◆文/湖北 熊榮華

發(fā)動(dòng)機(jī)積炭過(guò)多的現(xiàn)象與危害淺析

◆文/湖北 熊榮華

在之前的《專家門診》欄目中，我多次提到“汽車故障中50%是油路故障，油路故障中80%是積炭故障”，以此來(lái)指導(dǎo)讀者們解決實(shí)際問(wèn)題。近期，河南讀者毛營(yíng)表示，對(duì)于初學(xué)者來(lái)講并不能很好地判斷積炭過(guò)多故障，于是專門撰寫此文來(lái)分析積炭的幾種故障現(xiàn)象和危害。

熊榮華

(本刊專家委員會(huì)委員)

武漢“五一車務(wù)”汽車維修連鎖公司資深管理與技術(shù)培訓(xùn)專家、湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院楚天技能名師、武漢科技大學(xué)與江漢大學(xué)汽車專業(yè)客座教授、汽車質(zhì)量與機(jī)件事故權(quán)威鑒定專家、楚天交通廣播92.7電臺(tái)汽車疑難故障現(xiàn)場(chǎng)解答專家。

一、發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難

發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)需要多而濃的混合汽，如果進(jìn)氣道、燃燒室積炭過(guò)多，會(huì)吸附噴入的汽油，造成混合汽過(guò)稀，引起啟動(dòng)困難，啟動(dòng)時(shí)間必然延長(zhǎng)。直到積炭接近“吃飽”，待進(jìn)入汽缸的混合汽滿足了點(diǎn)火條件后啟動(dòng)才能成功。由于啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，啟動(dòng)機(jī)與蓄電池的壽命也將縮短。

二、發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)后怠速偏低、不穩(wěn)、抖動(dòng)、加速熄火、減速熄火

發(fā)動(dòng)機(jī)冷車啟動(dòng)后，如果積炭還沒(méi)有“吃飽”汽油，在暖車階段會(huì)繼續(xù)吸附汽油，混合汽依然會(huì)稀，怠速就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)而抖動(dòng)。如果噴油器被積炭堵塞，怠速轉(zhuǎn)速也會(huì)降低。雖然電腦檢測(cè)到轉(zhuǎn)速偏離就會(huì)進(jìn)行調(diào)整，可是一旦怠速通道和節(jié)氣門受到積炭污染，氣流通過(guò)數(shù)量被限制，需要怠速電動(dòng)機(jī)和節(jié)氣門不斷進(jìn)行調(diào)整才能維持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。

隨著積炭污染不斷加重，怠速電動(dòng)機(jī)和節(jié)氣門自身的積炭污染使調(diào)節(jié)功能受到了限制，怠速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能也會(huì)達(dá)到臨界值，因無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)而產(chǎn)生怠速不穩(wěn)、抖動(dòng)、加速熄火、收油熄火的現(xiàn)象。此時(shí)ECU會(huì)認(rèn)定節(jié)氣門位置傳感器出現(xiàn)了故障，實(shí)際上就是發(fā)動(dòng)機(jī)中積炭過(guò)多的緣故。

三、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降、加速不良、加速抖動(dòng)、減速抖動(dòng)、喘振

發(fā)動(dòng)機(jī)急加速時(shí)反應(yīng)遲鈍、響應(yīng)滯后，加速行駛時(shí)會(huì)感覺(jué)動(dòng)力不足，想要超車反而會(huì)被別人超過(guò)。產(chǎn)生這種故障現(xiàn)象的原因主要是以下部位受到了積炭的污染。

