积碳对发动机有何影响,如何避免积碳形成?

积碳堆积会造成「燃烧不充分」-避免积碳形成需要调整用车习惯

内容概述:

  1. 积碳形成原因与两个阶段
  2. 减少积碳形成的理想方式

发动机积碳是燃油汽车无法避免的问题,如何清理积碳的讨论热度很高;然而只把关注点放在问题的解决,而不找到产生问题的根源,这不是正确的解决问题的方式。

所以首先要了解什么是积碳,积碳如何产生,以及积碳在不同位置上会产生的影响;掌握这些知识点之后,应当如何了解和预防积碳也就不难理解了。

积碳概念

发动机积碳的特点是黑色的「焦灼状物质」,主要成分包括碳颗粒、胶质、杂质等;产生积碳的原因燃油中的烃类物质与胶质,在不充分燃烧的状态下产生。积碳的硬度会非常高,尤其是在缸内高温高压与熄火冷却的不断作用下,积碳会牢牢附着在各个零部件上,为什么碳会这么坚硬呢?

注意重点:积碳并非“积炭”,碳是有机物的核心,所谓的碳基生命足以说明什么是碳;同时在钢铁中、石墨、金刚石等物质中也含有碳元素,但是并不是一般理解的煤炭。烧火取暖用的煤炭是多孔物质,是木材干馏的产物,两种概念是完全不同的,所以积碳确实是非常的“顽固”。

重点:燃油的主要成分是烷烃、烯烃、芳烃等物质,这些烃类物质有些是苯环碳氢化合物,有些是双剑碳氢化合物;然而不论是哪种概念,其中都是含有碳元素的。

所以在转化过程中如果达到100%的充分燃烧状态,那么通过与氧气的分解反应则不会产生积碳;因为反应物质主要是化合物,比如二氧化碳、H2O(水)。 但如果结果是没有充分反应,过程中就会产生游离碳颗粒;有意思的是燃油汽车装备的内燃式热机不可能达到充分燃烧状态,产生积碳也就是必然结果。

两个阶段

问题:冷启动热车阶段会产生积碳,这点是汽车用户公认的问题,但是热车真的就没有积碳了吗?

理论上热车也是会产生积碳的,只是产量远远低于冷车启动后的热机阶段的标准,差值过大所以一般默认热车无问题;而事实的微量积碳的出现,原因仍旧是燃烧不充分,此时就会有人疑惑,难道热车也会不充分燃烧吗?

答案真的是这样,各大主机厂都在努力提升内燃机的燃烧效率;这个概念可以理解为混合油气燃烧做功的速度,假设做功冲程的时间为10毫秒,混合油气充分燃烧需要15毫秒,设定时间中就只能达到66%的燃烧程度。由于四冲程内燃机的做功冲程时间非常短,充分燃烧几乎是不可能的,这就是热车时也会有积碳的原因,不过相比热机阶段的积碳还是小巫见大巫了。

概念区别:

  • 热车不补充燃烧原因为燃效效率低
  • 热机不充分燃烧原因为燃烧效率低+加浓喷油

冷启动发动机时的机体与防冻冷却液的温度都还很低,燃烧时产生的热能就会被低温机体与防冻液吸收;因为热能会无序传导至低温物质,这是无法改变的自然法则。然而这些热能中的相当一部分需要转化为机械能(动力),被吸收后当然会造成性能的明显下降,甚至可以达到影响正常驾驶的程度。

正常汽车需要做到的是保证所有阶段都能正常使用,冷启动也不应该例外,否则就不如用回曾经的化油器技术;于是电喷系统会在冷启动时进行喷油量的加浓,同时电控系统会主动拉升转速以提高进气量,混合油气(可燃物)的基数增大,燃烧产生的动能自然会越强。

但是为了保证启动后的空气燃料比不失调,ECU行车电脑设定喷油量的标准会“超标”;也就是超过14.7:1的比例,这是多少空气能够催化多少燃油进行100%的反应的比例,喷油量如果“>1”则在燃烧反应时间充分的前提下也无法充分燃烧。

燃油是汽车的燃料,氧气是燃油的燃料,没有充足的燃料怎么能充分,不充分当然会产生积碳,本就燃烧效率低的内燃机积碳就会更多。这就是两个阶段的产生积碳的原因,以及产量的差值,那么应该如何减少积碳的形成呢?

