汽车发动机内部积碳的危害与防治.docx

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汽车发动机内部积碳的危害与防治

汽车发动机内部积碳的危害与防治

汽车发动机内部产生的积碳，对发动机的性能造成了严重影响，也大大缩短了发动机的使用寿命。

我们知道，影响发动机寿命的主要因素有三个方面既腐蚀、磨损、积碳，被称为发动机寿命的三大“杀手”。

作为三大杀手之一的积碳是怎样形成的呢？

发动机内部积碳生成的原因主要有以下几个方面：

1.燃油品质的影响

2.积碳是燃油从化学能转变成热能的过程中生成的。

我国生产的燃油清洁程度不高，含有较多的杂质和烃类物质。

其中烯烃二烯烃是一种不饱和碳氢化合物，在受热后的氧化环境中容易聚合成胶质漆质物质并沉积下来，而这种环境在汽车发动机中的燃料系统、进排气系统、润滑系统、变速器系统中是普遍存在的。

燃油中含的另外一种烃类物质是芳香烃。

芳香烃由于是较重组分，粘度较大，燃烧的性能比较差。

我们知道燃料的挥发性雾化性越好，同空气形成混合气的速度越快，燃烧的就越完全，发动机获得的热能越高，功率也就越大。

芳香烃使汽油的粘度增加，雾化效果变差，喷射角变小液滴变大，导致燃料燃烧不完全，如果汽油中含芳香烃较多发动机就会冒黑烟。

实验表明，芳香烃是汽油燃烧时生成积碳的首要物质，汽油中芳香烃的含量越多积碳污染就越严重。

另外如果燃油中含有水分，在燃油燃烧做功时会降低燃烧温度，也会导致燃烧不完全产生积碳。

3.环境因素的影响

我国的生态环境近年来虽然有了较大改善，但森林覆盖率低，风沙较大仍然是我们的基本国情，这种现象在北部和西北部更为突出，每年都会出现大量的扬沙甚至沙尘暴天气。

恶劣的气候条件直接导致了汽车发动机的非正常磨损。

当气门导管、气门油封、活塞环等部位磨损后，部分机油就会进入燃烧室内燃烧，由于机油的燃烧性能很差，燃烧后会产生较多的残留物，使发动机积碳的沉积速度大幅增加。

.交通因素的影响

我国城市的道路交通条件相对比较落后，大中城市交通拥堵现象普遍。

私家轿车的普及，更使交通拥堵这种状况短期内得不到有效改观。

在拥堵的路面条件下，汽车发动机长时间低温低速运转，使燃料不能够完全燃烧而加快积碳的生成。

故障现象解析

由于发动机内部的积碳是逐渐形成的，所以故障现象的产生也有一个渐进的过程。

初期的表现比较轻微，以至于有的车主不细心观察体会不到。

比如油耗的问题，发动机的动力性能基本正常，但是每箱燃油少跑了几十公里，车主如不计算很难察觉。

所以日常驾车时要注意体会车辆的可操作性能和经济性能，不要等故障现象明显了再进行处理，以避免较大的损失。

下面就因积碳引发的一些典型故障进行解析。

1.发动机怠速不稳、抖动、收油熄火

出现这种故障现象的原因主要是怠速马达和怠速通道受到了积碳污染。

怠速通道积碳污染后，气流通过数量受到了限制，需要怠速马达和节气门不断进行调整以维持发动机的正常工作。

一方面由于怠速马达和节气门自身的积碳污染使调节功能受到了限制，另一方面，随着积碳污染的不断加重，怠速系统的调节功能也会达到临界值从而无法进行调节而产生收油熄火的现象。

此时的ECU会认为是怠速马达或节气门出现了故障。

实际上就是怠速系统中有了积碳的缘故。

2.动力下降、加速不良

这种故障的主要表现形式是发动机急加速时反应迟钝，响应滞后，需要全动力行驶时，感觉动力不充沛，有不痛快的感觉。

这种故障现象产生的原因主要是以下部位受到了积碳污染。

1）进气歧管积碳污染

汽车发动机是先喷油后点火。

当发动机断电熄火时，已经喷出的燃油无法收回，只能存留在进气道和气缸内。

由于油的组分不同，轻质的通过没有关闭的气门挥发到进气道中，氧化后形成胶质物质沉积在零件表面，就是我们打开节气门时看到的节气门表面和进气道的内表面黑色较软表面粗糙的积碳，重的组分则沉积在汽缸内经燃烧后形成很黑较硬的积碳。

当进气道内表面的积碳形成覆盖层时，由于表面粗糙，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。

2）喷油器积碳污染

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。

3）进气门积碳污染

进气门上也非常容易生成积碳。

当进气门上积碳较多时，一方面积碳占用了一部分进气通道空间导致进气量不足，更为严重的是，由于积碳有吸附燃油的特性，当发动机急加速时，浓混合比的混合气经过积碳时燃油被吸收了一部分，实际上进入汽缸内做功的是稀混合气，所以急加速时会产生滞后、不痛快的感觉。