1.進(jìn)氣歧管積炭污染

當(dāng)進(jìn)氣道內(nèi)表面的積炭形成覆蓋層時(shí)，由于表面粗糙，使進(jìn)氣氣流運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生改變，產(chǎn)生“渦旋效應(yīng)”，導(dǎo)致流速降低、進(jìn)氣量不足。另外，積炭沉積還造成發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋進(jìn)氣口的截面積減小，加劇進(jìn)氣量不足的現(xiàn)象，進(jìn)氣不充分使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力受到影響。現(xiàn)代轎車多采用長(zhǎng)短進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)。積炭中汽油蒸發(fā)時(shí)會(huì)引起混合汽變濃，氧傳感器向電腦報(bào)告后，電腦會(huì)進(jìn)行修正調(diào)整。一旦積炭開(kāi)始吸附汽油，混合汽變稀，此時(shí)如果急加速，就會(huì)感覺(jué)“不應(yīng)腳”，加速?zèng)]有反應(yīng)或反應(yīng)遲緩。過(guò)稀的混合汽燃燒遲緩，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)時(shí)還在燃燒，進(jìn)氣門打開(kāi)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)回火故障，長(zhǎng)時(shí)間回火，積炭會(huì)大量積聚在進(jìn)氣歧管中，引起加速不良。積炭引起混合汽失調(diào)，稀時(shí)加速聳車；濃時(shí)松加速踏板聳車，因?yàn)闇p速不能斷油，反復(fù)維修不能解決問(wèn)題，除掉積炭即可排除故障。

2.噴油器積炭污染

噴油器被積炭污染后使噴油器頭部的噴油孔部分堵塞，導(dǎo)致噴射角度變小、霧化不良、燃燒不完全，燃料轉(zhuǎn)化成熱能的效率下降，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力受到影響。由于冷啟動(dòng)有加濃調(diào)節(jié)，噴油器被積炭堵塞會(huì)造成冷車啟動(dòng)困難，啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)；熱車沒(méi)有加濃調(diào)節(jié)，積炭造成熱車啟動(dòng)困難，電腦修正噴油脈寬時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)。噴油器嚴(yán)重堵塞時(shí)還造成加速反而出現(xiàn)減速的故障。如果積炭卡滯關(guān)閉不嚴(yán)，油耗高的同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)熱車易熄火、熄火后熱車無(wú)法啟動(dòng)的故障。

3.進(jìn)氣門積炭污染

當(dāng)進(jìn)氣門上積炭較多時(shí)，積炭占用了一部分進(jìn)氣通道空間，導(dǎo)致進(jìn)氣量不足，更為嚴(yán)重的是，由于積炭有吸附燃油的特性，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)急加速時(shí)，濃混合比的混合汽經(jīng)過(guò)積炭時(shí)燃油被吸收了一部分，實(shí)際上進(jìn)入汽缸內(nèi)做功的是稀混合汽，所以急加速時(shí)會(huì)產(chǎn)生滯后的感覺(jué)。一旦進(jìn)氣門被積炭包裹過(guò)熱變形，將引起熱車怠速抖動(dòng)、起步熄火甚至火花塞斷裂“搗缸”的故障。

4.燃燒室積炭污染

燃燒室積炭過(guò)多，燃燒室容積變小，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比變高。高轉(zhuǎn)速的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)壓縮比的變化比較敏感，當(dāng)壓縮比升高時(shí)會(huì)出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。爆燃傳感器將爆燃信號(hào)傳給ECU，ECU會(huì)推遲點(diǎn)火時(shí)間，這樣就直接導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。由于積炭在燃燒室內(nèi)的分布不均勻，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，汽缸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生多點(diǎn)燃燒現(xiàn)象，使發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，多點(diǎn)爆發(fā)在增加噪聲的同時(shí)也加快了積炭的生成速度。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生爆燃，輕則加速出現(xiàn)敲擊異響，車速上去后異響消失；中則出現(xiàn)早燃，加速無(wú)反應(yīng)，多踩幾下加速踏板才能行走，ECU會(huì)認(rèn)為是汽缸沒(méi)有工作，報(bào)出故障碼是汽缸失火，檢查汽缸壓縮壓力正常，更換火花塞、點(diǎn)火線圈、噴油器后故障依舊，實(shí)際是積炭引起的汽缸失火；重則爆燃高溫引起活塞頂部融化、破裂，出現(xiàn)異響甚至出現(xiàn)“搗缸”故障。

