柴油機(jī)積碳形成原因及清除方法

張軼宏

摘要：介紹了柴油機(jī)積碳的成因，分析了積碳產(chǎn)生的危害，提出清除的方法。指出積碳不僅影響柴油機(jī)散熱，造成柴油機(jī)過(guò)熱，還會(huì)增大柴油機(jī)壓縮比，使柴油機(jī)工作惡化，功率下降。提醒用戶在使用中要減少積碳的產(chǎn)生，大修時(shí)要徹底清除積碳。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；積碳；清除方法

中圖分類號(hào)：TK428 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.018

積碳是燃料不完全燃燒而形成的瀝青、油焦和碳質(zhì)混合物，多積聚在氣缸蓋、活塞、氣門和噴油嘴頭上。隨著柴油機(jī)使用時(shí)間的增長(zhǎng)，燃燒室、活塞頂部及排氣管等零件的積碳也會(huì)愈來(lái)愈厚。積碳不僅阻礙了燃燒室和活塞的散熱，還縮小了燃燒室的容積，使柴油機(jī)的動(dòng)力性下降，油耗增加，修理柴油機(jī)時(shí)必須將它清除。下面分析柴油機(jī)積碳的成因及危害，提出積碳預(yù)防及清除的方法。

1 柴油機(jī)積碳形成原因

發(fā)動(dòng)機(jī)積碳是燃油與潤(rùn)滑油不完全燃燒的產(chǎn)物。它的產(chǎn)生跟燃油和潤(rùn)滑油使用環(huán)境條件及本身的品質(zhì)密切相關(guān)。凡是引起燃油不完全燃燒和潤(rùn)滑油非正常進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部位的影響因素均是造成積碳形成的原因。柴油機(jī)中積碳形成的主要原因有以下幾個(gè)方面：①柴油品質(zhì)差，含有雜質(zhì)。②柴油機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，膠狀物含量高。③活塞環(huán)松曠、開口過(guò)大、氣門導(dǎo)管與氣門桿之間的間隙過(guò)大，導(dǎo)致機(jī)油竄入燃燒室內(nèi)燃燒。④點(diǎn)火正時(shí)過(guò)早或過(guò)遲，噴油泵供油量過(guò)大。⑤柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間低溫運(yùn)轉(zhuǎn)或氣缸密封件磨損、損壞，使燃油燃燒不完全。⑥噴油器壓力過(guò)低，霧化不良，有滴油、漏油現(xiàn)象。⑦柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷作業(yè)或駕駛員經(jīng)常轟油門。

2 積碳產(chǎn)生的危害

柴油機(jī)內(nèi)的積碳不僅會(huì)加速零件的磨損，而且使柴油機(jī)工作性能下降，具體表現(xiàn)在以下6個(gè)方面。

（1）增大柴油機(jī)壓縮比。積碳在氣缸壁和活塞上附著過(guò)多，會(huì)使燃燒室容積變小，壓縮比增大，造成柴油機(jī)功率下降。還易引發(fā)柴油機(jī)爆燃、爆震，損壞零件，縮短柴油機(jī)的使用壽命。

（2）使柴油機(jī)溫度升高。積碳是熱的不良導(dǎo)體，當(dāng)燃燒室和活塞頂部覆蓋了一層積碳時(shí)，柴油機(jī)工作時(shí)的熱量就不能及時(shí)地散發(fā)出去，造成柴油機(jī)溫度急劇增高。柴油機(jī)過(guò)熱對(duì)其工作會(huì)造成諸多不良影響，如潤(rùn)滑油變質(zhì)、磨損加劇、機(jī)件受熱變形卡滯等。

（3）氣門及其座圈工作面上聚有積碳時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)而漏氣；氣門導(dǎo)管和氣門桿部積碳結(jié)膠時(shí)，將加速氣門桿與氣門導(dǎo)管之間的磨損。

