發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生積碳的根本原因就是燃油和混入氣缸的機油燃燒不充分從而產(chǎn)生碳化物細微、絮狀物和膠質(zhì)物,長(cháng)此以往如果未能及時(shí)排出或者清理就會(huì )產(chǎn)生積碳。積碳的產(chǎn)生和發(fā)動(dòng)機的運行工況有直接關(guān)系也就是進(jìn)氣、噴油、燃燒的過(guò)程,它雖然和速度沒(méi)有直接關(guān)系但是發(fā)動(dòng)機運行最終的目的是使汽車(chē)行駛,發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生的動(dòng)力會(huì )經(jīng)過(guò)變速、減速等裝置最終轉化為速度,所以我們可以把速度作為一個(gè)簡(jiǎn)單而直觀(guān)的參考依據。
其實(shí),發(fā)動(dòng)機積碳并不能避免,前期積碳少的話(huà)雖然它不算故障毛病但它會(huì )影響發(fā)動(dòng)機的性能和油耗,但若積碳積累到一定程度就會(huì )影響車(chē)輛的正常行駛。排除故障因素,日常用車(chē)中我們最易遇到產(chǎn)生積碳的三種主要情況:
長(cháng)時(shí)間怠速:怠速情況下發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣量受限所以不能保證良好的空燃比從而導致混合氣體變濃,過(guò)濃的混合氣體由于不會(huì )被完全燃燒就會(huì )產(chǎn)生積碳。由于氣缸內經(jīng)常保持高溫高壓的工況,這種未被完全燃燒也未被排出的殘余物就會(huì )附著(zhù)在活塞、噴油嘴、氣門(mén)蓋等結構上。
長(cháng)時(shí)間低速:長(cháng)時(shí)間低速和長(cháng)時(shí)間怠速產(chǎn)生積碳的原理差不多,就是混合氣體過(guò)濃導致不完全燃燒。另外就是長(cháng)時(shí)間低速行駛很容易導致進(jìn)氣空氣參雜灰塵較多,如果濾清器沒(méi)有清除干凈就會(huì )和未燃燒充分的雜質(zhì)結合,吸附在進(jìn)氣管道、節氣門(mén)等位置。
冬季冷車(chē)行駛:過(guò)冷的發(fā)動(dòng)機會(huì )影響噴油霧化度從而影響混合氣體的飽和度造成混合氣體的不完全燃燒。過(guò)冷的缸體不能保證良好的密閉性從而導致機油殘留,機油的燃燒和混合氣體的不充分燃燒都會(huì )產(chǎn)生積碳和細微膠狀物。
其實(shí),這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有標準答案,因為每個(gè)發(fā)動(dòng)機的運行工況和調教都會(huì )存在差異。但是汽車(chē)它有普遍性和適應實(shí)用性的特性,因此雖然發(fā)動(dòng)機的調教各有差異但是它們還是有一個(gè)可參考“普遍區間”的,這個(gè)工況就是低檔位高轉速的低時(shí)速工況。根據經(jīng)驗來(lái)講一般這個(gè)時(shí)速是盡量不要長(cháng)時(shí)間低于30km/h運行,如果低于這個(gè)速度變速箱往往會(huì )降檔、轉速升高、噴油增加,而發(fā)動(dòng)機運行的初始工況都是熱效率最低的工況,加上速度慢進(jìn)氣飽和度也一般,所以這個(gè)階段是最費油也是最容易積碳的運行工況。我們看下圖某發(fā)動(dòng)機工況:
上圖環(huán)形曲線(xiàn)為等油線(xiàn),最小圓圈范圍為最高燃油效率區間,那最下方紅色的直線(xiàn)則為發(fā)動(dòng)機燃油消耗最多的工況。如果是正常起步肯定是逐漸加油升檔,在此過(guò)程中功率是逐漸升高的,但由于轉速不高所以發(fā)動(dòng)機做的功主要是提供扭矩輸出(也就是阻止車(chē)輛因自重和阻力停止)。但由于是正常起步,所以扭矩和轉速都不可能太高,那么它的輸出功率也不可能太高,因此在低轉速和低功率的紅線(xiàn)工況區域是必經(jīng)工況。功率=扭矩*轉速/9550
如果是此款發(fā)動(dòng)機我們應該怎么避免6紅線(xiàn)工況呢?避免不了,只能是跨過(guò)!并盡可能避免發(fā)動(dòng)機在此工況下長(cháng)時(shí)間運行。那如何算這個(gè)工況的速度呢?
車(chē)速(km/h)=發(fā)動(dòng)機轉速*60*π*輪胎直徑/(1000*主減速器傳動(dòng)比*檔位傳動(dòng)比)
為方便計算取實(shí)際接近整數值。假如此發(fā)動(dòng)機車(chē)型3檔變速比為1.5,主減速比為4,60*π*輪胎直徑取值100,轉速1500轉。帶入公式得到最終結果為25km/h。對應上圖,取功率最大值為7.5KW(由圖得知2000轉內起步功率上限就是7.5kw,若跨越7.5必須加油省功率),保持低速運行時(shí)轉速在1500轉時(shí)發(fā)動(dòng)機的運行工況在藍色等油線(xiàn),又因為功率和車(chē)速成正比關(guān)系,如果速度繼續降低功率也會(huì )降低,達到某一臨界速度后發(fā)動(dòng)機就會(huì )進(jìn)入紅色等油曲線(xiàn)區域,大概車(chē)速在13km/h左右。
當然,以上舉例只是針對此款發(fā)動(dòng)機和假設的變速和減速比,雖然有偏差但還是有有一定參考價(jià)值。比如下圖某發(fā)動(dòng)機燃油工況圖:
雖然這是兩款完全不同的發(fā)動(dòng)機,但是對比后你會(huì )發(fā)現黃色和紅色等油線(xiàn)對應的功率有許多相似的地方。因為低轉速和低功率工況本來(lái)就是發(fā)動(dòng)機的天生劣勢,這種特性很難改變。如果額外條件一致,帶入公式它們算出來(lái)的結果大差不差。盡管篇幅有限只列舉了兩款發(fā)動(dòng)機的燃油工況,但是前者是豐田2.5L自吸后者是本田1.5T渦輪增壓,這兩款也算是較先進(jìn)的代表機頭(只談工況,不杠機油問(wèn)題)。而其它發(fā)動(dòng)機的初始運行工況基本也不出其右,因此不看轉速也可以根據車(chē)輛速度做個(gè)簡(jiǎn)單依據。
小結:積碳不可避免,我們要做的就是準時(shí)正常去保養,避免長(cháng)時(shí)間或者長(cháng)期讓車(chē)輛運行在容易產(chǎn)生積碳的工況,這樣能很大程度減緩積碳的形成。至于說(shuō)拉高速清積碳會(huì )有那么一點(diǎn)作用,但對于汽油車(chē)來(lái)說(shuō)它不是主要的,還是以防范為主。另外,拉高速清積碳的說(shuō)法可不等于經(jīng)常跑高速不容易產(chǎn)生積碳,不要混淆。
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