發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的積炭類似于炭罐中的活性炭，既可以吸附汽油，也可以釋放汽油，隨著每一次加速、減速，積炭?jī)?nèi)的燃油有一個(gè)吸收、釋放的過(guò)程，造成了ECU調(diào)配的空燃比和汽缸內(nèi)實(shí)際存在的空燃比有誤差。氧傳感器將實(shí)際檢測(cè)到的忽濃忽稀的空燃比信號(hào)回饋給ECU，ECU就只能不斷地調(diào)整空燃比。反映到車上，就是發(fā)動(dòng)機(jī)加速后喘振。由于反復(fù)調(diào)整空燃比，ECU會(huì)認(rèn)為是氧傳感器出現(xiàn)故障，所以很多車輛發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，調(diào)出氧傳感器的故障碼，但是更換氧傳感器后故障依舊，ECU又顯示氧傳感器故障，實(shí)際上就是積炭干擾了氧傳感器的正常工作。

四、汽車尾氣排放超標(biāo)、油耗增大、噪音增大

影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力或者影響發(fā)動(dòng)機(jī)排放，其實(shí)質(zhì)就是混合比沒(méi)有控制好。由于積炭在需要濃混合汽的時(shí)候吸附汽油，造成混合汽過(guò)稀，電腦必然要加濃混合汽，一旦電腦在加濃混合汽時(shí)，積炭也蒸發(fā)加濃混合汽。這時(shí)電腦控制都來(lái)不及，必然造成混合比失調(diào)。

大家知道，發(fā)動(dòng)機(jī)有害氣體排放主要有三種，分別是一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NOX)。其中一氧化碳和碳?xì)浠衔锏呐欧啪c燃料的不完全燃燒和不燃燒有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部積炭的產(chǎn)生，影響了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣、噴油、霧化、點(diǎn)火、燃燒等各個(gè)部位正常協(xié)調(diào)的工作，干擾了ECU的信息采集功能使之誤判。由于燃料的燃燒質(zhì)量下降，不但使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降、油耗增加，而且使廢氣中有害氣體的排放也大為增加，造成了環(huán)境的嚴(yán)重污染。

即使噴油器積炭引起的堵塞，表面看噴油量會(huì)減少，實(shí)質(zhì)上電腦會(huì)不停地進(jìn)行修正，噴油脈寬即噴油時(shí)間會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，燃油霧化質(zhì)量下降的同時(shí)，噴油量越來(lái)越大，油耗明顯增大。

五、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油易變質(zhì)、機(jī)油消耗增大，加機(jī)油蓋子上出現(xiàn)白垢

正常情況下，機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)期間隔時(shí)間內(nèi)應(yīng)該比較干凈，接近換油周期時(shí)顏色略黑，粘稠度基本正常，無(wú)明顯雜質(zhì)。但如果出現(xiàn)機(jī)油早期變臟變質(zhì)、粘度增加、有金屬沫等現(xiàn)象，則可以斷定發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱內(nèi)有了積炭(俗稱油泥)，曲軸箱內(nèi)的積炭主要有四個(gè)來(lái)源：①機(jī)油本身潤(rùn)滑時(shí)因溫度和氧化作用產(chǎn)生的膠質(zhì)漆質(zhì)物質(zhì)；②發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)經(jīng)缸壁竄到曲軸箱的炭煙；③曲軸箱進(jìn)入的灰塵；④發(fā)動(dòng)機(jī)零件磨損的金屬碎屑。這些物質(zhì)粘度較大，沉積在曲軸箱和油底殼內(nèi)表面以及潤(rùn)滑油道、潤(rùn)滑部位等處，更換機(jī)油時(shí)不能將其一起放出來(lái)，這些積炭很快污染新機(jī)油，使機(jī)油變質(zhì)。當(dāng)沉積物過(guò)多時(shí)，還可能堵塞機(jī)油濾清器和部分細(xì)小油道，導(dǎo)致整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油循環(huán)量不足、機(jī)油壓力降低，加劇發(fā)動(dòng)機(jī)磨損。被堵塞的部分細(xì)小油道還會(huì)使相應(yīng)的潤(rùn)滑點(diǎn)位處于干摩擦的狀態(tài)，引發(fā)機(jī)械事故。

