發(fā)動機積炭大多出現(xiàn)在氣缸蓋、氣缸上部、活塞、活塞環(huán)、氣門(圖2-6)、進氣歧管、噴油器以及火花塞上。
發(fā)動機積炭形成的機理
發(fā)動機的積炭是燃料和潤滑油在高溫及氧化作用下的生成物。當燃料及竄入燃燒室的潤滑油不能完全燃燒時,未燃部分的膠質粘附在零件表面,被高溫灼烤及氧化成為瀝青質、油焦質和炭青質等復雜混合物,于是形成了積炭。氣缸內發(fā)生不完全燃燒是積炭形成的主因。
對于噴油器來說,在發(fā)動機停轉時,噴油器的頭部殘存著少量的燃油,這些燃油在高溫作用下,在噴孔附近形成很薄的一層膜,日積月累后,將導致噴油量減少,霧化能力下降。
從使用角度看,汽車長時間低速、深踏加速踏板運行容易產(chǎn)生積炭。有的車主住在城里,又在市內上班,所以愛車大部分時間在市內短距離低速行駛,他們認為低速行駛對延長汽車的使用壽命有好處。實際上,長期在市內低速行駛的汽車,發(fā)動機氣缸內燃油燃燒不完全,所以很容易積炭。如果積炭從氣門的背面脫離,可能落在氣門與氣門座之間,而氣門需要不停地關閉和開啟,因此容易加速氣門磨損,導致氣缸密封不嚴,表現(xiàn)為氣缸壓縮壓力下降,發(fā)動機抖動嚴重。
采用電子節(jié)氣門的汽車經(jīng)常在中低轉速下運行,也容易在節(jié)氣門的周圍積聚灰塵和積炭,節(jié)氣門被迫開大點,導致發(fā)動機冷車時息速偏高、熱車時息速偏低的現(xiàn)象。發(fā)動機熄火的次數(shù)越多,怠速運轉的時間越長,積炭會越嚴重。另外,燃油和機油的品質不良,也會加快積炭的形成。
有的汽車冷車時無法行駛,不踩加速踏板就熄火,非要等到發(fā)動機完全熱起來后才能恢復正常,這往往是積炭惹的禍。
有的發(fā)動機在不解體清洗噴油器后,發(fā)生爆燃現(xiàn)象,可能是因為氣門處粘有積炭,引起氣門異響。
有時檢測氣缸的壓縮壓力明顯高于標準值,說明燃燒室的容積變小了,往往是積炭的原因,將造成點火時間過早。此時如果不采用高標號的汽油,汽車加速行駛中總有異響,越是急加速越響,車速提高以后又不響了,這是典型的“火頭響”。
有的發(fā)動機出現(xiàn)息速抖動、踩加速踏板抖動、放松加速踏板抖動、無緣無故的偶發(fā)性抖動之類的故障現(xiàn)象。送到修理廠檢查,電控系統(tǒng)沒有故障碼,反復維修不見好轉。但是,清除進氣道的積炭,或者拆卸氣缸蓋,清除氣門與燃燒室的積炭后,發(fā)動機恢復正常。究其原因,是因為進氣道中的積炭吸附了部分汽油,引起混合比失調,從而出現(xiàn)上述故障。對于氣缸缺火故障,如果常規(guī)維修不好,清洗進氣道上的積炭也無效,可能是進氣門變形和漏氣所致,需要拆卸氣缸蓋和更換氣門。
有一輛POLO汽車,才行駛2萬km,就出現(xiàn)怪毛病—EPC燈經(jīng)常點亮,在亮燈之前發(fā)動機要抖動一兩下。清洗節(jié)氣門,更換曲軸位置傳感器都無效。對于這種故障,可以從發(fā)動機積炭方面找原因,檢查添加的汽油是否質量不好,駕駛中是否經(jīng)常采用高檔低速,這些都容易在氣缸中形成積炭。
積炭對發(fā)動機的危害
積炭不僅是一種有毒、有害的物質,而且積炭在冷車時吸附汽油,造成混合氣過稀;在熱車以后,這些被吸附的汽油蒸發(fā)出來,又造成混合氣過濃。因此,積炭可能引起混合氣過稀與過濃兩個相互矛盾的故障碼。
節(jié)氣門積炭的發(fā)動機其節(jié)氣門的開度往往偏大,發(fā)動機ECU在比較節(jié)氣門開度信號的同時,一般判定空氣流量傳感器失常。一旦設置了空氣流量傳感器的故障碼,電控系統(tǒng)便進人入失效保護狀態(tài),自動按照預設的轉速限值運轉,此時會出現(xiàn)息速抖動、加速不良、熄火重新起動后又暫時恢復正常等現(xiàn)象。
除此以外,積炭的危害性還體現(xiàn)在以下幾方面。
(1)導致早燃。
積炭粘附在燃燒室的各零件(特別是活塞環(huán)、氣缸上部、氣門頭、噴油器孔)表面,縮小了燃燒室的容積,增大了壓縮比,不但惡化發(fā)動機的工作性能,而且積炭形成許多熾熱點,容易誘發(fā)燃燒室早燃。
(2)影響散熱。
燃燒室表面厚厚的一層積炭,必然影響散熱,容易使發(fā)動機產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。
(3)增加磨損。
積炭的硬度很高,如果脫落的積炭進入摩擦副之間,將產(chǎn)生磨料磨損,加劇零件的損壞。另外,積炭容易污染潤滑油,甚至堵塞潤滑油道,導致潤滑性能變差。
(4)妨礙拆裝。
聚積在活塞環(huán)槽內的積炭造成活塞環(huán)安裝困難,或者引起卡住和斷裂;聚積在氣缸蓋螺栓上及螺孔之間的積炭,使氣缸蓋難以拆卸。