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汽车发动机进气燃烧系统积炭原因分析及解决方案作者：王永勤摘要：介绍了进气燃烧系统积炭的形成，是造成点火式发动机性能下降、油耗增加、尾气超标、费用昂贵的主要原因，提出了科学的预防积炭的方法。关键词：有效解决普遍存在的发动机进气燃烧系统积炭形成的问题我们都知道，保修期内的汽车一般什么问题都没有，而出保修期后，维修保养费用成倍增加、油耗增加、动力减少、尾气超标，这些问题主要是进气燃烧系统产生积碳的原因。爱车人都知道，新车一般行驶2-3万公里以后，仪表盘上的EPC灯就会亮（注：装有OBD-2系统的车），这时就要清洗节气门。特别是欧美车系。如果不及时进行清洗，就会出现动力不足，怠速忽高忽低，甚至熄火，油耗增加，尾气排放超标。而亚洲车系稍好一点，一般4-5万公里就要开始清洗节气门，往后清洗的频率也越来越高，很多小故障也接踵而来。如：加油不畅，怠速经常出现各种小故障，难启动，油耗增加，尾气排放超标等现象。遇到这些情况就要到4S店或大修厂进行故障排除。当车行驶至7-10万公里时，故障就更多了。如：发动机故障灯经常点亮，动力下降，引起节气门体、进气压力传感器、氧传感器、火花塞、三元催化器等零件相继出现各种故障，甚至损坏报废，70%的车尾气排放不达标，审车不过关。这方面的故障一般很难判断，有的故障在排除时要费很多时间和精力找不到原因，换很多配件也不一定能排除，大大增加了养车费用。同时增加了油耗和尾气排放超标。据我所知目前市面上的车辆出保修期后到维修站正常保养的数量不到总数的20%，其余80%的车辆因价格或不懂这方面知识等原因未正常保养，因此，因积碳原因造成的尾气超标、燃油消耗量大、维修费用高等问题、形势非常严重。修车过程中，遇到过各种车辆疑难故障。其中我遇到一次：这辆金杯面包车是在其他大修厂修的，它的故障现象是动力不足，加速挫车严重。其中换过火花塞、高压线、点火线圈、汽油泵、离合器片、离合器压盘、电脑板，还换了节气门体总成。配件花费8000多元，故障还没排除。最后找到我厂，查出故障是:进气压力传感器真空管被积炭堵塞造成的。检查流程是这样的：用汽油压力表检查汽油压力正常，用示波器检查氧传感器数据，分析为混合气过稀。检查节气门位置传感器信号正常，水温传感器信号正常，又检查进气压力传感器，测试无信号输出，再检查进气压力传感器的三根线，即火线、地线、信号输出线，结果都很正常，最后检查真空管不通。结果是积碳堵塞造成的。还有很多次大部分是欧美车系行驶了5、6万公里加不起速，结果是三元催化器堵塞造成的。据我多年的修车经验和研究，约有90%的发动机进气燃烧系统故障是由积碳引起的。进气系统产生积炭的原因及危害一、 发动机在工作时，活塞、活塞环与缸壁之间下窜至曲轴箱的废气（这些废气主要成分是水、机油、汽油，见图1），这些废气被引至发动机的进气系统中，由于进气系统温度相对发动机较低，其中的水、机油被冷凝到进气软管、进气歧管壁上，形成了一种发粘的机油、水的混合物粘膜，而汽油由于易挥发，被气流随即带入燃烧室燃烧，这时由于空气滤清器未滤清的细小微粒进入至进气歧管中，而进气管壁上有一层发粘的机油水混合物粘膜，这部分灰尘将被粘至进气管壁上，进气门背面和燃烧室中，由于发动机正常工作时温度在8090，进气管中的水份蒸发，久而久之就形成了油泥。而进气门和燃烧室中温度很高，600800，由于机油的分子链较长，在高温下发生裂变反应，即产生了坚硬的积碳。并且堵塞氧传感器微孔使之中毒，使信号不准确。再就是堵塞三元催化器使之排放不达标。这部分积碳占总积炭量的80%，剩余的20%是汽油中的胶质所致，它产生于进气门喷油咀和燃烧室中。二、 进气燃烧系统中积碳的危害（见图2）1、 节气门体有积碳的危害：装有OBD系统的车，节气门脏了，仪表盘上的EPC灯就会点亮，提示你必须及时清洗节气门，这是一笔不菲的费用。没有装OBD系统的车不会提示你清洗，只有等到很严重，感觉出大的故障时才会去保养，那么这段时间的油耗会是无法估计的。由于节气门清洗拆装次数增多和清理方法不当从而造成的节气门损坏和寿命缩短。而中高档车的节气门体也要几千元。