積炭卡滯活塞環(huán)會(huì)引起燒機(jī)油，硬質(zhì)積炭拉傷缸壁也會(huì)引起燒機(jī)油。積炭一旦將曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)閥堵死在開(kāi)度最大的地方，會(huì)引起嚴(yán)重的怠速燒機(jī)油故障，甚至過(guò)量機(jī)油進(jìn)入某一汽缸，出現(xiàn)將活塞頂彎甚至搗缸的故障。積炭一旦將曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)閥堵死在開(kāi)度最小的地方或者將通風(fēng)口堵死，機(jī)油將很快變質(zhì)，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重漏機(jī)油故障。機(jī)油蓋口的積炭在機(jī)油蒸汽、汽油蒸汽、水蒸汽及機(jī)油中的添加劑、硫酸鹽及高溫的作用下會(huì)形成碳酸鈣(即石灰)，出現(xiàn)白垢。

六、積炭引起的疑難案例

1.金杯加速不良

故障現(xiàn)象

一輛2012年金杯2.0面包車，行駛3000km出現(xiàn)加速不良故障，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力明顯不足，加速到2000r/min以上后就出現(xiàn)無(wú)法再加速的現(xiàn)象，電控系統(tǒng)無(wú)故障碼，傳感器、執(zhí)行器統(tǒng)統(tǒng)試換過(guò)無(wú)效。檢查三元催化器無(wú)堵塞，點(diǎn)火系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)零部件都試換過(guò)無(wú)效。

故障診斷與排除

我們用內(nèi)窺鏡檢查發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣歧管中有大量黑色沉積物，拆開(kāi)發(fā)現(xiàn)類似瀝青的膠質(zhì)積炭，分析可能是積炭在進(jìn)氣道中與空氣中的水分及回火中汽油蒸汽中的膠質(zhì)逐漸氧化形成類似于瀝青狀的積炭沉積物，堵塞進(jìn)氣通道，引起動(dòng)力下降故障。拆卸進(jìn)氣歧管，清洗干凈后裝復(fù)試車，故障排除，加速恢復(fù)正常。

2.寶馬740Li加速出現(xiàn)電流聲

從中觀層次來(lái)說(shuō)，對(duì)于中小學(xué)建筑，校園的外部空間不再是可有可無(wú)的附屬空間，也應(yīng)與建筑一樣將其主體化。且處于中小學(xué)階段的學(xué)生，自身狀態(tài)較為活躍，需要一定活動(dòng)空間去運(yùn)動(dòng)與玩耍。在設(shè)計(jì)中需要根據(jù)整體的空間原則，調(diào)整建筑與外部空間的圖底關(guān)系，構(gòu)建出既相互融合又有參與性的空間狀態(tài)。若是建筑圍合的外部空間，應(yīng)控制空間的尺度，使其宜人、親切。若利用建筑屋頂、露臺(tái)等作為學(xué)生活動(dòng)的外部空間，這時(shí)候就需要調(diào)整建筑的形態(tài)以求達(dá)到室內(nèi)的使用空間與外部活動(dòng)空間的平衡。

故障現(xiàn)象

一輛2012年寶馬740Li轎車，累計(jì)行駛20000km。車主反映加速中經(jīng)常出現(xiàn)電流聲，其他尚好。

故障診斷與排除

我們?cè)囓嚊](méi)有聽(tīng)到電流聲，于是要求車主自己駕駛試車，在轉(zhuǎn)彎后加速時(shí)出現(xiàn)了異響，仔細(xì)聽(tīng)診是一種類似點(diǎn)火時(shí)間過(guò)早發(fā)動(dòng)機(jī)感覺(jué)加速動(dòng)力不足出現(xiàn)的共振聲，車主將其形容為電流聲(我們理解的電流聲一般是收音機(jī)的喇叭中發(fā)出的，而車主是將一種機(jī)械的共振聲描述為電流聲)?？紤]到該車僅行駛20000km，在4S店多次檢測(cè)沒(méi)有任何故障，分析可能還是積炭所致。積炭引起動(dòng)力不足或者積炭引起爆燃，點(diǎn)火時(shí)間提前，造成共振異響，建議從燃油中添加除碳清洗劑。車主用后反饋電流聲消失。

