我總結瞭一下後裝油氣分離器的優點和缺點,下面和感興趣的朋友們分享一下。
測試均是在實際道路下進行的,一半路程是在擁堵環境下,另一半則是在高速路段,車輛使用完全圍繞真實的用車情景展開。
1、確實可以有效分離機油蒸汽
大約在100km左右時,分離器的機油杯中開始出現少許機油;250km左右時,油杯中已出現明顯的液態機油。並且纏繞接頭的生料帶也從白色變為瞭黃色,說明廢氣閥去往進氣歧管的機器蒸汽的確被外置油氣分離器攔截下來。
在文章發佈後的幾天裡,一位涉足改裝圈的同事找到我,講述瞭他曾加裝機油透氣壺,最終導致發動機氣門室蓋墊滲漏的經歷。經過一番探討,同事所說的機油透氣壺原理和我們這期所用的分離器原理不盡相同。
首先從氣管佈局來說,機油透氣壺的進、出氣管都通向曲軸箱。這就引發瞭一個現象——低速時,曲軸箱產生的廢氣隻能在發動機內循環;其次從廢氣控制來說,由於將原車的進氣歧管堵住,發動機內循環的廢氣隻能在渦輪介入時被渦輪進氣管負壓抽出,所以發動機需要在渦輪的持續介入下才能排清廢氣,否則發動機內部壓力難以釋放,最終漲漏密封圈。
而我們這次加裝的分離器在渦輪不介入時也會一直通過進氣歧管內的負壓抽取廢氣,不論高速還是低速,曲軸箱內的壓力終保持在適當的范圍內,完全不必擔心密封圈因內部壓力而泄漏。
2、非原車適配難免出現小問題
雖然後裝油氣分離器有顯著的效果,但它也並不是完美的。
在加裝油氣分離器後,我發現怠速時車內的共振聲變得顯瞭。期初我以為異響在安裝油氣分離器之前就已經存在瞭,隻是沒有註意過罷瞭。由於泵體在分離蒸汽時並沒有明顯的噪音,如果說是它引發的異響,顯然理由不充足。
但是理論終歸需要實踐來驗證,當把分離器管路拔下後,車內的共振聲明顯變小瞭。原來,分離器的支架和翼子板之間采用的是剛性連接,分離器內部的葉輪在轉動時,會將輪軸的噪音傳遞到車架,隨之進入車內。
異響的問題可以通過在連接處增加一個橡膠墊得到緩解,可見後裝油氣分離器的問題還是由車型適配度欠佳引起的。希望油氣分離器廠傢能在後期推出一些常見車型的固定支架,減少車主的DIY難度,增強使用體驗。
編輯總結:廢氣閥就是這樣一個讓人又愛又恨的裝置,雖說它能幫助發動機提升一些經濟性,但它先天的“殘缺”卻在後續養車中不斷向“經濟性”發出挑戰,無論是燒機油還是故障率居高不下,都會讓車主付出更多的養護成本。
然而遺憾的是,廢氣閥故障不僅僅高發於大眾發動機,就算是口碑一向優良的日系車也在劫難逃,而那些老舊的、排量大的、壓縮比高的發動機更是無庸贅述。
對於這些因廢氣閥缺陷燒機油的發動機均可用外掛式油氣分離器減少機油消耗,雖然油氣分離器不能保證將油氣100%分離,也不能減少曲軸箱內的機油損耗,但減少機油進入燃燒室是完全沒問題的。與其再去花錢做什麼進氣道清洗,不如盡早裝個外掛油氣分離器吧。