2、 进气歧管有积碳的危害：据我多年修车了解，进气歧管壁上的油灰和积碳一般都很厚，以至于出现堵塞控制空调面板的真空管，使空调操纵机构失灵而增加维修费用。堵塞刹车助力真空管后，轻则刹车踏板发硬，重则刹车助力失效而造成车祸。3、 堵塞进气压力传感器真空管：将导致行车无力，油耗大增，损坏氧传感器、三元催化器和火花塞。这种情况在维修时不知要换多少冤枉配件也不一定很快修好，这笔费用可想而知，一个三元催化器低档车也要1500多元，高档车的接近万元。即使不完全堵塞，也能造成氧传感器信号不灵敏，油耗增加、尾气超标。4、 堵塞汽油压力真空管，将导致汽油压力过高，混合气过浓，以至油耗增加，损坏火花塞，氧传感器，三元催化器等。5、 堵塞废气再循环阀真空管，空气二次喷射真空管，碳罐真空管将导致尾气超标油耗增加。6、 进气门积炭的危害：由于进气门的温度相对较高（300-500），当进气管中的机油和灰尘被粘到进气门时，机油在高温下挥发，剩下的就是坚硬的多孔不规则积碳。这时，特别是冬天气温低时，油嘴喷出的燃油将被多孔的积碳吸附，使混合气过稀，从而造成起动困难，阻塞空气进入量，使油耗增加，损坏火花塞、氧传感器、三元催化器，使尾气排放超标。当进行维修时，要拆卸缸盖才能清除积碳，这个费用是很大的，对发动机的使用寿命影响也是很大的。而当经验不足者用化油器清洗剂在节气门口处喷时，由于化油器清洗剂的腐蚀能力很强，必将节气门、进气管、进气门、燃烧室中的大块积炭清洗下来或松动，这将有支气门的危险，将造成三元催化器的严重堵塞甚至报废。7、 燃烧室积碳的危害：可造成压缩比增加，形成许多炙热面，能引起早燃、爆燃，缩短发动机寿命，它是造成NOx化合物超标的主要原因。气门和座圈表面有积碳会引起气门关闭不严、启动困难、工作无力、气门易烧蚀等不良现象。活塞环槽内有积碳，会使活塞环内隙变少，造成失去弹性而拉缸。三、 解决进气燃烧系统积碳的方案：怎样使曲轴箱通风管中的机油、水蒸气和可燃混合气体进行分离并排出，将可燃混合气送入进气系统重新燃烧和补充一部分新鲜空气是摆在我们面前的一大难题，还要将阻燃的水、产生积碳的废机油在进入进气管前排出，起初我们做了一个带滤芯的滤清器进行试验，结果车行驶了3000公里时发动机到处漏机油，经检查是滤清器堵塞造成的。有一次实验，里面填充了金属丝，下面带放污开关，结果每2000公里放一次污，放了4次后发现壳体漏污，经检查是壳体腐蚀透了。又改做塑料壳体，但它的效果不好，并且里面的金属丝用了不到2万公里就会被腐蚀断，成了一堆锈渣并阻碍污物排出，并且排污次数太频繁，极不方便。其后又将材料改做不锈钢，内部结构略有变化，效果一般，并且加工难度极大，费用太高，最终经多次试验改造，利用汽油易挥发，机油、水蒸气受温度影响较大的特点，利用冷凝的原理，将气体的水、机油蒸汽变成了液态的污物，并在进入进气管之前排出，而将易挥发的可燃混合物气体送入进气管中进行二次燃烧。由于曲轴箱废气中缺少氧气，即使将水和废机油分离出来，也同样造成混合气过浓的情况，因此引进一部分新鲜空气也同样重要。耗时十多年终于将现在的防积碳节能器研究成功（见图3），并且分离效果极佳，不用按时排污，不用保养，寿命基本可与车同在。它能将发动机曲轴箱通风管废气中的机油和水进行分离，且自动排出，而将废气中的可燃混合气送入进气管、燃烧室中继续燃烧。通过上千次的实验改造，它能将废气中的85%水份过滤掉，95%的机油过滤掉，防止80%积碳的产生。废气中的可燃混合气送入进气管中燃烧。这样使进气燃烧系统中保持干净，而形不成油泥和积炭，至于因汽油质量太差问题产生的20%左右的积碳，可往油箱中每两万公里加入一瓶油路清洗剂配合拉一拉高速，这样就不会因为积碳影响使用。因京、津、冀地区的油品使用了脱硫工艺，积炭生成量大大降低，因积炭而产生的危害可以忽略不计。节省了大量的保养维护费用，节省了时间，大大延长了节气门、火花塞、氧传感器、进气压力传感器和三元催化器的寿命和传感器的灵敏度，使发动机的使用寿命大大延长，油耗比原车可节省5%-15%（因车型不同而不同），尾气排放长期达标。我们在山东、北京地区的出租车（燃料为：汽油）上做过试验，安装了防积碳节能器，动力提升7马力，油耗减少10%左右，长期无小故障，排放15万公里