唐山工业职业技术学院 河北 唐山 063299
摘要：汽车发动机积碳是导致车辆性能降低的主要原因，是最为常见的汽车发动机故障。本文介绍了汽车发动机积碳的形成机理，阐述了发动机积碳所造成的主要危害，并对不同位置积碳对重要零部件的影响进行了分析，提出了有效清洗发动机积碳的方法。为降低发动机积碳对车辆的影响，应本着有效预防、定期保养的原则。
关键词： 汽车发动机；积碳；清理方式
1 汽车发动机积碳的形成机理
发动机作为汽车核心部件，通过活塞运动将燃料的化学能转化为机械能，使用的燃料通常多为汽油。燃油发动机在工作时，活塞通过往复运动将吸入的空气（涡轮增压发动机为压入）与喷油头喷出的雾态燃油一起在汽缸内进行压缩，形成高压的可燃度极高的混合气体。此时火花塞放电将混合气体点燃，燃油燃烧会瞬间释放出大量热，在汽缸内形成爆炸，并将爆炸时生产的巨大能力传递给活塞，从而获得能量输出。在此过程中，混合气体在燃烧室燃烧前，混合气体中的少量燃油会以液态的形式附着在汽缸壁、活塞端面及节气门表面，当混合气体爆炸燃烧时，会产生瞬时高温，而附着在燃烧室内的液态燃油中含有胶质、石蜡等其他矿物质，这此物质不能得到充分燃烧，从而形成微量污染物。车辆运行较长时间后，污染物容易在喷油嘴处形成累积，使得喷油嘴喷油时不能充分雾化，会促使附着的液态燃油量增加。同时产生的胶质对燃油具有很强的吸附性，进行促使形成恶性循环，积碳的长期累积，形成积碳。此外，当混合气体燃烧后，汽缸内未充分燃烧的碳氢化合物会被胶质层吸附，从而形成微小颗粒，进一步促进了积碳的形成。
2发动机积碳的危害
汽车发动机积碳较为严重时，会导致发动机冷启动困难。这是因为冷启动时，汽油从喷油嘴喷出后，会大量被发动机积碳吸收，使得混合气体中汽油的含量较低，再加上压缩混合气体温度较低，不易被点燃，从而导致冷启动困难。只有当积碳中的汽油达到饱和后，才能正常启动。然而当发动机启动后，由于积碳内吸附的汽油又会随着活塞运动被吸入缸内重新参加燃烧，进而又会导致混合气体含油量过大，在随后的周期内，混合气体的含油量时大时小，从而引起发动机怠速抖动。发动机启动顺利与否与发动机内积碳严重程度和启动温度有直接关系。
发动机积碳会严重影响发动机的使用寿命。燃烧室内有过多积碳时，会使活塞压缩后的缸内容积变小，增加了发动机的压缩比，进而引发早燃、爆燃，不但会对发动机的油耗和动力性能产生极大影响，还会影响发动机的使用寿命。
此外，活塞环槽内积碳，会使活塞环边隙、间隙变小，甚至无间隙，造成活塞环失去弹性而拉缸；火花塞积碳过多时，造成火花塞漏电不能工作，发动机抖动。
3不同位置的积碳对重要零部件的影响
3.1积碳对喷油器的影晌
在每个汽缸的进气支管位置均安装有喷油器，其油口方向对准进气门，属于精度较高的电磁阀。如图1所示。喷油器的打开方式通过脉冲电流信号控制，电流信号通过线圈时，产生的电磁将衔铁吸起，针式阀打开，在阀座与阀针之间形成环形的通道，一定量的燃油通过该通道喷入进气管内，形成油雾，并与空气充分混合，被活塞吸入汽缸。针式阀开启时间、环形通道间隙大小、喷油压力等参数均直接影响喷油量的大小。其中，针式阀开启时间由汽车电脑程序设定，喷油压力通过油压调节器给定。为确保得到理想的空燃比，阀座和阀针具有很高的加工精度，其间隙仅为50μm，因此，环形通道间隙大小在正常情况下为固定值。
由于喷油器头部的环形间隙极其微小，喷油器对积碳具有很高的敏感度。若在针阀表面形成积碳，即使少量的积碳，也会对喷油器供油量产生较大影响。资料表明, 积碳厚度为6μm时，喷油器的喷油量会减小26%。此外，针阀表面积碳还会对油雾喷射方向、喷射形状产生很大影响，造成油雾偏射、燃油雾化不充分、油气混合不均匀等后果，从而严重影响发动机的工作效率。
