發動機積炭過多的現象與危害淺析

◆文/湖北 熊榮華

發動機積炭過多的現象與危害淺析

◆文/湖北 熊榮華

在之前的《專家門診》欄目中，我多次提到“汽車故障中50%是油路故障，油路故障中80%是積炭故障”，以此來指導讀者們解決實際問題。近期，河南讀者毛營表示，對于初學者來講并不能很好地判斷積炭過多故障，于是專門撰寫此文來分析積炭的幾種故障現象和危害。

熊榮華

(本刊專家委員會委員)

武漢“五一車務”汽車維修連鎖公司資深管理與技術培訓專家、湖北交通職業技術學院楚天技能名師、武漢科技大學與江漢大學汽車專業客座教授、汽車質量與機件事故權威鑒定專家、楚天交通廣播92.7電臺汽車疑難故障現場解答專家。

一、發動機冷啟動困難

發動機冷啟動時需要多而濃的混合汽，如果進氣道、燃燒室積炭過多，會吸附噴入的汽油，造成混合汽過稀，引起啟動困難，啟動時間必然延長。直到積炭接近“吃飽”，待進入汽缸的混合汽滿足了點火條件后啟動才能成功。由于啟動時間延長，啟動機與蓄電池的壽命也將縮短。

二、發動機冷啟動后怠速偏低、不穩、抖動、加速熄火、減速熄火

發動機冷車啟動后，如果積炭還沒有“吃飽”汽油，在暖車階段會繼續吸附汽油，混合汽依然會稀，怠速就會出現不穩定狀態而抖動。如果噴油器被積炭堵塞，怠速轉速也會降低。雖然電腦檢測到轉速偏離就會進行調整，可是一旦怠速通道和節氣門受到積炭污染，氣流通過數量被限制，需要怠速電動機和節氣門不斷進行調整才能維持發動機的正常工作。

隨著積炭污染不斷加重，怠速電動機和節氣門自身的積炭污染使調節功能受到了限制，怠速系統的調節功能也會達到臨界值，因無法進行調節而產生怠速不穩、抖動、加速熄火、收油熄火的現象。此時ECU會認定節氣門位置傳感器出現了故障，實際上就是發動機中積炭過多的緣故。

三、發動機動力下降、加速不良、加速抖動、減速抖動、喘振

發動機急加速時反應遲鈍、響應滯后，加速行駛時會感覺動力不足，想要超車反而會被別人超過。產生這種故障現象的原因主要是以下部位受到了積炭的污染。

1.進氣歧管積炭污染

當進氣道內表面的積炭形成覆蓋層時，由于表面粗糙，使進氣氣流運動形式發生改變，產生“渦旋效應”，導致流速降低、進氣量不足。另外，積炭沉積還造成發動機缸蓋進氣口的截面積減小，加劇進氣量不足的現象，進氣不充分使發動機動力受到影響。現代轎車多采用長短進氣管結構。積炭中汽油蒸發時會引起混合汽變濃，氧傳感器向電腦報告后，電腦會進行修正調整。一旦積炭開始吸附汽油，混合汽變稀，此時如果急加速，就會感覺“不應腳”，加速沒有反應或反應遲緩。過稀的混合汽燃燒遲緩，發動機進入下一個工作循環時還在燃燒，進氣門打開時就會出現回火故障，長時間回火，積炭會大量積聚在進氣歧管中，引起加速不良。積炭引起混合汽失調，稀時加速聳車；濃時松加速踏板聳車，因為減速不能斷油，反復維修不能解決問題，除掉積炭即可排除故障。

2.噴油器積炭污染

噴油器被積炭污染后使噴油器頭部的噴油孔部分堵塞，導致噴射角度變小、霧化不良、燃燒不完全，燃料轉化成熱能的效率下降，發動機動力受到影響。由于冷啟動有加濃調節，噴油器被積炭堵塞會造成冷車啟動困難，啟動時間延長；熱車沒有加濃調節，積炭造成熱車啟動困難，電腦修正噴油脈寬時間越來越長。噴油器嚴重堵塞時還造成加速反而出現減速的故障。如果積炭卡滯關閉不嚴，油耗高的同時還會出現熱車易熄火、熄火后熱車無法啟動的故障。

3.進氣門積炭污染

當進氣門上積炭較多時，積炭占用了一部分進氣通道空間，導致進氣量不足，更為嚴重的是，由于積炭有吸附燃油的特性，當發動機急加速時，濃混合比的混合汽經過積炭時燃油被吸收了一部分，實際上進入汽缸內做功的是稀混合汽，所以急加速時會產生滯后的感覺。一旦進氣門被積炭包裹過熱變形，將引起熱車怠速抖動、起步熄火甚至火花塞斷裂“搗缸”的故障。

4.燃燒室積炭污染

燃燒室積炭過多，燃燒室容積變小，發動機壓縮比變高。高轉速的汽車發動機對壓縮比的變化比較敏感，當壓縮比升高時會出現爆燃現象。爆燃傳感器將爆燃信號傳給ECU，ECU會推遲點火時間，這樣就直接導致了發動機功率下降。由于積炭在燃燒室內的分布不均勻，發動機工作時，汽缸內會產生多點燃燒現象，使發動機不能正常工作，多點爆發在增加噪聲的同時也加快了積炭的生成速度。

