发动机积碳会造成什么样的危害？怎样判断爱车的发动机是否积碳了？我想通过分析形成积碳的原因和车友讨论这个问题。

 

每一台使用中的燃油发动机都可能产生积碳，积碳较轻时不会影响发动机正常工作，不需要特殊处理；严重时会导致发动机动力下降、耗油量上升和尾气污染物排放增加等一系列问题。我想从燃烧角度分析积碳是怎样形成的、积碳会引起哪些部件损坏和能否减少积碳产生等问题，欢迎大家在回帖中发表自己的看法。

1、积碳对发动机的危害

积碳对发动机的危害可分为结构损坏和性能下降二方面。

（1）、结构损坏：

气缸内构成燃烧室的各种结构是发生积碳的主要部位，有活塞顶部、火花塞、缸内喷油嘴、进排气门和进气管的气缸入口处。

（2）导致发动机性能下降

动力下降

严重积碳导致动力下降的主要原因有：火花塞积碳减弱点火能力或引起点火失败，气缸漏气（气门处和活塞处）导致的压力下降等，在大负荷或者低转速时表现的比较明显。

耗油量上升

动力下降的同时还会伴有一定程度的耗油量升高，这是因为在获得和积碳影响前相同的动力时需要更大的节气门开度和增加相应的燃油供给。所以，出现原因不明的燃油消耗量增加时应该检查是否存在气缸积碳。

 

尾气污染物排放增加

 

通常在对汽车进行年检时才会发现尾气中污染物排放增加。目前只检测一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物，积碳时三项指标都可上升或超标，这个变化可能比动力下降和耗油量增加出现的更早。

 

其它变化

 

还可能出现冷启动困难、加速时有异响等；当活塞积碳严重时可能造成活塞环被卡死划伤汽缸壁造成严重漏气（拉缸）。

 

2、产生积碳的原因

 

（1）燃烧方式与积碳形成

 

产生积碳通常被解释为燃油中含有胶质等杂质附着在燃烧室表面经过高温烧结后形成，也许这是原因之一。经过分析燃烧过程，我注意到另一个可能形成积碳的原因。

 

当火花塞周围的混合气被电弧光点燃后，火焰迅速向周围蔓延，同时燃烧区内压力快速升高，位于最外侧还没有被点燃的混合气被挤压到燃烧室表面形成油膜。随着活塞下降燃烧室开始扩大，油膜表面的燃油重新释放到混合气中被燃烧。一些缝隙和粗糙面残留的燃油会慢慢增厚，内层的燃油因缺氧碳化后形成积碳。积碳较重的零件部位，多数是位于火焰很难达到的凹面和缝隙处。

 

另外一个原因是和空燃比有关。早期化油器发动机的空燃比较低，混合气含油量更高，附着在燃烧室表面的燃油也更多，所以化油器发动机形成积碳的时间较早、程度也更严重。现在比较先进的电喷发动机通过ECU和氧传感器精确控制混合气的空燃比，基本可以将混合气中的燃油全部燃烧，形成积碳的时间明显延长、程度也比较轻。

 

（2）发动机类型与积碳

 

这里所指的是进气管喷射发动机和缸内直喷发动机。由于喷油的位置和方式不同，形成积碳的情况也有所不同。

 

带有氧传感器控制空燃比的进气管喷射发动机，形成积碳的情况很轻。原因之一是混合气中的燃油被充分扩散，均匀程度高，燃烧初期附着在燃烧室表面的油膜很薄，比较容易实现重新释放和燃烧。对混合气空燃比控制较差的一般电喷发动机积碳会明显增多。

 

缸内直喷发动机的积碳情况复杂得多。虽然缸内直喷发动机的空燃比通常比较高，不少机型还采用了稀薄燃烧，但是燃油在混合气中的均匀程度明显不如进气管喷射发动机。对于高端的缸内直喷发动机来说，形成的积碳会少一些；部分缸内直喷发动机的积碳相反比进气管喷射发动机要严重。

 

（3）转速与积碳

 

对于化油器发动机和部分性能较低电喷发动机来说，维持发动机在怠速和较低转速（发动机转速低于2000rpm）条件下工作时通常采用了比较浓的混合气的模式，也就是说混合气中的燃油含量较高，所以容易形成积碳。由于我们现在掌握的很多关于发动机的知识是建立在早期发动机技术基础上的，现在已经发生了很大的技术进步，有的观念应该适度改变。现在多数发动机采用了理论空燃比混合气的燃烧技术，更为先进的发动机采用了稀薄燃烧技术，即使在怠速条件下也很少产生明显积碳。

 

我经常提到的“低转速高档位”行驶所指的是搭载了燃烧设计更加合理的（使用带氧传感器控制的理论空燃比混合气或稀薄燃烧）发动机车型，而不是搭载一般电喷发动机的车型。

 