3.冷车启动困难、喘振、噪音增大、尾气排放超标

这几种故障现象的出现，都与进气门和燃烧室沉积了较多的积碳有关。

发动机冷启动时，需要较浓的混合气以保证顺利启动的需要，但混合气经过积碳时燃油被吸收了一部分使混合气变稀，所以造成启动困难，待积碳吸收燃油接近饱和时才能顺利启动。

发动机启动之后，积碳内吸收的燃油又要释放出来，随着每一次的加速、收油，积碳内的燃油就有一个吸收释放的过程。

这样，就造成了ECU调配的空燃比和气缸内实际存在的空燃比有了误差。

氧传感器将实际检测到的忽浓忽稀的空燃比信号回馈给ECU，ECU就只能不断的调整空燃比。

反映到车上，就是发动机加速后喘振。

由于反复的调整空燃比，ECU会认为是氧传感器出现了故障，但是更换了氧传感器之后没用多长时间，ECU又显示氧传感器故障，实际上就是进气门上的积碳干扰了氧传感器的正常工作。

当燃烧室的内表面有过多的积碳时，会造成压缩比升高。

现代的汽车发动机大多是高压缩比高转速，对压缩比的变化比较敏感，当压缩比升高时会出现爆燃现象。

爆震传感器将爆燃信号传给ECU，ECU会推迟点火时间，这样就直接导致了发动机功率下降，油耗增加。

由于积碳在燃烧室内的分布是不均匀的，发动机工作时，气缸内会产生多点燃烧现象，使发动机不能有序正常工作，噪声增加，同时也大大加快了积碳的生成速度。

发动机有害气体排放主要有三种。

既一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO）。

其中一氧化碳和碳氢化合物的排放均与燃料的不完全燃烧有关。

发动机内部积碳的产生，影响了发动机进气、喷油、雾化、点火、燃烧等各个部位正常协调的工作，干扰了ECU的信息采集功能使之误判。

由于燃料的燃烧质量下降，不但使发动机动力下降、油耗增加，而且使废气中有害气体的排放也大为增加，造成了环境污染。

4.发动机机油易脏、变质

1）机油本身润滑时因温度和氧化作用产生的胶质漆质物质。

2）发动机工作时经缸壁串到曲轴箱的碳烟。

3）曲轴箱进入的灰尘。

4）发动机零件磨损的金属碎屑。

这些物质粘度较大，沉积在曲轴箱和油底的内表面以及润滑油道、润滑部位等处，更换机油时不能将其一起放出来。

这些积碳（油泥），会很快的对新机油造成污染，使机油变质。

当沉积物过多时，还可能堵塞机油滤清器和部分细小油道，导致整个发动机机油循环量不足，机油压力降低，加剧发动机磨损。

被堵塞的部分细小又道还会使相应的润滑点位处于干摩擦的状态，引发机械事故。

汽车发动机内部积碳的检测、清理与预防

1、积碳的检测方法

发动机内部的积碳检测比较难以把握，专业性较强，而且有一定的不确定性，主要有以下几种。

（1）解体法

这种方法虽然比较直接，但是费工费力成本高，现代汽车的技术含量装配精度都很高，拆装会给发动机性能带来损害，所以除了重度积碳污染外，一般不采用这种方法。

（2）现象分析法

依据发动机出现的性能下降的表象，分析积碳污染的部位以及污染程度，需要有经验的维修人员进行。

（3）内窥法

将火花塞和喷油器拆下，用内窥镜对进气管和燃烧室内的积碳进行观测，但是拆装过程中仍有可能带来零件损伤。

（4）电脑检测法

A、用电脑检测氧传感器电压。

正常情况下氧传感器的工作电压应在0.3—0.7V之间变化，如果电压变化的幅度增大（比如到了0.2—0.8V），则说明有了积碳污染。

电压变化的幅度越大，积碳污染的越严重。

这种方法只能适合于闭环控制的汽车。

B、检查电子节气门开度。

正常情况下怠速时节气门的开度应为1-2度，如果温度正常下的怠速时节气门的开度到了3度以上，则说明有了积碳污染。

C、检查尾气排放中CO、HC的漂移量。

正常情况下油门变化时，CO和HC的排放应相对稳定。

如果漂移量较大则说明三元催化器有了积碳污染。

2、积碳的清理

为了避免拆卸对发动机造成的损害，目前清理积碳采用比较多的方法是免拆卸清洗法。

就是将专门配置的清洗药液通过设备连接在需要清洗的部位（如节气门、进气道、喷油器、三元催化器等位置），然后启动发动机进行清洗。

这种方法简单易行，快速便捷，效果也很好，适合于轻、中度积碳污染的发动机。

重度污染的发动机，由于部分部位已经被积碳堵死或积碳积累的过多过厚，只能采取解体法清除。

使用免拆卸方法清洗积碳，应该注意以下几个问题：

（1）注意清洗剂的质量。

如果选择了假冒伪劣的产品，会对发动机造成腐蚀性损害。

应选择已经被市场证明质量优良有信誉度的一些进口品牌，如美国的魔锐、卢卡斯等。

（2）定期清洗。

一般来讲每隔2万公里就应清洗一次。

（3）系统清洗。

发动机内部的积碳污染，是整个燃料系统、进排气系统、润滑系统普遍存在的，只是污染程度不同。

单独清洗某一个部位不能收到好的效果，应该把积碳污染的部位系统的进行清洗。

3、积碳的预防

（1）尽可能使用高品质的汽油

我国生产的汽油总体上清洁程度比较低，高品质只是比较而言。

所以应尽量在正规加油站加油，防止加到伪劣的汽油。

另外汽油的标号高不等于汽油的清洁程度高，标号只是汽油抗爆性能的一个数值，所以没必要多花钱刻意加高标号的汽油。

（2）合理操作

A、避免高档低转速行车。

B、避免发动机长时间怠速。

C、换档转速控制在2000—2500转之间。

D、多跑高速。

（3）防患未然。

定期清洗发动机燃料系统、进气系统、润滑系统、三元催化器。