汽車發(fā)動(dòng)機(jī)積炭形成原因分析與治理

張偉

摘 要：目前我國的引擎技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是由于積炭的原因降低了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室汽油燃燒效率。積炭主要是通過燃料和串入燃料的潤滑油在沒有充分燃燒的情況下所形成的膠狀物累積形成。在汽車的行駛過程中積炭會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、提速較慢、拉傷缸壁等現(xiàn)象，降低了汽車的使用壽命。文章通過分析積炭的形成原因，提出了相關(guān)的預(yù)防和解決方案，對汽車的養(yǎng)護(hù)具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；積炭；預(yù)防；解決

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.020

隨著人們生活水平的逐步提高，汽車已經(jīng)走入千家萬戶，成為人們?nèi)粘５拇焦ぞ撸嚨挠秃暮途S修費(fèi)用則成了車輛日常養(yǎng)護(hù)中的最大開銷[1]。根據(jù)近幾年的數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，大量汽車發(fā)生故障和增加油耗的主要原因都是由積炭引起的[2]。為此研究積炭的形成原因，并在此基礎(chǔ)上對積炭進(jìn)行預(yù)防和消除具有重要的意義。

1 積炭形成的原因和危害

1.1 氣門、燃燒室積碳

在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的過程中，汽缸要先噴油再進(jìn)行點(diǎn)火，而發(fā)動(dòng)機(jī)在停止運(yùn)行時(shí)所當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)先滅火再停止噴油，這導(dǎo)致了噴出的汽油無法被回收[3]。當(dāng)這些無法回收的汽油依附在燃燒壁和進(jìn)氣門上時(shí)，汽油中的膠質(zhì)物將會(huì)沉淀，在高溫的反復(fù)作用下，這些膠質(zhì)物將會(huì)硬化形成積炭，隨著時(shí)間的累積，積炭的含量將會(huì)越積越厚[4]。積炭的結(jié)構(gòu)和海綿類似，當(dāng)燃油噴進(jìn)汽缸時(shí)將會(huì)有一部分被積炭吸入，進(jìn)而導(dǎo)致燃油的濃度降低，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、油耗增加以及尾氣超標(biāo)等異常現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至難以啟動(dòng)車輛。

1.2 進(jìn)氣管積碳

在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過程中，每個(gè)活塞并不是同步工作的，當(dāng)發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，有的汽缸進(jìn)氣門并未完全關(guān)閉，此時(shí)一些沒有燃燒的汽油將會(huì)蒸發(fā)氧化依附在進(jìn)氣管壁上形成積炭。進(jìn)氣管壁上的積炭會(huì)導(dǎo)致會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣管變粗糙，當(dāng)進(jìn)氣時(shí)會(huì)在這些粗糙的地方產(chǎn)生漩渦，影響氣體混合的效果[5]。此外，當(dāng)積炭積累到一定程度時(shí)會(huì)影響怠速控制裝置控制的精確度，進(jìn)而導(dǎo)致提速失靈、收油滅車等異常情況發(fā)生。

1.3 燃料和潤滑油

在高溫的作用下，汽油中的不穩(wěn)定成分會(huì)產(chǎn)生氧化和聚合反應(yīng)，形成膠狀物質(zhì)，這些膠狀物質(zhì)隨著汽油一起進(jìn)入燃燒室后并不能完全燃燒，將會(huì)形成積炭依附在燃燒室內(nèi)。汽車在行駛超過三萬公里時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的積炭含量便會(huì)隨著燃油的燃燒迅速增加。而燃油的質(zhì)量也會(huì)影響積炭的形成，一般情況下燃油的質(zhì)量越好，燃燒得越充分，所形成的積炭也就越少。潤滑油也會(huì)對積炭的形成產(chǎn)生影響，如果潤滑油中混入雜質(zhì)時(shí)，在出現(xiàn)竄氣現(xiàn)象后，會(huì)有有少量潤滑油進(jìn)入燃燒室，此時(shí)由于雜質(zhì)的影響，一部分燃油將不能完全燃燒而形成積炭。

2 積炭與費(fèi)用的關(guān)系

積炭的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致燃油不能被充分燃燒，加劇了燃油的消耗，目前主要通過發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性曲線和汽車功率的平衡圖來進(jìn)行評估汽車燃油的經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性曲線如圖1所示，圖中縱坐標(biāo)表示扭矩，橫坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)速，而每一級代表耗油率。

由圖可知，中心的耗油率較高，而越往外的耗油率越低。用n來表示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用b來表示燃油的消耗量，行駛速度和阻力功率分別用Ua和P來表示，在萬有特性曲線上可以利用插值法獲取相應(yīng)的燃油消耗率b，那么此時(shí)的燃油消耗量Qt可以表示成：

