柴油机积碳形成原因分析与预防措施

柴油机积碳形成原因分析与预防措施

摘要：文章简要介绍了柴油机积碳的形成机理，从柴油和机油油品，柴油机窜机油、柴油渗漏、漏气、气门间隙过小、空气滤器脏污等检修保养不及时，柴油机长时间超负荷、怠速、过热等运转，以及柴油机满负荷停机、停机前猛给油、预热等操作不当几个方面对积碳形成进行分析，说明了积碳对柴油机的危害，通过空气滤清器的改造、制定减少积碳的预防措施，抑制柴油机积碳的形成取得了良好的效果。

关键词：柴油机;积碳形成机理;原因分析;技术改造;预防措施

大型养路机械QS-650清筛机、DC-32捣固车、DCL-32捣固车、CDC-16道岔捣固车、WD-320动力稳定车和SPZ-200配砟车等均采用德国道依茨风冷柴油机为动力源。在2012年度大型养路机械年修中，发现柴油机排气管积碳较严重、气门导管与气门杆之间积碳较多。为提高柴油机动力性能，减少积碳危害，延长柴油机使用寿命，通过对大型养路机械车用柴油机使用燃油、润滑油、维护保养、操作及运转工况等方面形成积碳的原因进行分析，并制定减少积碳生成的预防措施。

1 积碳形成机理

柴油机运转一段时间后，汽缸盖、缸套、活塞、活塞环、气门、喷油器等零件以及燃烧室表面会黏着一层积碳，它是柴油机运转中燃料和润滑油高温氧化作用的产物。在柴油机运转中，燃烧室内因氧气供应不足，柴油和窜入的润滑油不能完全燃烧而产生油烟和焦油微粒，它们同润滑油混合在一起氧化成胶状液体——羟基酸，羟基酸进一步氧化成树脂状胶质物牢固地附着在机器零件上，在高温不断作用下，胶质物聚合成硬质胶结物，即积碳。积碳主要成分有润滑油、羟基酸、沥青质、油胶质、硫酸盐、硅化物等。柴油机温度越高，形成的积碳越硬越紧密，与金属粘结越牢固。

2 积碳形成原因分析

柴油机积碳产生原因比较复杂，与柴油机结构、燃油和润滑油的种类、所处工作条件、工况等密切相关，以下从柴油机柴油和润滑油油品、操作、保养等方面进行分析。

2.1 柴油油品差

柴油油品越差，在贮存、运输过程中越容易发生氧化反应生成胶状物质，这些胶状物质中既有溶于柴油的胶质，也有不溶于柴油的胶质。由于大型养路机械停留车站距油库较远，加油时需通过油罐汽车运输到施工现场随到随加，使不溶于柴油的胶质来不及沉淀便随柴油加入油箱，在柴油机运转中，不溶于柴油的部分胶质堵塞柴油滤清器的过滤介质和喷油器，引起供油不足、燃油雾化不良、可燃混合气体变稀等，导致柴油机动力性能和经济性下降;部分不溶于柴油的微小

颗粒胶质和溶于柴油的胶质随柴油进入燃烧室燃烧后因燃烧不完全，在进气门、活塞顶部、活塞环槽、燃烧室等部位形成积碳，造成柴油机气门关闭不严，性能下降，加速不顺、怠速不稳、失速、爆震等一系列故障。

柴油品质越差，含残碳值越高，越易诱发柴油机形成积碳。同时，油品较差的柴油中酸性物质和水分使喷油器早期磨损，导致其工作不正常，使燃烧室内柴油燃烧不充分而形成积碳;柴油中的杂质在柴油机工作时不能燃烧，虽然大部分被排出机外，但仍有少量残留物不断累积在喷油嘴喷孔、燃烧室、气门口及传感器表面形成附着，在高温氧化作用下形成积碳。

