电喷发动机积碳的处理与预防

电喷发动机积碳的处理与预防
摘要:随着多点燃油喷射发动机的普及,电喷发动机燃油系统和进气系统的积碳现象日益增多,一些由于积碳而引起的特有故障现象也随之而来。

在汽车维修中对于积碳的诊断一向是个难题,要让车主自己去分辨是否有积碳产生更是难上加难,与其出了问题再修不如防患于未然,用日常维护的手段来保持车辆的正常使用性能。

介绍了几种减少和预防积碳产生的方法。

关键词:电喷发动机燃油系统积碳处理
Absrract: With the popularity of the multi-intake valve spray engine,the cases that the intake valve and vehicle deposits have become more and more, which also cause a lot of special troubles.This has become difficult in the vehicle maintainance,and even more difficult for the car owners to tell the trouble-maker.It is wiser to make precautions which can be done during the daily maintainance to ensure that the cars can be used without any troubles.The article introduces some methods of how to reduce and make precautions before the deposits appear.
Key words: electric fuel injection(EFI)engine; intake valve system; deposits; treatment
今年来随着多点燃油喷射发动机的普及,在中、高档乘用车上电喷发动机燃油系统和进气系统的积碳现象日益增多。

虽说电喷汽车发
动机有诸如节能、环保等等的优点,但是随着电喷车使用时间的增加,一些由于积碳而引起的特有故障现象也随之而来。

1 电喷发动机常见的积碳故障现象
电喷发动机燃油系统和进气系统积碳后经常会发生以下一些故障;(1)冷起动困难,从其他转速回到怠速时常有短时不稳现象;(2)提速慢,加速不良,急加油时有回火现象;(3)气缸压力低,发动机不起动或起动困难现象。

2 电喷发动机积碳故障的部位、原因及危害
由于喷油器对着进气门头━颈部处喷射,汽油中的胶质物和其它不易挥发物易于在此沉淀,而进气门头━颈部温度在300℃左右又促进了沉积和积碳的多孔化,多孔状的积碳又容易吸附汽油而形成更多的积碳。

当汽油品质不佳或不含电喷发动机汽油清洁剂时,这种多孔积碳形成更快;当发动机长时间在中、小负荷工作时,也会促进多孔积碳的形成。

除了进气门头━颈部形成的较大块多孔积碳外,还有喷油器中和进气歧管壁处的胶质沉积物,以及活塞、活塞环槽及排气门处的积碳。

其中进气门处的积碳和喷油器中的胶质沉积对发动机性能影响尤其大,会使发动机冷车起动困难、加速不良、怠速不稳等。

由于积碳减少了进气通道,从而导致高速和加速时气缸进气量减
少,降低了发动机充气系数,造成发动机功率下降、汽车加速不良。

由于积碳所以降低了发动机工况转换的灵敏度。

例如冷机起动困难,就是由于喷油器所喷出的燃油被进气门上的多孔积碳吸收,造成实际进入气缸的混合气过稀,而使发动机难于发动。

只有在喷油器多次喷油使进气门上多孔积碳吸附的汽油饱和,混合气达到了冷起动要求的浓度时,发动机方可起动。

当发动机从加速回到怠速时,由于进气门上多孔焦状物所吸附的汽油蒸汽又会不断释放和吸收,会造成怠速短暂的不稳。

当进气门头━颈部上的积碳落入进气门座的接触通道上,会造成气缸压力不足而难于起动。

当进气门杆也附着有积碳时,有时会使气门杆与导管间发卡,造成气门不能及时关闭,导致活塞撞到进气门,发动机有异响,进气门和活塞都可能损坏。

喷油器中胶质沉淀物会使喷油孔实际通过面积减少,电脑为保证合适的混合比,只有延长喷射实际,这就是λ调节(燃油修正)值变大。

凡是未加速时调节值(加浓值)过大的,在加速时加浓效果就会变差,导致加速不良。

3 积碳故障的快速诊断
用故障诊断仪从氧传感器电压变化和燃油修正值上可确定燃油
系统和进气系统积碳引起的故障。

用诊断电脑来读取氧传感器反馈电压的变化,以此间接检测积碳的存在。

一般来说正常的氧传感器反馈电压都是在0.3～0.7V之间波动,而且应该在10s之内有8次极大值和极小值的交替变化。

一旦气门产生了积碳,氧传感器的反馈电压波动范围会变大,比如由原来的0.3～0.7V变成0.1～0.9V。

而且这个电压的中心值会变大,同时变化的频率会减弱。

用诊断电脑读取氧传感器反馈电压变化的方法省时省力,可是如果车本身的控制系统有故障,就不能很准确的作为判断依据,还会误导没有维修的故障诊断思路。

再有就是这种方法只能针对闭环电喷的汽车使用,因为只有闭环控制的系统才配备氧传感器。

进气门处无积碳或积碳较少的发动机,喷到进气门处的雾状燃油能同步进入燃烧室。

发动机电脑对空燃比的调节,总是绕着λ=1.00(相当于空燃比14.7∶1)来进行,例如每调一步为加浓0.03(喷射时间增加)和减稀0.03。

如果一步可调节完成,氧传感器电压就在0.3～0.7V间变动,而且变化频率较快。

如果氧传感器电压在0.10～0.95V间且变化较慢(正常发动机在0.3～0.7V间变化),燃油修正(λ调节)值大于10%。

如果要调三步、四步后才能由λ>1变为λ<1,那么氧传感器电压就在0.10～0.95V间变动,而且变化频率较慢。

这是因为进气门处积碳较多时,由于积碳有吸附加浓的燃油或释放出过多的特性,λ调节就变慢了,要分三、四步才能完成。

也就是说,由于喷油器喷出的汽油先喷到了积碳上,积碳吸
附后再释放出,需要时间,也就导致加速不良和冷起动不良。

如果喷油器针阀出油口处有积碳,造成部分堵塞,导致实际喷油量减少,那么发动机电脑会有延长喷射时间,从测量数据块中读到得是λ调节值增加,例如19%,但是这一λ调节值虽为正(增加喷油时间),但混合气浓度仍是λ=1.00。

