浅析发动机积碳的原因及解决措施

沈洪松

辽宁装备制造职业技术学院 （沈阳 110161）

浅析发动机积碳的原因及解决措施

沈洪松

辽宁装备制造职业技术学院 （沈阳 110161）

发动机是汽车的动力源。由于积炭的导热性很差，在零部件表面会降低传热系数，阻碍热的散失，引起燃烧室温度上升。因此积炭的增加不仅会导致发动机燃烧室过热，还会引发汽车尾气排放中的氮氧化合物量增加，恶化大气环境等。因此积炭的产生不仅关系到每位驾驶员的切身利益更关系到大气污染的方方面面。

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1 产生积碳的原因

日常行驶和保养中的一些不正确操作都会造成积炭的快速形成，归纳起来主要有：发动机经常处于短时运行状态；长期在低温，低速状态下行驶；长期在高温，高速，超负荷状态下工作；发动机进气门油封不良；经常在灰尘较多的场所中运行；汽油标号低，发动机爆震；汽油中含有大量的水分和胶质。

以上几种情况可以归结为两种原因：一种是与发动机运行工况相关的，如发动机经常处于短时运行或者超负荷运行等；另一种是与外部条件相关的，如燃油品质不好或者工作环境恶劣等。

2 积碳的种类

2.1 气门、燃烧室积碳

受电喷发动机控制特点的决定，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。

2.2 进气管积碳

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

3 积炭对汽车的影响

3.1 积炭对动力性的影响

对动力性的影响主要表现有：怠速不稳、高速失速；难启动、常熄火、动力下降；易爆震

3.2 积炭对经济性的影响

积炭的增多会导致发动机异常耗油。对汽车燃油经济性的评估，通常是根据发动机的万有特性曲线与汽车功率平衡图来进行计算。

图1 发动机万有特性曲线

万有特性曲线是一组绘制有等功率和等燃油消耗率曲线，如图1所示。根据曲线可以确定发动机在一定转速n，发出一定功率P时的燃油消耗率b。计算时根据等速行驶车速Va以及阻力功率P，在万有特性图上利用插值法可确定相应的燃油消耗率b,从而计算出以该速度行驶时单位时间内的燃油消耗量Qt为：

其中b为燃油消耗率，γ为燃油的重度，假设燃油品质一定的情况下，燃油重度γ为一常量。从上面对于动力性的分析中可以得到，当存在积炭现象时将会降低发动机的动力性，亦即发动机输出功率将会降低，则当汽车在以同样的等速行驶速度行驶时，为了获得相同的功率，必然需要更高的燃油消耗率。

3.3 积炭对汽车排放的影响

影响发动机排放性的因素很多，但是具体到积炭方面则主要是表现在过量空气系数对排放性的影响。由于发动机出现积炭层之后将会吸收部分燃油，从而导致进入燃烧室中的燃油减少，混合气体的浓度降低，影响到发动机的正常启动。此时，必须增加燃油的供给量以提高混合气体的浓度，实验证明当存在积炭现象的发动机启动时，燃烧室中的混合气浓度已经超过了正常的浓度标准，导致过量空气系数变小。图2为排气污染物与过量空气系数的关系图。从图2可以看出，在过量空气系数从大变小的过程中，氮氧化合物的变化趋势是逐渐减少，而一氧化碳和碳氢化合物的含量逐渐增加。

图2 排气污染物与过量空气系数的关系

4 减少和预防积碳产生的方法

减少和预防积碳产生的方法有：加注高质量的汽油、不要长时间怠速行驶、点火时间不宜过迟或过早、多跑高速，尽量提高手挡车的换挡转速、注意灭车时机

5 结语

汽车是国民经济的命脉也是拉动经济的杠杆，十一五期间我国已经突破年产销1000万辆大关，正式步入了汽车大国的行列，汽车也正从昔日的高档奢侈品逐步进入寻常百姓的家庭。随着汽车保有量的不断增加日益严重的与汽车相关的问题也越来越引起了人们的关注和重视，当然影响汽车正常工作的原因有很多，本文仅对其中的积碳问题进行简单的分析 。

[1]冯健璋.汽车发动机原理与汽车理论.北京:机械工业出版社,1998.

[2]陆际清.汽车发动机设计.北京:清华大学出版社.1993.

[3]丛守智.汽车维修技术及设备.北京:机械工业出版社,1996.

苗君明）