根据柴油机工作环境和季节，选择柴油牌号不当，最低气温低于柴油凝固点时，柴油结蜡而堵塞柴油滤清器，导致燃油系统供油不畅，喷油器雾化不良而形成积碳。

2.2 喷油器工作不正常

在柴油机运转过程中，喷油器向燃烧室内喷入均一、细微、均匀的柴油，当喷油器发生雾化不良、喷油压力过高或过低、喷油时间提前或延迟、喷油过多等某一故障时，使进入燃烧室内的柴油达不到要求而燃烧不充分或来不及燃烧而形成积碳。

2.3 机油品质差、粘度低或加注过多

在柴油机运转过程中，机油除润滑运动件表面之外，还不断清洗、清洁运动件表面，在润滑系统循环过程中燃烧室内不可避免地进入少量机油，因机油品质差致使进入燃烧室内的机油不能完全燃烧而形成积碳。机油粘度低、加注过多均使进入燃烧室内的机油增多而形成积碳。QS-650清筛机油浴式空气滤清器中机油加注过多，机油通过进气系统进入燃烧室而生成积碳。

2.4 柴油机窜机油

当柴油机活塞环磨损、活塞与缸套间隙过大、气门与气门导管间隙超过允许尺寸或机油压力过大时，均使进入燃烧室内的机油量增多，不能充分燃烧而生成积碳。

2.5 柴油机漏气

当汽缸螺母松动、汽缸垫破损、喷油器与汽缸盖密封不良均导致汽缸漏气，造成汽缸内混合气体压力不足，难以产生高温使柴油完全燃烧而生成积碳;进、排气门漏气、配气相位不正确或气门堵塞，进入汽缸内的空气量减少造成柴油燃烧不完全而生成积碳。柴油机气门与气门座的配合部位磨损、烧蚀或粗糙等密封不良，气门间隙过小，气门积碳过多，气门在导管内上下往复运动发涩或卡滞、汽缸盖螺栓紧固力矩不一致等导致气门漏气。

2.6 气门间隙调整过小

大型养路机械用柴油机的气门间隙一般为0.2～0.3 mm，气门间隙调整过小，气门杆受热后膨胀会被摇臂经常顶开，使气门关闭不严，导致气门密封锥面严重积碳或烧损。气门与气门导管间隙过大，机油吸入燃烧室，严重时约占窜入燃烧室机油量的30%。

2.7 柴油机长时间超负荷运转

燃油泵在调速器作用下增加供油量以提高柴油机输出扭矩，同时因外界阻力过大使柴油机转速下降，此时进入燃烧室内柴油增多，因转速下降进入空气量减少，汽缸内油气混合气体浓度增大，柴油不能充分燃烧而形成积碳。（三）导师制的作用

大众化教育背景下本科生导师制的实施是否有必要？调查结果显示，在被调查的我院04、05级93人中，有79%的学生认为实行本科生导师制对于本科生培养教育具有重要的意义，82%的教师认为有利于因材施教和学生的个性发展；有利于教学与科研相结合；有利于充分发挥教师教书育人的主体作用；有利于密切师生关系，增进师生友谊。可见，绝大多数师生对大众化教育背景下实施本科生导师制的认识具有高度的一致性。

（四）结论

通过调查和比较分析，我院本科生导师制在实行过程中仍存在不少有待解决的问题，归纳为以下几点：一是本科生导师制形式化程度较浓厚，活动方式比较单一，师生比例不协调，师生间沟通交流较少，本科生导师制难于真正发挥作用。二是导师制指导内容不够规范。导师对自身职责和工作目标不够明确，部分导师难于做到尽职尽责。三是导师制考评机制缺乏科学性，且与之配套的制度不健全和不完善，这在很大程度上影响了本科生导师制的实施效果及导师的工作积极性。

三、完善本科生导师制的对策和建议

（一）结合实际，加强针对性指导

指导方式应结合我院师资条件、教学科研状况、学生素质、班主任和辅导员制度等实际，选择不同类型。目前，本科生导师制基本上分为综合导师制、年级导师制、英才导师制等不同类型。由于我院班主任和辅导员制度的存在，与综合导师制必然产生职能上的重复，难于协调两种制度的职能，加之生师比问题突出，因而不适宜采用。而英才导师制由于其覆盖面过小，闲置和浪费了导师资源，因