3.2 积碳对燃烧室、气门的影响
对于电喷式发动机，根据其工作原理，发动机工作时为先喷油，再点火。在一个工作循环中，若发动机的喷油动作刚刚完成，由于操作原因，点火动作因发动机熄火而被瞬间切断，此时所喷出的燃油没有参与燃烧，全部附着在燃烧室壁及进气门表面。经过一段时间后，汽油挥发掉，而汽油中所含有的胶质及石蜡却粘附在燃烧室壁及进气门上。再次启动发动机时，胶质和石蜡碳化、变硬。长此以往，形成的积碳会逐渐累积。燃烧室积碳较多后，会造成车辆启动困难、加速不良、怠速不稳、油耗过高、尾气超标、急加油回火等不良后果。气门积碳严重后，会使得气门封闭不严，从而造成油耗增加、发动机效率明显降低等，更为严重的还会造成发动机因无缸压而不能工作、气门粘连不回位，活塞往复运动时撞击气门，导致发动机损坏。
3.3积碳对发动机进气管的影响
由于整台发动机各个活塞的工作并不是同步的,当熄灭发动机时,有些汽缸的进气门不能完全关闭,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,进气会在这些粗糙的地方产生旋涡,影响进气效果及混合气的质量。另一方面,这些积碳还会阻塞怠速通道使怠速控制装置卡滞或超出其调节范围,这样一来会造成怠速低、怠速发抖、各种附属装置的提速均失灵、收油灭车、尾气超标、费油等现象。
４ 积碳的清洗方法
目前积碳有效的清洗方面主要包括解体清洗法和免拆清洗法两种。
4.1免拆清洗法
目前国外采用的免拆清洗方法已逐渐被广大用户所接受。此种方法是利用专用清洗设备配合相应的清洗剂对整个燃油系统进行彻底清洗，它能在不拆卸原有零部件的情况下通过燃烧加入设备内的清洗产品，对喷油嘴、气门、活塞顶部及燃烧室等部位的积碳进行逐层清洗，清洗下来的积碳不会成块掉进汽缸内而加剧汽缸的磨损，而是成微粒状通过尾气排出。但是，仅仅通过燃烧加入设备的清洗方法还不能把形成已久的坚硬积碳清洗干净，它只能把喷油嘴及燃烧室、活塞顶等部位的刚形成不久的积碳清洗掉。
4.2 解体清洗法
清洗气门积碳相对比较简单，将进气歧管拆下后，采用清洁剂浸泡或手工擦拭等方法即可将积碳清除。清洗喷油器积碳时，需将喷油嘴拆下，可采用浸泡或超声波等方法进行清洗。发动机汽缸积碳则需解体正时皮带、汽缸盖等零部件方可对其进行清洗。
５ 结束语
为降低发动机积碳对车辆的影响，应本着有效预防、定期保养的原则。良好的驾驶习惯可有效降低发动机积碳的产生。同时定期对汽车发动机进行保养，汽车行驶2～4万公里后应对积碳进行一次清洗，不能等到发动机积碳明显时才进行清洗，这样不但难以彻底清洗积碳，而且此时发动机已经受损。
参考文献：
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［3］张正芳．汽车发动机积碳的清理［J］．四川工业学院学报．2002增刊．
负责基金项目：2017年唐山工业职业技术学院课题《基于质量螺旋提升的高职汽修专业教学工作诊断与改进实践研究》（项目编号：YJKT201708，主持人：赵玉梅）。
论文作者:张帅武 赵玉梅
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/16
标签：发动机论文; 汽缸论文; 喷油器论文; 燃烧室论文; 燃油论文; 活塞论文; 气体论文; 《科技新时代》2018年9期论文;