发动机积炭形成原因及清除方法

很多技师反映车主总是提出同样的问题：“发动机积炭究竟是怎么形成的？”笔者通过整理技师们日常过程中碰到的发动机积炭维修处理案例来简要的向广大车主们介绍发动机积炭方面

的知识。下文将通过五个方面对发动机积炭做基本介绍。

一、发动机积炭是什么

人们普遍认为发动机的燃烧室内表面、发动机的进气歧管内表面、节气门周边的内表面、

曲轴箱强制通风系统的内表面和发动机排气歧管的内表面残留的机油和燃油物质，即一层粘

性的黑色物，随着发动机工作时间的增加，积聚的越来越多，黑色层也越来越厚，这种黑色

物就被称为“积炭”。积炭在高温部位会呈现为硬块层状，在温度较低的部位，则呈现为粘性

的柏油状

由于进气歧管积炭堆积较多，引起发动机进气歧管通道控制阀门驱动的电子元件损坏，动力

总成电脑有故障码P2017记录，组合仪表发动机故障灯常亮。发动机动力下降，燃油消耗增

加

二、发动机积炭的危害

发动机积炭积聚到一定程度时，会使得发动机的运行工况变差，情况严重的会损坏发动机，造成发动机报废。例如，节气门部位的积炭会引起怠速不稳，燃油消耗增加，高怠速时起步

发冲易引发事故；进气歧管部位的积炭会引起发动机的进气量下降，发动机的功率下降，燃

油消耗增加；现在很多发动机带有进气通道风门控制机构，这个部位的积炭还会造成风门机

构的故障或者损坏等；曲轴箱强制通风系统的积炭会弓｝起发动机电脑控制系统故障，触发

故障灯点亮，尾气中的有害排放物增加，严重的还会造成发动机漏机油，以及机油润滑系统

的故障等。

发动机燃烧室内的积炭轻者会引起燃烧工况变差，燃油消耗增加，发动机运转不平稳，触

发组合仪表的发动机故障灯点亮。严重的积炭会形成高温炙热点，在不该点火的时刻引燃混

合汽，引起爆震燃烧。这种爆震燃烧不易被发动机电脑控制，会造成连杆弯曲，活塞穿孔等

发动机机械零件的严重损坏。

排气歧管部位的积炭也是非常有害的，会堵塞二次空气系统的空气孔，造成三元催化器的

效率下降或者报废，引发排放系统故障，组合仪表的发动机故障灯点亮，发动机功率下降，

燃油消耗增加等。

三、发动机积炭的形成

研究发现，汽油发动机的积炭形成主要受四个因素影响。

1．汽油的品质

品质不好的汽油含有的杂质和不易燃烧的成分多，从进气歧管经过后，残留的液体状态的

胶质物和没有充分燃烧的残留的物质积聚在喷油器的喷口部位，没有燃烧物就形成了这些黑

色物质，俗称积炭。

2．发动机的燃烧工况

发动机的燃烧工况不良也是造成积炭增多的原因之一。例如，发动机的电脑控制系统有故障，组合仪表有故障灯点亮等。这种有故障工况下，空气和燃油的混合汽比例不能始终保持

在14.7：1左右，如空气质量计（MAF）的信号误差太大、点火系统有故障存在、火花塞电

极间隙损耗太大或点火线圈内部有击穿等，火花塞的火星弱引起混合汽在汽缸内不能充分燃烧，进一步引起燃烧后残留物增加，积炭也随之增加。一般认为，发动机低速运转期间，又

有一定负荷的工况是积炭形成最多的工况。发动机在有部分负荷且高温高速运转时期是积炭

形成最少的工况，而且在此期间还能把燃烧室附近已经有积聚的积炭燃烧吹走，换句话说，

发动机有负荷时的高温高速运转是有清除积炭作用的。

3．发动机使用的机油品质

品质不好的发动机机油，使用过程中容易形成胶质，造成润滑不良，加速发动机的机械零

件的磨损，引起活塞环的咬死，汽缸压力下降，燃烧工况变差，燃烧后的残留物增加，形成

更多的积炭。品质差的机油还会对发动机造成致命性的损害，本文对此不做深入讨论。

4.驾驶员的开车习惯

驾驶员的开车习惯也是积炭形成的因素之一。如果车辆每次行驶里程短，很少在高温高速

的工况下行驶，也是很容易形成积炭的。

四、不同喷油系统结构发动机积炭形成的差异

1．多点燃油喷射系统

目前大多数家用小汽车装配的都是汽油发动机，其余则是柴油发动机以及较少的和纯电

动的动力机器。汽油发动机又大多数采用传统的多点燃油喷射系统（MPFI—Multi PortFuel Injection，图3、4）、燃油喷射器安装在发动机燃烧室外的进气道中，发动机电脑通过控制

喷油器的电磁线圈通电时刻对喷油量进行控制，进气阀门打开时段，雾状燃油和燃油蒸汽才

被吸入燃烧室，经过压缩后被火花塞的火星点燃。这种汽缸外喷射燃油的方式已经被广泛采用，燃油系统的压力一般是3～5bar（1 bar= 105Pa）、喷油时刻是在进气阀门打开之前完成。 2．汽油直接喷射系统

还有一种汽缸内喷油方式的汽油发动机，一般称做“缸内直喷发动机”（GDI Gasoline Direct Injection图5）最近几年也被各个汽车制造厂家所采用。顾名思义，这种喷油方式就是把汽

油直接喷入发动机的燃烧室（注：所有柴油发动机都是直接把燃油喷入燃烧室的）。这个发

动机的供油方式在1925年就出现了，由于成本原因，所以没有被汽车制造厂家所采用。

除了燃油直接喷射进燃烧室，缸内直喷技术还有不同于多点燃油喷射技术的是：（1）喷油

器喷口安装在燃烧室内；（2）喷油器的结构有电磁式和压电陶瓷式两种结构（多点

燃油喷射喷油器仅有电磁式结构），压电陶瓷式喷油器的触发响应速度极快，是电磁式喷油

器响应速度的5倍，从而能更精确地控制燃油量；（3）燃油系统的压力也很高。

喷油时刻也需要发动机电脑进行精确控制。当然这种缸内直喷发动机与多点燃油喷射发动

机比较而言主要优点有：（1）减少发动机尾气中的有害排放物；（2）发动机运转更加平稳；（3）降低燃油消耗；（4）增加输出功率。

GDI的燃油系统压力一般10～250bar。如宝马7601-i M731354 V12缸6.0L发动机燃油系

统压力是3.5bar，是多点燃油喷射系统。而改成GDI喷油系统后的N73B60 V12缸6.0L发动

机燃油系统压力是50～120baro 2009年9月，宝马汽车公司在美国发布新款N74B6000的

V12缸6.0L发动机，其燃油系统的压力高达245bar。宝马车的N54发动机直列6缸3.0L的

燃油系统压力满负荷时燃油压力可以达到200bar。

GDI系统的喷油时刻，可以通过发动机电脑的精确控制，到达节油和提高发动机

动力输出的双重目的。相同功率的情况下，做到发动机的体积更小。缸内直喷发动机

燃油最高压力值越高，其输出的功率和扭矩就越高。如N74B60 V12缸6.0L的功率

是400kW ）输出扭矩是750Nm。而老款N73B60 V12缸6.0L发动机输出功率仅

327kW，扭矩600Nm。

当然对于这两种不同的燃油喷射系统，在发动机内形成的积炭也是有区别的。如多点喷射