淺析發動機積碳的原因及解決措施

沈洪松

遼寧裝備制造職業技術學院 （沈陽 110161）

淺析發動機積碳的原因及解決措施

沈洪松

遼寧裝備制造職業技術學院 （沈陽 110161）

發動機是汽車的動力源。由于積炭的導熱性很差，在零部件表面會降低傳熱系數，阻礙熱的散失，引起燃燒室溫度上升。因此積炭的增加不僅會導致發動機燃燒室過熱，還會引發汽車尾氣排放中的氮氧化合物量增加，惡化大氣環境等。因此積炭的產生不僅關系到每位駕駛員的切身利益更關系到大氣污染的方方面面。

積炭 原因 種類 影響 現象 措施

1 產生積碳的原因

日常行駛和保養中的一些不正確操作都會造成積炭的快速形成，歸納起來主要有：發動機經常處于短時運行狀態；長期在低溫，低速狀態下行駛；長期在高溫，高速，超負荷狀態下工作；發動機進氣門油封不良；經常在灰塵較多的場所中運行；汽油標號低，發動機爆震；汽油中含有大量的水分和膠質。

以上幾種情況可以歸結為兩種原因：一種是與發動機運行工況相關的，如發動機經常處于短時運行或者超負荷運行等；另一種是與外部條件相關的，如燃油品質不好或者工作環境惡劣等。

2 積碳的種類

2.1 氣門、燃燒室積碳

受電噴發動機控制特點的決定，汽缸每次工作的時候都是先噴油再點火，當我們熄滅發動機的一瞬間點火被馬上切斷，但是這次工作循環所噴出的汽油卻無法被回收，只能貼附在進氣門和燃燒室壁上，汽油很容易揮發，但汽油中的蠟和膠質物卻留了下來，長此以往汽油中的蠟和膠質物越積越厚，反復受熱后變硬就形成了積碳。

2.2 進氣管積碳

由于整臺發動機各個活塞的工作并不是同步的， 當熄滅發動機時，有些汽缸的進氣門不能完全關閉，一些未燃燒的燃油不斷蒸發氧化，會在進氣管中尤其是節氣門后方產生一些較軟的黑色積碳。一方面這些積碳會使進氣管的管壁變粗糙，進氣會在這些粗糙的地方產生旋渦，影響進氣效果及混合氣的質量。另一方面，這些積碳還會阻塞怠速通道使怠速控制裝置卡滯或超出其調節范圍，這樣一來會造成怠速低、怠速發抖、各種附屬裝置的提速均失靈、收油滅車、尾氣超標、費油等現象

3 積炭對汽車的影響

3.1 積炭對動力性的影響

對動力性的影響主要表現有：怠速不穩、高速失速；難啟動、常熄火、動力下降；易爆震

3.2 積炭對經濟性的影響

積炭的增多會導致發動機異常耗油。對汽車燃油經濟性的評估，通常是根據發動機的萬有特性曲線與汽車功率平衡圖來進行計算。

圖1 發動機萬有特性曲線

萬有特性曲線是一組繪制有等功率和等燃油消耗率曲線，如圖1所示。根據曲線可以確定發動機在一定轉速n，發出一定功率P時的燃油消耗率b。計算時根據等速行駛車速Va以及阻力功率P，在萬有特性圖上利用插值法可確定相應的燃油消耗率b,從而計算出以該速度行駛時單位時間內的燃油消耗量Qt為：

其中b為燃油消耗率，γ為燃油的重度，假設燃油品質一定的情況下，燃油重度γ為一常量。從上面對于動力性的分析中可以得到，當存在積炭現象時將會降低發動機的動力性，亦即發動機輸出功率將會降低，則當汽車在以同樣的等速行駛速度行駛時，為了獲得相同的功率，必然需要更高的燃油消耗率。

3.3 積炭對汽車排放的影響

影響發動機排放性的因素很多，但是具體到積炭方面則主要是表現在過量空氣系數對排放性的影響。由于發動機出現積炭層之后將會吸收部分燃油，從而導致進入燃燒室中的燃油減少，混合氣體的濃度降低，影響到發動機的正常啟動。此時，必須增加燃油的供給量以提高混合氣體的濃度，實驗證明當存在積炭現象的發動機啟動時，燃燒室中的混合氣濃度已經超過了正常的濃度標準，導致過量空氣系數變小。圖2為排氣污染物與過量空氣系數的關系圖。從圖2可以看出，在過量空氣系數從大變小的過程中，氮氧化合物的變化趨勢是逐漸減少，而一氧化碳和碳氫化合物的含量逐漸增加。

圖2 排氣污染物與過量空氣系數的關系

4 減少和預防積碳產生的方法

減少和預防積碳產生的方法有：加注高質量的汽油、不要長時間怠速行駛、點火時間不宜過遲或過早、多跑高速，盡量提高手擋車的換擋轉速、注意滅車時機

5 結語

汽車是國民經濟的命脈也是拉動經濟的杠桿，十一五期間我國已經突破年產銷1000萬輛大關，正式步入了汽車大國的行列，汽車也正從昔日的高檔奢侈品逐步進入尋常百姓的家庭。隨著汽車保有量的不斷增加日益嚴重的與汽車相關的問題也越來越引起了人們的關注和重視，當然影響汽車正常工作的原因有很多，本文僅對其中的積碳問題進行簡單的分析 。

[1]馮健璋.汽車發動機原理與汽車理論.北京:機械工業出版社,1998.

[2]陸際清.汽車發動機設計.北京:清華大學出版社.1993.

[3]叢守智.汽車維修技術及設備.北京:機械工業出版社,1996.

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