随着汽车设计、制造工艺的提高和电控系统的应用,积碳对发动机的影响也越来越大。然而,现在大多数人并未重视发动机的除碳保养。
那么,如何解决、消除积碳对发动机的影响呢?
我们从其原理说起。
一、积碳的形成
1.发动机结构及工作温度与积碳形成的关系
积碳的形成一直是内燃机的特点之一,由于燃油当中含有:硫、水分、腊质和微生物等杂质,空气当中也存有粉尘,燃烧后就会形成积碳。
发动机的余热导致含水、燃油残留物在燃烧室壁和活塞上也会形成碳化积,即积碳。
虽然发动机设计的改进以及清洁燃油的使用减少了积碳的形成,但是喷油头在喷油系统中靠近进气门处,有时会将残油滴在进气门背部,所以仍会形成大量积碳。
现代发动机的压缩比提高,体积更小,温度更热,使残油越更容易形成积碳。
2.燃油品质与积碳形成的关系
现代发动机对燃油的清洁、燃油压力、喷油雾状要求很高。在养护过程中上对燃油箱的清洁净化是非常重要的,当我们每次加油时,汽油中的杂质都存在于油箱当中,无法排除。这也是一些车辆清洗喷油头后效果不明显、短时间后喷油头又堵塞的根本原因。汽车使用时间越长,公里数越多,油箱中的杂质、水分就越多,清洗燃油系统必须从它的根源——油箱入手。
3.汽车使用环境与积碳形成的关系
车辆长期短距离行驶,发动机、汽缸及气门运行的温度比较低,积碳会逐渐沉积,越来越多。这样会使三元催化器污染、堵塞造成发动机排气形成阻力,功率、加速等性能下降,油耗增加,排放污染增加等不良影响。特别是家庭轿车一般每天行驶在10~30公里,从起动到停车每天在20~40分钟,多数中低速、低负荷运行,使氧传感器的污染尤为严重。
二、积碳对发动机工作的影响
1.积碳对进气量的影响
沉积在发动机进气门、进气道(进气歧管)当中的积碳会破坏进气歧管内的光滑度,阻碍气体的流动性能,降低气体的流动速度,形成进气阻力。充气量的降低会使进入燃烧室的空气大量减少,直接导致发动机功率的下降。
2.积碳对爆燃及火花塞的影响
汽油机在工作时,燃烧不完全的燃料和窜入燃烧室内的润滑油,在氧和高温的作用下,在燃烧室内形成积碳。积碳使机件传热不良,温度上升,并促使混合气体温度升高。积碳减少了燃烧室内的有效容积,提高了实际压缩比,使气体压力升高,这种情况下很容易引起爆燃。在强烈爆燃时,发动机过热,气缸盖、冷却水、润滑油温度上升,使发动机内各零件磨损加剧。如果燃烧室中的火花塞电极之间存有积碳,可使火花塞发出的电火花比较弱。严重时,易造成短路,影响发动机正常工作。
3.积碳对氧传感器及三元催化器的影响
三元催化器中的催化剂是由铂(pt)、钯(pd)或铂(pt)、铑(rh)组成。在催化反映过程中,废气中的CO将NO还原为N2,CO被氧化成为H2O、CO2。当发动机的空燃比在14.7±0.3很小范围内运转时,三元催化器的转化效率最高。为了精确控制这一范围,所以排气净化系统中,采用了氧传感器构成的空燃比反馈过程回路,即闭合控制方式。
氧传感器内外表面都覆盖着薄的铂层。内表面通大气,外表面直接与排气相接触,由敏感材料氧化锆制成。若氧化锆内表面处氧的浓度与外表面处氧的浓度有很大差别,氧化锆内外两侧铂电极之间会产生电压。氧化锆内外侧氧的浓度差值很小,产生电压小(接近0V)。
氧化锆内外侧氧的浓度差值大,产生电压高(约1V)。在空燃比14.7附近,氧传感器输出电压有一突变。 如果氧传感器积碳过多,会使氧传感器输出信号不准,不能保证空燃比在最佳数值14.7附近小范围内。还会使三元催化器堵塞,燃烧后废气排气不畅,尾气排放超标。严重时会使汽车无法行驶。
4.积碳对传感器信号的影响
由于积碳造成汽缸压缩压力增大,发动机易产生爆燃,产生错误信号。喷油器喷出的一部分燃油被气门积碳吸收,使进入汽缸中的实际空燃比与电脑给定的值不同步,造成氧传感器信号迟后。
5.积碳对发动机冷车起动工作的影响
每当起动发动机时,喷油头所喷燃油都让进气门上的积碳所吸收,通常会导致供油不足。严重时须起动十几次马达。但当发动机起动后由于气门上积碳已吃满油,所以会随时释放过浓黑烟。此时发动机很不稳定,转速快慢不均,加油门不走车,发动机极易熄火。
三、解决方法
在实际车辆使用过程中,由于发动机积碳的原因,会使发动机出现怠速不稳、无名熄火、加速无力、油耗过高等现象。这些状况都是沉淀在进气道(进气歧管)、气门、燃烧室、喷油头和三元催化器内的沉积物造成的。这些沉积物妨碍了气体的流动性。经国外专家测定,发动机进排气系统堵塞15%,发动机功率下降50%。
传统的解决方法是,拆卸发动机,清洗更换零部件。最新的解决的方法是:使用“跑特快”除碳设备进行“输液式清洗”。
这种方法是使用两组药液燃油系统清洁剂、系统除碳剂,通过输液方式,滴入进气道,进、排气门,燃烧室及三元催化装置,清除及分解其中积碳。
通过使用“跑特快”除碳设备对发动机进行清洗和对燃油系统进行清洁与养护,可以恢复发动机的动力性能,清除积碳并在系统中形成保护膜,使发动机在长时间内不易形成积碳(2~3万公里)。同时还可以也降低尾气污染。定期清洗怠速空气阀,清除积碳可以保证发动机怠速,起动,热车的正常运转。