（4）产生积碳的时间

 

多数车友可能想知道新车使用多少里程会出现严重积碳？有一个数据可以参考：厂家通常会注明发动机的保修期限或保修里程，依据就是在这个期限内发动机出现包括严重积碳在内的故障率是非常低的。对于家用车来说，现在多数的发动机出现严重积碳的情况很少，有的发动机甚至行驶50万公里都不需要因为严重积碳而拆开清洗，一般发动机在15万、甚至20万公里以内产生影响发动机的严重积碳都很少。输出车辆出现积碳的问题会多一些，这些车辆长期处于大负荷下低速行驶，发动机的零部件磨损较大，产生的间隙和划痕处很容易使油迹和杂质滞留形成积碳。

3、积碳的检查、清除与预防

 

（1）怎样检查积碳

 

观察火花塞

 

火花塞头部位于燃烧室内比较容易形成积碳。取下火花塞观察电极段有无积碳和积碳程度就可以了。如果是缸内直喷发动机，也可以拆下喷油嘴进行检查。

 

观察机油

 

一般要求在行驶5千公里需要更换一次机油。机油变黑主要是活塞不断把缸壁上的碳颗粒挂下来溶解后形成的，所以观察机油颜色也可以判断积碳情况。如果8千公里内机油颜色不是太深（黑）说明你的发动机不容易形成积碳，可把更换机油的时间延长到8千-1万公里。

 

拆开发动机

 

大修时拆开发动机可以全面的检查各零部件产生积碳的情况。

 

内视镜检查

　　

不知道目前是否有这样的积碳专用检查设备，其实一个针孔摄像机装在支架上就可以通过火花塞孔看清燃烧室内部。使用内视镜可以在不拆开发动机的情况下对整个燃烧室和气缸进行直视下检查，还可以及时清除积碳。希望做汽车修理的车友使用这种方法定期检查燃烧室内部，既简单，又可以在不拆开发动机的情况下快速除去程度较轻的积碳，避免造成不良后果。

 

（2）清除积碳的方法

 

整机清洗气缸

 

在一般的汽车修理厂就可以在不拆开发动机的情况下对气缸盖内部进行清洗和去除积碳。

 

使用燃油清洁剂

 

加油站配买的燃油清洁剂声称可以去除油路中的杂质，也包含了喷油嘴处的积碳。对这一做法的效果和是否会带来其它后果也有不同说法，建议专业部门做一下相应的实验研究。

 

清洗发动机部件

 

在大修发动机时，可以使用清洁剂、超声波等方式出去零部件上的积碳。优点是清洗积碳完全、彻底，缺点是需要拆开发动机，费工费时，还可能因为重装过程出现疏漏带来问题。如果不能确定发动机有明显积碳，不要轻易这样做。

 

（3）预防积碳发生

 

当发动机设计定型后就决定了产生积碳的情况，这一点很难通过简单的保养方式改变。从发动机燃烧原理角度看，比较靠谱的方法是使用粘度较高的机油（**W40）有助于减轻积碳发生，原因是提高气缸密封性可以减少因为气体泄露造成的“通道积碳”现象。有的车友在回帖讨论时提出较高粘度（W40）的机油可能增加阻力，在发动机冷启动阶段确实会有影响。发动机在中高温度下的工作时间远远超过较低温度下的工作时间，当温度上升后，机油黏度带来的帮助会超过增加的阻力。

 

对于耗油量较高的电喷发动机来说，发生积碳的可能性会高一些。通常的做法是减少怠速运行和发动机低转速运行，定时跑一下高速也有助于减轻积碳。对于发动机性能较好的车型（耗油量较低）就没有这个必要，只要按说明要求使用粘度较高的机油（不是高档机油！）就可以。

 

4、避免产生积碳的技术

 

采用稀薄燃烧技术可以最大限度地避免产生积碳。目前汽油发动机的稀薄燃烧技术可分为二大类型：点燃式稀薄燃烧和压燃式均质混合气稀薄燃烧。点燃式稀薄燃烧应用的比较多，很多车型都注明采用了这项技术，特点是技术难度不高，几乎所有中国品牌发动机经过重新设计都可以实现部分工况的稀薄燃烧。我利用稀薄燃烧理论对自己用的车（中国品牌）进行了改装，结果证实发动机动力明显增加，耗油量也稳定降低，经过十几万公里的行驶也没有出现明显的积碳。通过尾气检测显示部分工况下确实是稀薄燃烧：

 

压燃式均质混合气稀薄燃烧（HCCI）1979年由日本清洁能源研究所在实验室中发现，但实际在汽油发动机上使用非常困难。经过多年研发，一些企业已经掌握了这项技术，比如大众的ccs复合燃烧系统就是点燃和压燃双模式、奔驰的多次点火技术也很接近压燃模式。