式中式中g(shù)表示燃油重度，在行駛過程中一般為常量。從式（1）可知，如果發(fā)動(dòng)機(jī)中存在積炭，會(huì)稀釋燃油濃度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，汽車在行駛過程中為了獲得相同的功率就必須消耗更多的燃油，增加了相應(yīng)的燃油費(fèi)用。

3 積炭的預(yù)防措施

3.1 避免短時(shí)間、短距離形式

由于發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)必須先噴油再點(diǎn)火，如果車輛長期短時(shí)間和短距離形式，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁熄火，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)噴入燃燒室內(nèi)的氣體無法被充分燃燒，隨著這些沒有充分燃燒氣體中的膠狀物沉淀便形成了積炭。為此在行駛過程中應(yīng)該避免交通擁堵的道路上行駛。

3.2 避免長時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)

如果發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常工作溫度的時(shí)間將會(huì)變得長久，此時(shí)燃油噴出后的蒸發(fā)速度將會(huì)變慢，進(jìn)入的空氣含量也會(huì)降低，這導(dǎo)致更多沒有充分燃燒的燃油形成膠質(zhì)物，促進(jìn)積炭的形成。為此在行駛的過程中要適當(dāng)進(jìn)行高速行駛，當(dāng)汽車的速度提高后，將會(huì)有充足的氣流對進(jìn)氣管道進(jìn)行沖刷，有效地降低了積炭的形成。

4 積炭的清除措施

4.1 進(jìn)氣系統(tǒng)積炭清除

進(jìn)氣系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的前端環(huán)節(jié)，進(jìn)氣系統(tǒng)中的進(jìn)氣道、進(jìn)氣歧管比較容易形成積炭。而進(jìn)氣道、進(jìn)氣歧管拆卸較為困難，難以拆卸清洗，為此可以采用進(jìn)氣系統(tǒng)的清潔劑來對積炭進(jìn)行清洗。在清洗時(shí)，將清潔劑導(dǎo)入專用的清潔設(shè)備中，將該清潔容器的另一端連接到進(jìn)氣系統(tǒng)中，此時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)開啟，利用真空的吸引力將容器中的清潔劑吸入到進(jìn)氣系統(tǒng)中，清潔劑在進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)中后，遇到積炭會(huì)自動(dòng)對積炭進(jìn)行清洗，這種方法清洗積炭的效率較高，但是這種方式清理處的積炭會(huì)堵塞三元催化轉(zhuǎn)換裝置，容易造成三元催化器中毒，為此這種清洗方式應(yīng)該適量使用。

4.2 油路積碳的清除

在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過程中，油路也會(huì)產(chǎn)生大量的積炭，這些積炭會(huì)降低車輛的動(dòng)力，增加系統(tǒng)的油耗，油路中的積炭主要分布噴油嘴、燃燒室、火花塞以及節(jié)流閥等位置。由于范圍較大，拆卸清洗較為麻煩，一般將燃油添加劑加入郵箱中，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，燃油劑將會(huì)隨著燃油流經(jīng)油路，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)油路中的積炭清洗。但是在使用燃油劑清洗油路中的積炭時(shí)，必須嚴(yán)格按照使用說明書進(jìn)行使用，一般按照50～80升/一瓶的原則使用燃油添加劑。

4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部積碳的清除

發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的積炭對車輛行駛的影響最大，同時(shí)拆卸清洗的難度也最大。為此在清洗發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部積炭時(shí)一般采用清潔劑來清除發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的積炭。將清潔劑倒入機(jī)油注入口，重新啟動(dòng)車輛，怠速10分鐘后熄火，此時(shí)清潔劑將會(huì)進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，對系統(tǒng)中的積炭、水分、油泥等沉積物進(jìn)行清洗，同時(shí)還能延長機(jī)油的使用時(shí)間。一般可在汽車行駛?cè)f公里時(shí)進(jìn)行一次發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部積炭清洗。

5 總結(jié)

積炭的危害是汽車行駛過程中無法避免的問題，在影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的同時(shí)又增加了汽車的油耗。本文通過分析積炭形成的原因，提出了一些由于積炭所造成的現(xiàn)象，并針對這些現(xiàn)象采用相應(yīng)的預(yù)防和清洗措施，進(jìn)而降低積炭對發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的影響，對車輛的養(yǎng)護(hù)具有一定的借鑒意義。綜合全文內(nèi)容來看，為了降低積炭的形成，在采取相應(yīng)預(yù)防和清除措施以外，還要養(yǎng)成良好的駕駛習(xí)慣，從多個(gè)方面著手才能讓汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在最佳工作環(huán)境，進(jìn)而延長汽車的使用壽命。

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