积碳对发动机的危害与预防

积碳对发动机的危害与预防

邹刚1王永彩2

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1、牡丹江机械（厂）有限责任公司，黑龙江牡丹江1570052、牡丹江热电有限公司，黑龙江牡丹江157005

摘要：本文阐述了积碳形成的原因及对发动机的危害，指出了预防积碳形成的措施。

关键词：积碳；对发动机危害；预防措施

1积碳的形成

积碳的生成比较复杂，它与发动机结构以及使用燃料和润滑油料的种类、发动机所处工作条件及工况等密切相关。首先是燃油，汽油在存储、运输过程中，容易和空气发生氧化反应，生成胶壮物质，或者汽油本身胶质的含量就很高，这些胶质随汽油通过车辆的燃油供给系统进入燃烧室内部，然后和汽油一同燃烧后，就会使燃油供给系统中的喷油器、发动机的燃烧室、活塞环槽、火花塞、进气门背部、进气道等部位产生很多积碳。其次是拥堵的城市路况，使车辆始终处于走走停停的状态，发动机不能高转速运转，燃油或窜入燃烧室的润滑油也不可能百分之百燃烧，燃烧的部分燃料在高温和氧的作用下形成胶质，粘附在发动机内部的零件表面上，再经过高温作用形成积碳。积碳的组成成分有润滑油、羟基酸、沥清质、油焦质、碳青质、硫酸盐、硅化合物（来自空气中的灰沙）和微量金属屑及其化合物等。汽油机使用含铅汽油时，还会含有铅化合物。发动机温度越高，形成的积碳也越硬越紧密，与金属粘接越牢固。

2积碳对发动机的危害

2.1积碳造成冷车故障

在发动机内部的每一处，积碳都会对发动机的正常工作带来不好的影响。积碳过多时，冷启动喷油头喷出的汽油会被积碳大量吸收，导致冷启动的混合气过稀，使得启动困难，直到积碳吸收的汽油饱和，才容易着车，着车后吸附在积碳上的汽油又会被发动机的真空吸力吸入汽缸内燃烧，又使混合气变浓，发动机的可燃混合气是稀是浓，造成冷启动后怠速抖动。由于气温越低，冷启动所需要的油量越大，积碳的存在就越会影响冷启动的顺利与否。

2.2燃烧室积碳的危害

燃烧室内的积碳过多时，会使燃烧室的容积变小，使发动机的压缩比增加形成许多高温热面或热点，极易点燃混合气，引起早燃和爆燃。

（1）早燃，由于要消耗一定的功来压缩燃烧工质，使发动机的功率下降（损失约2%～15%），同时高温工质与壁面接触时间延长，壁面吸收热量明显增加，又引起下一工作循环早燃，早燃的自强化作用使早燃发生越来越早，其结果可能导致活塞烧蚀。更为严重的是，早燃故障在发动机高负荷工作时难以判别，这时发动机潜在着被报废的危险。

（2）爆燃会增加曲轴及活塞连杆组的机械负荷，使发动机磨损加剧；使活塞环断裂，引起拉缸事故；产生冲击波破坏缸壁表面的油膜，恶化活塞-气缸摩擦副的润滑；冲击波加剧了从燃烧产物向壁面的传热作用，使发动机过热，导致燃烧室某些零件如活塞头部边缘、缸盖衬垫、气门头及火花塞绝缘体等被损坏。发动机长时间处于强爆燃工作状态，不仅功率下降，热效率低，油耗增加，甚至会导致活塞脱顶事故。

2.3气门积碳的危害

（1）气门及其座圈工作面上有积碳，会引起气门关闭不严而漏气，在气门头部形成积碳，减少了进气通道断面，影响发动机充气量。进气门背部及进气管内积炭过多，导致喷入的汽油被积炭吸附而不能进入燃烧室。出现发动机难启动、工作无力以及气门易烧蚀等不良现象；排气门上的积碳可使气门关闭不严，出现漏气，发动机功率下降，排气管放炮。高温颗粒积碳附着在排气门上也会使气门及气门座烧蚀，加剧气门漏气。气门漏气，又使高温燃气冲刷气门及气门座，这又进一步使气门及气门座烧蚀。

（2）气门导管和气门杆部积碳积胶，将加速气门杆与气门导管的磨损，甚至会引起气门杆在气门导管内运动发涩而卡死，产生粘气门的故障。

2.4活塞环槽内积碳的危害

活塞环槽内积碳，会使活塞环边隙、背隙变小，甚至无间隙，造成活塞环失去弹性而卡死，这一方面使活塞环密封性下降，引起烧机油现象，进而加剧了积碳的生成；另一方面也使活塞环的散热作用减弱，使活塞可能会因高温而烧熔。

2.5火花塞、喷油嘴积碳的危害

积碳沉积在火花塞电极间，会使火花塞火花减弱或电极短路而出现失火现象，引起发动机功率下降，燃料消耗增大，且发动机HC化合物排放剧增，发动机动力不足；节气门处的积碳过多时也会造成启动困难及怠速抖动的故障。对于柴油机，在喷油嘴处形成积碳极易堵塞喷孔，使燃油雾化不良，燃烧恶化；还会造成各缸喷油嘴喷油量的不同，使发动机抖动或唑车；喷油器内部胶质积炭过多造成喷油器关闭不严或堵塞。

3预防积碳形成的措施

发动机在工作过程中，积碳不可避免地要生成，应根据其生成原因及日常使用经验，采取措施，将积碳控制在合理水平。下面介绍几个减少和预防积碳产生的方法。

3.1加注高质量的汽油

汽油中的蜡和胶质等杂物是形成积碳的主要成分，所以清洁度高的汽油形成积碳的趋势就弱一些。大家要注意高标号并不等于高质量，也就是说97号的油并不一定比93号的杂质就少，标号只代表油的辛烷值，并不能代表品质和清洁程度。

采用在汽油里添加汽油清洁剂的做法。可有效地防止在金属表面形成积碳结层，并能逐渐活化原有的积碳颗粒慢慢去除，从而保护发动机免受伤害。不过汽油清洁剂的添加一定要慎重，如果加入了伪劣的产品会得到相反的效果。

3.2不要长时间怠速行驶

在冷车热车时，怠速时间过长，发动机达到正常温度的时间也就变长，汽油被喷到气门背面后蒸发的速度就慢，积碳也由此而生。一般冷车起步预热2分钟左右就可以了。同时经常怠速行驶，进入发动机的空气流量较小，这样对积碳的冲刷作用变得也很弱，会促进积碳的沉积。所以不要长时间怠速行驶。

3.3多跑高速，尽量提高手动挡车的换挡转速

多跑高速的目的就是要利用气流对进气道的冲刷作用来预防产生积碳。另外，提高换挡的转速也与多跑高速有同样效果，把原来在转速2000转时换挡变成2500转换，不但可以有效预防积碳生成，还可以提高汽车的动力性，也避免了换挡转速过低带来的爆振，保护发动机。

3.4注意灭车时机

对于装有涡轮增压器的汽车，在高速行驶或是爬坡后不要马上灭车，在怠速运转10分钟后再灭车，因为装有涡轮增压器的汽车其形成积碳的速度比一般自然吸气式的汽车要快数倍。