预防方式

积碳之所以会大量的积累,主要原因是用户普遍有「原地热车」的驾驶习惯;汽车与摩托的内燃机都是四冲程机,运行步骤有四步,了解四步骤就会懂得热车的问题与减碳方式。

  1. 进气喷油
  2. 压缩蒸发
  3. 膨胀做功
  4. 排气吸气

四步骤的运行会产生高压力的进气与排气湍流,尤其是排气时还会有进排气门同时打开的阶段,此时尾气进入排气歧管会产生负压吸力;功能是帮助吸入空气,同时只要压力足够大则能够排出燃烧室内部的积碳。

但是怠速时的进排气压力不够大,如果原地热车则会造成过多积碳附着在各个零部件上;所以想要减少积碳的产生,正确的方式是在启动车辆后正常驾驶,行驶转速总会在2000转左右,这一转速压力标准就足够在冷启动阶段有效清理积碳了。当然温度过低司机无法在寒冷的车里驾驶的话,原地热车也是不得以而为之。

假设已经因错误用车习惯形成大量积碳,会带来什么问题呢?要知道冷启动阶段的燃烧不充分,原因是ECU的控制造成的空燃比失调,也就是喷油量大于14.7:1;那么是不是也可以理解为进气量小于标准利弊呢?这也是没有问题的,那么积碳如果大量附着在节气门上,在进气时就会造成吸气不畅,进气量确实会减少,此时即使喷油量正常也会燃烧不充分。

而问题是节气门积碳的同时,喷油嘴也会积碳;喷孔的部分堵塞会造成剩余喷油压力升高,燃油雾化的效果会变差,实际喷射的燃油是难以快速被蒸发的大油珠。

蒸发速度慢则在做功冲程中的燃烧速度也会很慢,因为液态燃油不如气态燃烧快,结果自然是更加严重的不充分燃烧;再加上火花塞积碳降低了点火强度,活塞积碳影响压缩比等等因素,过多的积碳的结果是比冷启动加浓喷油阶段的不充分燃烧程度更大,

实际状态:

  • 动力下降
  • 油耗升高
  • 怠速共振
  • 排气放炮

燃烧充分程度的下降,等于燃油没有按照设定标准转化出扭矩;扭矩×转速÷9549×1.36=马力,所以扭矩下降则动力整体下降。扭矩变差只能依靠拉升转速提升马力,高转速等于高频率喷油,油耗高是必然结果。

怠速共振主要是因为各个气缸积碳程度不一,转化出的扭矩存在波动,所以也才会有抖动问题;排气放炮指没有充分燃烧的混合气浓度仍旧很大,在进入排气歧管和三元催化等位置时,600~900℃的高温会二度引燃这些混合气,燃烧产生的振动会出现噪音,这就是所谓的放炮。

关于积碳的影响,积碳的预防问题就聊到这里,至于积碳的清理没有什么好办法,想要彻底清理就要拆卸零部件,好在技术难度低也不会对机器造成什么损伤;简单一些的方式是用高压罐加溶解剂重洗积碳,其他也就没有什么理想方式了。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

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积碳对发动机有何影响,如何避免积碳形成?

到底什么是积碳?

积碳是指一种发动机的气门、燃烧室和进气管上积累的混合物。

发动机本身燃烧不充分及油品不佳产生积碳

它是由发动机的油料未能充分燃烧,在高温和氧的催化作用下形成盐酸和树脂状的胶质,粘附在零件表面上,再经过高温作用进一步浓缩成沥青质和油焦质等复杂的混合物。

积碳形成的两个主要原因,就是发动机本身燃烧不充分及油品不佳。其中积碳可以分气门、燃烧室积碳和进气管积碳两种。

积碳会给汽车造成什么影响?