3.凱旋燒天然氣怠速抖動(dòng)

故障現(xiàn)象

一輛2011年的凱旋出租車，屬于汽油與天然氣雙燃料汽車，行駛150000km，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮、風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)、加速無(wú)力的現(xiàn)象，熄火后重新啟動(dòng)故障暫時(shí)消失，但是等信號(hào)燈時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)怠速嚴(yán)重抖動(dòng)、起步熄火故障，轉(zhuǎn)燒汽油后正常。

故障診斷與排除

用電腦調(diào)故障碼，有個(gè)別汽缸失火故障。用內(nèi)窺鏡檢查進(jìn)氣門桿上積炭嚴(yán)重。分析雖然是燒天然氣為主的出租車，但是由于需要用汽油啟動(dòng)，啟動(dòng)次數(shù)與積炭成正比，加之城市擁堵、怠速等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、低速行車時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，積炭依舊是主要危害。積炭已經(jīng)將進(jìn)氣門桿包裹，造成進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)。燒汽油時(shí)，潮濕的混合汽還可以增加進(jìn)氣門的密封，燒汽油即使壓縮比低一些對(duì)性能影響不是很大。而燒天然氣天然氣的理論空燃比為16.7∶1，在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，天然氣將占有約6%的體積空間，導(dǎo)致吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量減少約6%，進(jìn)氣效率下降，從而引啟動(dòng)力性的下降；天然氣性質(zhì)穩(wěn)定，燃燒速度慢，點(diǎn)燃需要更多的能量；與使用汽油相比，使用CNG時(shí)的動(dòng)力性下降在10%以內(nèi)。如果進(jìn)氣門密封不嚴(yán)，發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣更不足，必然怠速抖動(dòng)，甚至起步熄火或怠速自行熄火。

考慮到出租車的經(jīng)濟(jì)性及維修的快速性，于是拆卸進(jìn)氣歧管，采用人工方法(就是用清洗劑噴射并人工鏟刮的方法)將進(jìn)氣門桿上的積炭清理干凈，試車故障排除(注意：該故障如果長(zhǎng)期帶病用車，一旦氣門口燒損，人工方法解決不了，只有拆卸汽缸蓋清除積炭，更換新氣門才能恢復(fù)正常)。

4.標(biāo)志308冷啟動(dòng)困難、怠速抖動(dòng)

故障現(xiàn)象

一輛2012年1.6L標(biāo)志308轎車，行駛里程10000km，出現(xiàn)冷車啟動(dòng)困難、怠速抖動(dòng)的故障，在4S店沒(méi)有找出故障原因。

故障診斷與排除

我們考慮該車只行駛10000km，發(fā)動(dòng)機(jī)腳不可能損壞，積炭的可能性最大。用內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)燃燒室及進(jìn)氣道積炭較多(見(jiàn)圖1)。建議車主使用可以溶解積炭的燃油添加劑除炭(見(jiàn)圖2)，車主使用一瓶并行駛燒完一箱汽油后故障排除。

5.奧迪Q7油耗高、噪音大

故障現(xiàn)象

一輛2011年的奧迪Q7，配置了3.0T的發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程為60000km，車主報(bào)修該車油耗高、噪音大，在4S店多次進(jìn)行保養(yǎng)和修理均無(wú)效。

故障診斷與排除

我們用內(nèi)窺鏡檢查三元催化有堵塞，于是對(duì)進(jìn)氣道、三元催化器、燃燒室三處進(jìn)行“打吊瓶”除碳后故障排除，車主反饋油耗噪音均恢復(fù)正常。