积碳的生成及其对发动机的危害与预防

2016-02-05王育华

中国设备工程 2016年16期

关键词：积碳活塞环气门

王育华

（江苏省扬州技师学院，江苏扬州 225009）

积碳的生成及其对发动机的危害与预防

王育华

（江苏省扬州技师学院，江苏扬州 225009）

汽车现在已经成为生产生活中的重要设备，为实现其有效运行，除了要做好基本的维护管理外，还需要重视积碳清理问题。现在很多加油站逐渐推出了为汽车添加燃油清洗剂的业务，能够有效清除发动机内部积碳，同时还可以降低油耗，提高车辆运行综合效率，对延长车辆服务年限具有重要意义。针对积碳问题需要分析其生成原因，确定其可能会对发动机产生的危害，然后有针对性的采取措施进行预防。

积碳；发动机；汽油

汽车发动机积碳的形成由多种元素造成，受发动机自身性能、运行环境以及汽油质量等因素影响。如果发动机产生的积碳超出规定标准，且不能及时清理，将会对发动机运行状态产生严重影响，出现加速无力、怠速不稳以及油耗增加等问题，降低发动机性能。因此需要重视积碳问题，分析其发生原因，有针对性的采取措施进行预防，控制积碳产生量，并在积碳量严重时，通过免拆清洗进行清除，保证发动机可以正常运行。

1 发动机积碳所存危害分析

1.1 积碳分析

积碳即汽车燃料与窜入燃烧室的机油不完全燃烧产生的剩余物质，会逐渐沉淀在活塞、燃烧室、活塞环以及气门等零件的表面，长时间不清理便会形成积碳，影响各零件的运行性能。如果汽车发动机产生积碳，会缩小发动机燃烧室容积，并造成压缩比升高，发动机爆燃更加明显。同时还会影响发动机的散热效果，降低气缸密封性，导致火花塞不能正常点火等。

1.2 积碳危害

（1）燃烧室积碳。危害主要体现在两个方面：一方面，早燃。出现早燃问题会降低发动机功率，并延长高温工质与壁面接触时间，造成壁面吸收的热量增加，然后导致下一工作循环持续出现早燃。早燃具有的自强化作用使得早燃发生的时间提前，情况严重的甚至会出现活塞烧蚀问题。部分汽车在运行时，难以有效判断发动机早燃故障，发动机持续高负荷运行状态，最终将会造成发动机报废。另一方面，爆燃。出现爆燃问题后会加速发动机的磨损，活塞环易出现断裂问题，形成拉缸事故。并且产生的冲击波将会对缸壁表面的油膜造成损坏，促使活塞—气缸摩擦副润滑效果降低。如果不能及时处理爆燃问题，发动机持续此状态运行，会导致热效率降低而油耗增加。

（2）活塞环积碳。即活塞环槽积碳，积碳量达到一定程度后，会缩小活塞环边隙和背隙，影响活塞环的弹性，如果不能及时处理，将会出现拉缸问题。并且因为活塞环密封性降低，会出现烧机油问题，加速了积碳的生成。同时，如果活塞环出现积碳问题，还会削弱活塞环的散热效果，如果温度过高很容易出现烧熔问题，影响汽车的正常行驶。

1.3 气门积碳

主要集中在气门与座圈工作面积碳，以及气门导管与气门杆部积碳。如果气门与座圈工作面积碳，会降低气门密封性，经常会因为关闭不严密漏气，在气门头部位置出现积碳情况，使得进气通道断面减小，导致发动机充气量不足。当进气门背部与进气管内积碳达到一定量后，会对汽油产生一定吸附作用，影响进入到燃烧室内的汽油量，汽车发动机不能正常运行。而排气门部位积碳的存在，则会使得气门关闭密封效果降低，出现漏气问题，降低发动机功率。产生的积碳附着在排气门上，造成气门与气门座烧蚀，漏气问题更加严重。另一方面，如果气门导管与气门杆部出现积碳问题，会加速气门杆与气门导管的磨损，甚至会因为过度干涩导致气门杆在气门管内运动时卡死，出现粘气门问题。

1.4 喷油嘴积碳

喷油嘴积碳会影响喷油嘴油量，导致各缸喷油嘴的油量出现较大差异，这样发动机在运行时会伴随着剧烈的抖动。并且，如果喷油器内部积碳过多，还会影响喷油器关闭密封效果，或者积碳会造成喷油器堵塞，影响发动机的正常启动。

2 发动机积碳产生原因

2.1 汽油质量不达标

所选汽油质量是否达标，将在根本上影响发动机运行效率，现在我国汽油品质与发达国家相比仍然有很大的差距，含有较多的胶质、杂质，在燃烧室内与空气中硅化物容易产生氧化反应变质，然后长期沉淀便会形成积碳。