随着进气岐管,发动机气门、喷油嘴和活塞积碳越来越严重,就会对汽车本身造成以下影响:

1、发动机动力下降;2、日常油耗增高;3、冷启动困难;4、怠速不稳及爆震;5、排放超标;6、发动机寿命缩短。

如何减少、预防、清除积碳?

1、给车加正规符合标准的汽油

咱们给爱车加油尽量选正规的加油站,加靠谱一点的油,因为汽油的质量,对积碳的影响是比较大的。

汽油标号,按照车子建议加就可以,也不要乱加。

2、不要长时间怠速

怠速时间长,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。

同时经常怠速行驶,进入发动机的空气流量也就小,这样对积碳的冲刷作用变得也很弱,会促进积碳的沉积。

因此如果你长时间等人,就把汽车熄火吧,不要一直怠速在那边,这样既费油、又积碳,你不划算的。

3、清洗节气门,进气道

用清洗剂喷喷节气门和进气道,擦洗一下,有的甚至都不把节气门拆下来,这种方法有一点作用,但是非常不彻底。这个跑去4S店或者动手能力强的朋友自己做都可以的。

4、去4S店打吊瓶,溶解积碳

4S店经常给你有一个打吊瓶,其实这个吊瓶里面装的就是雾化的清洁剂。

将清洗剂打进进气道,与节气门、喷油嘴等部件中的积碳发生“溶剂溶解”反应,再利用发动机高转速,将清理掉的积碳吹出发动机外。

有一点值得注意,“吊瓶”通过排气系统将清洗掉的积碳排出,但积碳非常严重的话,会造成三元催化系统的堵塞甚至损坏。

5、去4S店拆机清洗

发动机缸内积碳的清洁,必须“大动干戈”,拆下汽缸盖、正时皮带等才可以清洗。所以不到积碳极其严重的时候,尽量别拆,这个方法属于杀敌一千自损八百型的。

由于发动机拆卸重新装配后,其动力、密封性能会逊色于原厂,所以一般情况下,清洁发动汽缸内的积碳不宜经常进行。最好到4S店进行,毕竟还是相对正规,否则发动机性能将大打折扣。

6、使用燃油添加剂或者燃油宝

加油的时候把它倒进油箱,随着循环把一部分积碳冲进燃烧室烧掉,不过,一定要认准合格产品。

7、拉高速只能清理部分积碳

拉高速其实就是拉高转速,它的理论依据就是让发动机持续高转速运作,保持比较高的进排气压力。转速高了,吸气要吸得多,排气也要排得多。

那这样的话,它就可以把这种没有完全附着在缸体内表面的那种积碳冲掉。

通俗点说就好像你用嘴吹蒲公英,那轻微一点的是可以吹掉的,但是你把拿在手里的杆能吹起来吗,那牢固着呢。

同理,那种没有完全固态化的积碳或东东,是可以清理掉的,但是那种牢固的就不行了。

所以说,很多老司机说的,拉高速能清积碳这句话,真的是对的,它真可以清理掉一部分的积碳。但你要说拉高速能清除所有积碳,那这基本上就是不太科学了。

总结:

对于积碳,应该及时整治以免酿成大祸。

你要完完全全地处理好积碳这个问题的话,要么就去4S店选择不同程度的清洁方式,或者就自己买一瓶靠谱的燃油宝加就好。

积碳对发动机有何影响,如何避免积碳形成?

