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浅析发动机积碳形成的原因及解决措施

文章出处:frickoil人气:发表时间:2015-12-30 12:10【

目前,我国的汽车行业的趋势是要与国际接轨,整个汽车行业呈现集约性、集团化发展的态势,其生产规模和生产能力都呈几何倍数的增长,汽车正逐渐走向千家万户。随着汽车的普及,汽车的性能显得尤为重要。发动机性能的好坏直接影响整车的性能,影响发动机性能的因素有很多,那么接下来我们就来分析其中的一个因素―积炭:
        一、什么是积碳
        在发动机正常工作中,汽油和正常进入燃烧室的发动机机油,在供氧不足的条件下,不能在气缸内完全燃烧,产生油烟和润滑油烧焦的微粒。当发动机继续运转时.进一步受到氧化变成胶质。牢固地粘在活塞顶上,活塞环上,气门背面,进气管内面,节气门体和燃烧室内等等。在高温的反复作用下,又将胶质变成沥青质、树脂质及碳质,从而形成积炭。
        二、积碳的种类
        1、气门、燃烧室积碳
        受电喷发动机控制的影响,汽缸每次工作的时候都是先喷油再点火,当我们熄灭发动机的一瞬间时,点火被马上切断,但是这次工作循环所喷出的汽油却无法被回收,只能贴附在进气门和燃烧室壁上。汽油很容易挥发,但汽油中的蜡和胶质物却留了下来,长此以往汽油中的蜡和胶质物越积越厚,反复受热后变硬就形成了积碳。如果发动机烧机油,或是加注的汽油质量低劣杂质较多,那么气门积碳就更严重且形成的速度也更快。由于积碳的结构类似海绵,当气门形成积碳以后,每次喷入汽缸的燃油就会有一部分被吸附,使得真正进入汽缸的混合气浓度变稀,导致发动机工作不良,出现启动困难、怠速不稳、加速不良、急加油回火、尾气超标、油耗增多等异常现象。如果再严重会造成气门封闭不严,使某缸因没有压力而彻底不工作,甚至导致气门不回位。此时气门与活塞会产生运动干涉,最终损坏发动机。
        2、进气管积碳
        当熄灭发动机时,有一些未燃烧的燃油不断蒸发氧化,会在进气管中尤其是节气门后方产生一些较软的黑色积碳。一方面这些积碳会使进气管的管壁变粗糙,使进气气流运动形式发生改变,产生“涡旋”效应,导致流速降低,进气量不足。另外,积碳沉积还造成发动机缸盖进气口的截面积减小,加剧了进气量不足的现象。进气不充分,使发动机的动力受到影响。
        3、喷油器积碳

        喷油器处于最容易受积碳污染的工作条件下。发动机熄火后,未能燃烧的燃油形成油滴存留在喷孔附近,在温度和氧化的作用下形成积碳沉积下来。喷油器是燃油系统中最为精密的工作部件,对任何颗粒物都非常敏感。喷油器积碳污染后,使喷油器头部的喷油孔部分堵塞,导致喷射角度变小,雾化不良,燃烧不完全,燃料转化成热能的效率下降,使发动机动力受到影响。

        三、积碳形成的原因分析
        1.汽油品质差,硫含量高,燃烧物与金属生成盐类形成积炭.
        2.机体温度过高,润滑油使用时间过长,胶体含量高,这种情况所产生的积炭主要依附在活塞的推杆背面及活塞的循环行程位置(温度高达500℃),而与燃烧室无关;
        3.活塞环松旷,开口过大,或对口失效,机油进入燃烧室燃烧,生成碳质沉积物;
        4.气缸密封件(如气门、活塞环、气缸垫)磨损或损坏导致漏气,降低了气缸压力,使燃油不能充分燃烧;
        5.点火时间不准确,过早或过迟;
        6.发动机长时间低速运转,使燃油燃烧不完全;
        7.另外还与发动机的结构及司机的驾驶习惯有关。
       
四、解决积碳的措施
        1.加注高质量的油。
  汽油中的蜡和胶质等不纯物是形成积炭的主要成分,所以清洁度低的汽油更容易形成积炭。不幸的是,目前我国的汽油质量与发达国家相比还较低,只能因陋就简。大家要注意高标号并不等于高质量,也就是说97号的油并不一定比93号的杂质就少,标号只代表油的辛烷值,并不能代表品质和清洁程度。
        2.点火时间过迟或过早。
  点火时间过早,混合气提前燃烧,活塞上行受到阻力,消耗了部分有效热能,导致发动机功率下降,燃油消耗增加,如果点火时间过迟,活塞已经下行才点火燃烧,混合气来不及完全燃烧就被当作废气排走了。因此,要按说明书规定的点火提前角度和调整方法仔细调整。
        3. 不要长时间怠速行驶。
  怠速时间长,发动机达到正常温度的时间也就变长,汽油被喷到气门背面后蒸发的速度就慢,积碳也由此而生。同时经常怠速行驶,进入发动机的空气流量也就小,这样对积碳的冲刷作用变得也很弱,会促进积炭的沉积。
        4.多跑高速,尽量提高手挡车的换挡转速。
  多跑高速的目的就是要利用气流对进气道的冲刷作用来预防产生积碳。另外,提高换挡的转速也与多跑高速有着异曲同工之妙,把原来在转速2000时换挡变成2500转换,不但可以有效预防积碳生成,还可以提高汽车的动力性,也避免了换挡转速过低带来的爆振,保护发动机。
        五、对发动机积碳的清除
        1.清洗保护剂来清洗发动机相当简单,具体的使用方法和注意事项可看产品使用说明。
        清洗剂在发动机工作时,被燃油泵随同燃油一起吸入供油管路内。随着燃油的流动,它不仅能清洗掉油箱内、汽油泵滤网上的胶质和喷油嘴上的胶质与积碳,还可以在发动机正常工作时,自动清洗掉气门上和发动机汽缸内的积碳,使发动机“返老还童”,重新焕发出澎湃动力。2.气门积碳的清洗较为简单,在拆下进气歧管后,用手工或采用清洁药物浸泡即可清除。至于发动机缸内积碳的清洁,则必须“大动干戈”,拆下汽缸盖、正时皮带等才可以清洗。
        3.平时起动汽车时,如果发动机温度不高,一定要预热或慢行,多让发动机高速轻负荷运行,能减少积碳。
        六、结束语
        汽车产业是国民经济的重要支柱产业,产业链长、关联度高、就业面广、消费拉动大,在国民经济和消费发展中起到重要作用。而对于汽车来说,发动机的研发是汽车公司面临最大的问题。影响发动机性能的因素有很多,本篇文章只是对积炭做简单的分析。
参考文献
【1】冯健璋.汽车发动机原理与汽车理论.机械工业出版社,1998
【2】陆际清.汽车发动机设计.清华大学出版社.1993
【3】丛守智.汽车维修技术及设备机械工业出版社1996
【4】余志生.汽车理论.北京:机械工业出版社,2000.10.
【5】陈志恒.胡宁.汽车电控技术.北京:高等教育出版社,2003.9.
【6】陈家瑞.汽车构造.北京:机械工业出版社,2000.10