沈洪松

遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （沈陽 110161）

淺析發(fā)動機(jī)積碳的原因及解決措施

沈洪松

遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （沈陽 110161）

發(fā)動機(jī)是汽車的動力源。由于積炭的導(dǎo)熱性很差，在零部件表面會降低傳熱系數(shù)，阻礙熱的散失，引起燃燒室溫度上升。因此積炭的增加不僅會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)燃燒室過熱，還會引發(fā)汽車尾氣排放中的氮氧化合物量增加，惡化大氣環(huán)境等。因此積炭的產(chǎn)生不僅關(guān)系到每位駕駛員的切身利益更關(guān)系到大氣污染的方方面面。

積炭 原因 種類 影響 現(xiàn)象 措施

1 產(chǎn)生積碳的原因

日常行駛和保養(yǎng)中的一些不正確操作都會造成積炭的快速形成，歸納起來主要有：發(fā)動機(jī)經(jīng)常處于短時運(yùn)行狀態(tài)；長期在低溫，低速狀態(tài)下行駛；長期在高溫，高速，超負(fù)荷狀態(tài)下工作；發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門油封不良；經(jīng)常在灰塵較多的場所中運(yùn)行；汽油標(biāo)號低，發(fā)動機(jī)爆震；汽油中含有大量的水分和膠質(zhì)。

以上幾種情況可以歸結(jié)為兩種原因：一種是與發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況相關(guān)的，如發(fā)動機(jī)經(jīng)常處于短時運(yùn)行或者超負(fù)荷運(yùn)行等；另一種是與外部條件相關(guān)的，如燃油品質(zhì)不好或者工作環(huán)境惡劣等。

2 積碳的種類

2.1 氣門、燃燒室積碳

受電噴發(fā)動機(jī)控制特點(diǎn)的決定，汽缸每次工作的時候都是先噴油再點(diǎn)火，當(dāng)我們熄滅發(fā)動機(jī)的一瞬間點(diǎn)火被馬上切斷，但是這次工作循環(huán)所噴出的汽油卻無法被回收，只能貼附在進(jìn)氣門和燃燒室壁上，汽油很容易揮發(fā)，但汽油中的蠟和膠質(zhì)物卻留了下來，長此以往汽油中的蠟和膠質(zhì)物越積越厚，反復(fù)受熱后變硬就形成了積碳。

2.2 進(jìn)氣管積碳

由于整臺發(fā)動機(jī)各個活塞的工作并不是同步的， 當(dāng)熄滅發(fā)動機(jī)時，有些汽缸的進(jìn)氣門不能完全關(guān)閉，一些未燃燒的燃油不斷蒸發(fā)氧化，會在進(jìn)氣管中尤其是節(jié)氣門后方產(chǎn)生一些較軟的黑色積碳。一方面這些積碳會使進(jìn)氣管的管壁變粗糙，進(jìn)氣會在這些粗糙的地方產(chǎn)生旋渦，影響進(jìn)氣效果及混合氣的質(zhì)量。另一方面，這些積碳還會阻塞怠速通道使怠速控制裝置卡滯或超出其調(diào)節(jié)范圍，這樣一來會造成怠速低、怠速發(fā)抖、各種附屬裝置的提速均失靈、收油滅車、尾氣超標(biāo)、費(fèi)油等現(xiàn)象

3 積炭對汽車的影響

3.1 積炭對動力性的影響

對動力性的影響主要表現(xiàn)有：怠速不穩(wěn)、高速失速；難啟動、常熄火、動力下降；易爆震

3.2 積炭對經(jīng)濟(jì)性的影響

積炭的增多會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)異常耗油。對汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評估，通常是根據(jù)發(fā)動機(jī)的萬有特性曲線與汽車功率平衡圖來進(jìn)行計算。

圖1 發(fā)動機(jī)萬有特性曲線

萬有特性曲線是一組繪制有等功率和等燃油消耗率曲線，如圖1所示。根據(jù)曲線可以確定發(fā)動機(jī)在一定轉(zhuǎn)速n，發(fā)出一定功率P時的燃油消耗率b。計算時根據(jù)等速行駛車速Va以及阻力功率P，在萬有特性圖上利用插值法可確定相應(yīng)的燃油消耗率b,從而計算出以該速度行駛時單位時間內(nèi)的燃油消耗量Qt為：

其中b為燃油消耗率，γ為燃油的重度，假設(shè)燃油品質(zhì)一定的情況下，燃油重度γ為一常量。從上面對于動力性的分析中可以得到，當(dāng)存在積炭現(xiàn)象時將會降低發(fā)動機(jī)的動力性，亦即發(fā)動機(jī)輸出功率將會降低，則當(dāng)汽車在以同樣的等速行駛速度行駛時，為了獲得相同的功率，必然需要更高的燃油消耗率。

3.3 積炭對汽車排放的影響

影響發(fā)動機(jī)排放性的因素很多，但是具體到積炭方面則主要是表現(xiàn)在過量空氣系數(shù)對排放性的影響。由于發(fā)動機(jī)出現(xiàn)積炭層之后將會吸收部分燃油，從而導(dǎo)致進(jìn)入燃燒室中的燃油減少，混合氣體的濃度降低，影響到發(fā)動機(jī)的正常啟動。此時，必須增加燃油的供給量以提高混合氣體的濃度，實驗證明當(dāng)存在積炭現(xiàn)象的發(fā)動機(jī)啟動時，燃燒室中的混合氣濃度已經(jīng)超過了正常的濃度標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致過量空氣系數(shù)變小。圖2為排氣污染物與過量空氣系數(shù)的關(guān)系圖。從圖2可以看出，在過量空氣系數(shù)從大變小的過程中，氮氧化合物的變化趨勢是逐漸減少，而一氧化碳和碳?xì)浠衔锏暮恐饾u增加。

圖2 排氣污染物與過量空氣系數(shù)的關(guān)系

4 減少和預(yù)防積碳產(chǎn)生的方法

減少和預(yù)防積碳產(chǎn)生的方法有：加注高質(zhì)量的汽油、不要長時間怠速行駛、點(diǎn)火時間不宜過遲或過早、多跑高速，盡量提高手擋車的換擋轉(zhuǎn)速、注意滅車時機(jī)

5 結(jié)語

汽車是國民經(jīng)濟(jì)的命脈也是拉動經(jīng)濟(jì)的杠桿，十一五期間我國已經(jīng)突破年產(chǎn)銷1000萬輛大關(guān)，正式步入了汽車大國的行列，汽車也正從昔日的高檔奢侈品逐步進(jìn)入尋常百姓的家庭。隨著汽車保有量的不斷增加日益嚴(yán)重的與汽車相關(guān)的問題也越來越引起了人們的關(guān)注和重視，當(dāng)然影響汽車正常工作的原因有很多，本文僅對其中的積碳問題進(jìn)行簡單的分析 。

[1]馮健璋.汽車發(fā)動機(jī)原理與汽車?yán)碚?北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.

[2]陸際清.汽車發(fā)動機(jī)設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社.1993.

[3]叢守智.汽車維修技術(shù)及設(shè)備.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.

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