积碳对发动机的影响可谓多多。

下面我们一块来看看吧。

  1. 火花塞积碳对发动机性能的影响

火花塞积碳会造成跳火电极间隙变小,最终跳火的火球直径减小,火焰传播速率下降,在最高爆发压力到达之前,活塞已开始下行,动力必然下降。

  1. 喷油咀积碳对发动机性能的影响

喷油咀积碳会使喷油咀的出油孔直径变小或堵死,致使发动机供油量减少或断供。没有足够的燃料动力自然而然就会下降。

  1. 燃烧室及活塞顶积碳对发动机性能的影响

严重积碳的燃烧室

严重积碳的活塞顶

这将直接使燃烧室容积减小,压缩比变大,以及炽热点火等,造成发动机爆燃,后果十分严重。

  1. 活塞环槽积碳对发动机性能的影响
  1. 严重积碳的活塞环及环槽

活塞环槽积碳致使活塞环失去弹力,造成气环封气不严,(燃气下行稀释机油)压缩终了压力下降,最高燃烧压力严重下降,动力必然受到影响。

气门积碳对发动机性能的影响

气门积碳将造成气缸封气不严,严重时压缩终了压力严重下降,燃气爆发压力不足,动力严重下降。

  1. 造成积碳原因分析

造成积碳的原因较多,也较为复杂,比如: 点火正时、燃料品质等。但笔者以为,最主要的原因还是发动机工作过程中,机油上窜,进入燃烧室参与燃烧所致。工作中我们常常发现机油耗量较多的发动机积碳特别严重。这就是有力的证据。

  1. 改善的方法

a,优化活塞油环设计,提高油环刮油能力,适当减少油环布(泵)油。(其实发动机工作时曲轴箱内的机油蒸气完全可以保证缸壁的润滑)。

b,精准调节点火正时。

c,到正规加油站加油等。应该可以收到好的效果。

一孔之见,仅供参考。

积碳对发动机有何影响,如何避免积碳形成?

想了解积碳对发动机的影响,我们就先了解一下发动机的工作原理,看看积碳是怎么形成的。

发动机工作靠进气压缩做功排气四个冲程完成做功动作。进气过程进入的是空气,空气会经过空滤的过滤进入到发动机中。压缩过程是活塞向上运动,进排气门关闭把进入汽缸内的空气压缩。压缩到上止点空气的温度急剧升高,升高的温度足以点燃柴油,这时候喷油器会喷入雾化的柴油和空气结合,瞬间燃烧。进入做功阶段活塞向下运动推动曲轴运转。活塞到达下止点便开始向上运动,进入排气阶段,此时进气门关闭排气门打开,排出气缸内燃烧产生的废气。

明白了工作原理,很容易就找到了积碳形成的原因。

进气的过程中,如果进入的空气不干净,空气中的灰尘会残留在气缸内产生积碳。所以我们要保证空滤的清洁度,保证进气管的密封性,不能有破损。减少灰尘形成的积碳。灰尘过多,还会造成四配套的早期磨损,四配套磨损会产生烧机油的现象,烧机油也会产生积碳,活塞在运动的过程中,机油会飞溅润滑散热,如果机油的粘度下降或者机油变质,不能产生对缸壁很好的保护油膜,也会加速四配套的磨损,进而产生积碳。所以要定期更换机油保养好。

活塞到达压缩上止点时,喷油器喷入雾化柴油,如果柴油的雾化不良,就会导致柴油燃烧不充分,产生积碳。喷油器雾化不良,除了机械故障,多与加的柴油有关,所以我们尽量加质量高一点的柴油,然后定期更换柴滤。

气门油封老化也会导致机油进入燃烧室燃烧产生积碳,零部件老化我们无法避免,但我们可以保养好空滤,延长气门油封的老化时间。排气不畅会导致发动机动力不足,工作不良,也容易产生积碳。排气不畅的原因有错误地使用了排气制动,尿素结晶堵塞排气管等。所以要使用合格的尿素,燃油,避免排气堵塞。

以上是我从发动机的工作原理分析积碳产生的原因及避免方法,希望能帮助到您,看到这里了,可以给我点个红心和关注,支持一下我,更多精彩,敬请期待!

积碳对发动机有何影响,如何避免积碳形成?

汽油很容易挥发掉,汽油中的蜡和胶质物却留了下来。长此以往,汽油中的蜡和胶质物会越积越厚,反复受热后会变焦,形成积碳。

预防和处理方法:1. 加注高质量的汽油;2. 不要长时间怠速行驶;3. 适当地拉拉高速(提高发动机转速),尽量提高换挡转速此外,注意熄火时机:对于涡轮增压发动机的汽车,在高速行驶或爬坡后不要马上熄火,在怠速运转5-10分钟再熄火。

内容仅供参考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域),建议您详细咨询相关领域专业人士。

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