（4）噴油器噴油嘴如果粘附了積碳，將導(dǎo)致噴孔堵塞或針閥卡住，使燃油霧化不良，燃燒不完全。

（5）活塞環(huán)槽內(nèi)積碳時(shí)，會(huì)使活塞環(huán)邊隙和背隙變小，甚至無(wú)間隙。這時(shí)極易造成活塞環(huán)膠結(jié)失去彈性而拉缸，甚至折斷活塞環(huán)。

（6）排氣道和排氣管消聲器內(nèi)壁積碳嚴(yán)重時(shí)，將導(dǎo)致柴油機(jī)排氣阻力增加，缸內(nèi)排氣阻力上升，排氣不凈。

3 積碳清除方法

3.1 化學(xué)法

化學(xué)法清除積碳是用化學(xué)溶劑（退碳劑）將零件表面上的積碳軟化，軟化的積碳很容易被除掉。退碳劑按性質(zhì)可分為無(wú)機(jī)退碳劑和有機(jī)退碳劑。

（1）無(wú)機(jī)退碳劑包括堿金屬皂類和堿類。堿金屬皂類包括各種肥皂、油酸鉀、油酸銨及堿性的合成洗滌劑等。堿類物質(zhì)有苛性鈉、磷酸三鈉、氫氧化銨和碳酸銨等。這類退碳劑成本低、毒性小，還能溶解一些堅(jiān)硬的積碳。尤其是氨水和苛性鈉對(duì)溶解鋼質(zhì)零件上的硬積碳有特效，但對(duì)有色金屬腐蝕性大，故只能清除鋼質(zhì)零件上的積碳。用無(wú)機(jī)退碳劑清除積碳時(shí)，溶液的溫度為80～95 ℃，零件在溶液中浸放2～3 h，碳充分軟化后，用毛刷擦拭，將積碳清除，再用熱水清洗零件（水中加0.1%～0.3%重鉻酸鉀），然后用壓縮空氣吹干。表1為無(wú)機(jī)退碳劑的配方。

無(wú)機(jī)溶劑用水作沖淡劑，使較黏稠的溶劑稀釋或使固體溶解，降低溶液的成本。無(wú)機(jī)溶劑常用硅酸鈉、鉻酸鹽或重鉻酸鹽作緩沖劑，以防止溶液的堿性成分對(duì)有色金屬的腐蝕，其用量一般為溶液的0.1%～0.5%。用量過(guò)大會(huì)降低除碳效果，用量過(guò)小則起不到應(yīng)有的緩沖作用。無(wú)機(jī)溶劑常用鉀皂和三乙醇銨作活性劑，以降低溶液的表面張力，使溶液與積碳很好接觸、吸附。無(wú)機(jī)溶劑具有毒性小，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但退碳效果較差。

（1）有機(jī)退碳劑。退碳能力強(qiáng)，常溫使用，采用乙醇、苯、松節(jié)油、煤油和汽油等為沖淡劑。有機(jī)退碳劑常用配方見表2。

按配方1配好后，在室溫下將零件浸泡2～3 h，取出后用毛刷沾汽油將積碳除掉。此配方只對(duì)銅零件有腐蝕。

配方2配制時(shí)先將煤油、汽油和松節(jié)油按比例混合，并將氨水倒入苯酚與油酸的混合液中，最后將兩種溶液混合在一起，不斷攪拌，呈現(xiàn)出均勻橙紅色透明液體。注意不能將油酸與氨水直接混合，也不能將所有成分配好后，最后加入油酸，否則將會(huì)引起沉淀或分層現(xiàn)象，以致失效。氨水易揮發(fā)，不能在陽(yáng)光下或溫度過(guò)高的地方操作。使用方法與配方1相同。使用以上兩種退碳劑時(shí)，因?yàn)榘彼畾馕逗艽?，?yīng)有良好的排風(fēng)裝置。

3.2 機(jī)械法

用刮刀或金屬絲刷子清除積碳，金屬絲刷子用手電鉆或其它動(dòng)力帶動(dòng)，金屬刷按清除積碳部位的形狀制做。缺點(diǎn)是積碳不易清除干凈，易在零件表面留下傷痕，這些傷痕就是新的積碳生長(zhǎng)點(diǎn)。