2.2 发动机运行状态

现在很多汽车经常是短时间、短距离行驶状态，再加上城市内道路交通比较拥挤，发动机常常是刚启动还未达到正常工作温度就停止行驶了，对发动机运行状态影响比较大。因为发动机喷油时间一般会超前于点火时间，在这个阶段喷入的燃油会逐渐沉积在气门后面，且在低温状态下持续挥发，但是内部存在的胶质、蜡质则会逐渐沉积在气门与气门座位置，长时间不清理便会形成积碳。另外，如果发动机持续处于低负荷与低温运行状态，会造成气缸内的可燃混合气燃烧不充分，产生的混合气体以及气缸与活塞间隙窜入的机油会在燃烧室内进行混合，然后在低温部位逐渐形成积碳。

2.3 发动机运行环境

如果发动机在启动时点火时间和喷油时间不当，或者空气流量计和节气门位置传感器故障时，将会直接对空燃比稳定性产生影响，容易出现积碳问题。另外，部分发动机存在气缸间隙较大、汽缸垫损坏未换以及气门杆油封损坏等问题，使得机油燃烧不充分。燃烧后残留下的部分，受高温与氧作用会形成胶质，逐渐粘附在活塞、气缸、火花塞与喷油器等零件表面，汽车运行产生高温便会形成积碳。

3 发动机积碳生成预防措施

3.1 减少低速运转行驶

为减少汽车发动机积碳问题的发生，在行驶过程中应尽量避免怠速与低速运行时间，对于习惯热车的车主，要合理控制好热车怠速运转时间，避免此运行状态运行时间过长，延长汽车发动机达到正常温度所需时间，减缓汽油被喷到气门背面后挥发速度，而形成积碳。一般热车时将怠速运转时间控制在1～2min即可，且在怠速与低速行驶状态下，空气进入到发动机内的量比较少，对积碳的冲刷作用十分有限，同样需要注意此项因素。

3.2 选择高质量汽油

要选择质量较高的汽油，因为质量不达标汽油内含有的蜡与胶质等杂质燃烧不彻底会形成积碳，要尽量选择用清洁度高的汽油，控制生成的积碳量。汽车加油是要注意燃油清洁度，尤其是部分车主错误的认识，高标号并不代表汽油的高清洁度，即97号汽油所含杂质并不一定少于93号汽油，标号仅代表了汽油的辛烷值，不是评判其质量的根据。为提高汽油的清洁度，可以选择向汽油内添加适量的汽油清洁剂，避免燃烧后在金属零件表面形成积碳结层，同时还可以对原存的积碳颗粒进行活化，然后逐渐消除所存积碳，避免其对发动机性能的影响。

3.3 定期清理积碳

如果是新车行驶，一般应在每达到2～3万公里后进行一次彻底的发动机免拆清洗，每次持续清洗20～30min，并在怠速时吸入一定量的清洗剂，提高转速后逐渐作用将积碳软化后烧掉。清洗时要控制所添加的清洗剂与汽油比例为1：5，避免因为清洗剂不够而影响清洗效果。另外，对汽车进行免拆清洗作业后，应保持较高车速，一般在80km/h以上持续行驶至少20km距离，确保将熔化的胶质与积碳在高温下有效燃烧，并通过尾气排出。

3.4 控制停机时间

很多汽车均装有涡轮增压器，对于此类汽车，如果在高速行驶后直接灭车，将会造成积碳增加，驾驶人员需要重视此问题。要求在高速行驶以及爬坡后不能立即停机灭车，而应在怠速运转10min以后在灭车，这样可以避免因为安装有涡轮增压器而造成积碳增加过快，避免积碳增多对汽车产生影响。

3.5 常规系统检查

第一，喷油正时检查。按顺时针方向将喷油泵向外转动少许，推迟喷油时间，可以有效避免因喷油过早出现的早燃、爆燃问题。同时还要避免喷油时间过晚，减少因水温过高而造成的散热不良问题。第二，供油系统检查。以免在行车过程中水温过高，造成供油系统输油管气阻，可以对供油系统进行适当的调整，例如选择利用石棉绳对输油管进行捆扎覆盖，减少气阻造成的输油不畅问题，避免发动机熄火产生积碳。第三，冷却系统检查。要定期对水箱和发动机水套进行检查清洗，以及更换冷却水，将软水注入到冷却系统内，以免使用硬水造成杂质积攒过多腐蚀形成水垢，而影响系统散热效果。还要适当调整风扇皮带松紧度，压下皮带超过15mm就需要对皮带轮油垢进行调整清洗，对不存在锈滞冷却水升温，保持在85～95℃。