发动机电脑在出厂标定时:加速时为开环控制、提供空燃比为12.0:1浓混合气,相当于λ值0.81。

如果在匀速运转时,λ调节值已达19%,那么在加速时,喷油时间就延长得较少,实际进入气缸的混合气仍是λ=1.0的标准混合气,而不是加浓的混合气,所以加速就不良。

4 电喷发动机积碳故障的正确处理与预防
在以往,清洁剂尚未问世时,清楚积碳唯一的方式是解体发动机,可是在发动机结构日益复杂和精确的今天,如果进行传统的拆卸维修的话,很容易会在拆装上出现毛病。

使用免拆洗清洗,可以迅速、无损的改善或恢复发动机工作性能,给驾驶员一个新车的感觉。

燃油系统对喷油量的控制较精准,油气被积碳吸收会严重影响发动机的动力表现,甚至让燃油系统无法正常工作。

所以清楚进气门以及燃烧室的积碳对于电子控制喷射供油发动机而言是保养项目的一部分。

免拆清洗方式的种类有三种:(1)用燃油喷/进气系统清洗剂代替燃油泵和燃油箱供清洗液来运转发动机;(2)把燃油清净添加剂作为燃
油清洁剂加入燃油箱中;(3)把节气门/进气门清洗剂在发动机运转时,由真空软管吸入进气歧管中。

目前市场上免拆清洗装置及清洗液种类很多,几种名牌清洗液效果都很好,而且对氧传感器等机件都无损坏。

但是必须注意的是,品牌与种类成千上万的汽油添加剂,大体可分为四种:标示模糊的汽油添加剂、喷油嘴清洁剂、进气门清洁剂、燃烧室清洁剂。

第一种的特征是没有标示产品功能的具体说明,只有诸如可改善油耗增进马力等含糊的形容词,这种多半是鱼目混珠的无效品,请勿使用。

第二种的喷油嘴清洁剂,专为清洁喷油嘴。

第四种的燃烧室清洁剂含有清洁进气门的功能,但是价格昂贵。

为求经济效益可视积碳的严重性选择其中之一:非常严重时选用燃烧室清洁剂,一般保养使用进气门清洁剂即可。

正常使用进气门清洁剂保养一段里程数后,使用一次燃烧室清洁剂,可让发动机免除积碳的副作用,又不花费太多金钱,是最符合成本效益的保养方式。

现有的清洁剂有三种:(1)加入油箱的汽油添加剂;(2)怠速时将清洁剂注入油管的快速清洁剂;(3)拆开火花塞,将清洁剂注入燃烧室的直接清洁剂。

第一种是将清洁剂加入油箱中,使整桶汽油成为药性温和的清洁剂,在行驶同时清洁积碳,如果使用的是功效良好的产品,即使是严重积碳也可以连续将其清洁到不影响发动机正常运作的程度,这种方式的花费是三者中最低的,也是唯一没有不良副作用的。

第三种是将清洁剂注入燃烧室中,让清洁机直接清除积碳,一段时间后再抽出清洁剂。

这是三种方法中效果最好的一种,燃烧室与进排气门都可以清洁到呈现金属原色的程度,不过就是效果太好,清出来的大片积碳常会卡在进排气门座附近使进排气门无法紧闭,必须花费大量时间精力处理后续问题,机油会遭清洁剂稀释也必须更换,气门导杆以及橡胶零件有遭受侵蚀的危险。

在汽车维修中对于积碳的诊断一向是个难题,要是让车主自己去分辨是否有积碳产生更是难上加难,与其出了问题再修不如防患于未然,用日常维护的手段来保持车辆的正常使用性能。

下面介绍几个减少和预防积碳产生的方法:(1)加注高质量的汽油;(2)不要长时间处于怠速状态;(3)多跑高速,尽量提高手动挡车的换挡车速;(4)注意灭车时间。

为保证发动机的最佳性能,建议每20000公里应该进行一次常规燃油系统维护,每40000公里进行一次整个进气燃油系统的养护。

灰尘形成的清漆及积碳会缩小气到和油道,这种情况在所有的的电喷车上都会出现(一年或是15000公里以后,发动机就会形成积碳)。

定期免拆清洗将使发动机提高性能、减少爆震、提高燃油经济性、增加动力、怠速平稳、减少排放污染、延长发动机寿命并且避免昂贵的维修费。

参考文献
[1] 鲁植熊.汽车电控发动机故障诊断图解[M].南京:江苏科学技术出版社,2004.
[2] 汤姆德恩顿.汽车故障诊断高级教程[M].南京:江苏科学技术出版社,2005.。