發動機工作時產生爆燃，輕則加速出現敲擊異響，車速上去后異響消失；中則出現早燃，加速無反應，多踩幾下加速踏板才能行走，ECU會認為是汽缸沒有工作，報出故障碼是汽缸失火，檢查汽缸壓縮壓力正常，更換火花塞、點火線圈、噴油器后故障依舊，實際是積炭引起的汽缸失火；重則爆燃高溫引起活塞頂部融化、破裂，出現異響甚至出現“搗缸”故障。

發動機內部的積炭類似于炭罐中的活性炭，既可以吸附汽油，也可以釋放汽油，隨著每一次加速、減速，積炭內的燃油有一個吸收、釋放的過程，造成了ECU調配的空燃比和汽缸內實際存在的空燃比有誤差。氧傳感器將實際檢測到的忽濃忽稀的空燃比信號回饋給ECU，ECU就只能不斷地調整空燃比。反映到車上，就是發動機加速后喘振。由于反復調整空燃比，ECU會認為是氧傳感器出現故障，所以很多車輛發動機故障燈點亮，調出氧傳感器的故障碼，但是更換氧傳感器后故障依舊，ECU又顯示氧傳感器故障，實際上就是積炭干擾了氧傳感器的正常工作。

四、汽車尾氣排放超標、油耗增大、噪音增大

影響發動機動力或者影響發動機排放，其實質就是混合比沒有控制好。由于積炭在需要濃混合汽的時候吸附汽油，造成混合汽過稀，電腦必然要加濃混合汽，一旦電腦在加濃混合汽時，積炭也蒸發加濃混合汽。這時電腦控制都來不及，必然造成混合比失調。

大家知道，發動機有害氣體排放主要有三種，分別是一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOX)。其中一氧化碳和碳氫化合物的排放均與燃料的不完全燃燒和不燃燒有關。發動機內部積炭的產生，影響了發動機進氣、噴油、霧化、點火、燃燒等各個部位正常協調的工作，干擾了ECU的信息采集功能使之誤判。由于燃料的燃燒質量下降，不但使發動機動力下降、油耗增加，而且使廢氣中有害氣體的排放也大為增加，造成了環境的嚴重污染。

即使噴油器積炭引起的堵塞，表面看噴油量會減少，實質上電腦會不停地進行修正，噴油脈寬即噴油時間會越來越長，燃油霧化質量下降的同時，噴油量越來越大，油耗明顯增大。

五、發動機機油易變質、機油消耗增大，加機油蓋子上出現白垢

正常情況下，機油在發動機保養期間隔時間內應該比較干凈，接近換油周期時顏色略黑，粘稠度基本正常，無明顯雜質。但如果出現機油早期變臟變質、粘度增加、有金屬沫等現象，則可以斷定發動機曲軸箱內有了積炭(俗稱油泥)，曲軸箱內的積炭主要有四個來源：①機油本身潤滑時因溫度和氧化作用產生的膠質漆質物質；②發動機工作時經缸壁竄到曲軸箱的炭煙；③曲軸箱進入的灰塵；④發動機零件磨損的金屬碎屑。這些物質粘度較大，沉積在曲軸箱和油底殼內表面以及潤滑油道、潤滑部位等處，更換機油時不能將其一起放出來，這些積炭很快污染新機油，使機油變質。當沉積物過多時，還可能堵塞機油濾清器和部分細小油道，導致整個發動機機油循環量不足、機油壓力降低，加劇發動機磨損。被堵塞的部分細小油道還會使相應的潤滑點位處于干摩擦的狀態，引發機械事故。

積炭卡滯活塞環會引起燒機油，硬質積炭拉傷缸壁也會引起燒機油。積炭一旦將曲軸箱強制通風閥堵死在開度最大的地方，會引起嚴重的怠速燒機油故障，甚至過量機油進入某一汽缸，出現將活塞頂彎甚至搗缸的故障。積炭一旦將曲軸箱強制通風閥堵死在開度最小的地方或者將通風口堵死，機油將很快變質，甚至出現嚴重漏機油故障。機油蓋口的積炭在機油蒸汽、汽油蒸汽、水蒸汽及機油中的添加劑、硫酸鹽及高溫的作用下會形成碳酸鈣(即石灰)，出現白垢。

六、積炭引起的疑難案例

1.金杯加速不良

故障現象

一輛2012年金杯2.0面包車，行駛3000km出現加速不良故障，發動機動力明顯不足，加速到2000r/min以上后就出現無法再加速的現象，電控系統無故障碼，傳感器、執行器統統試換過無效。檢查三元催化器無堵塞，點火系統、噴油系統零部件都試換過無效。

故障診斷與排除

我們用內窺鏡檢查發現進氣歧管中有大量黑色沉積物，拆開發現類似瀝青的膠質積炭，分析可能是積炭在進氣道中與空氣中的水分及回火中汽油蒸汽中的膠質逐漸氧化形成類似于瀝青狀的積炭沉積物，堵塞進氣通道，引起動力下降故障。拆卸進氣歧管，清洗干凈后裝復試車，故障排除，加速恢復正常。

2.寶馬740Li加速出現電流聲

從中觀層次來說，對于中小學建筑，校園的外部空間不再是可有可無的附屬空間，也應與建筑一樣將其主體化。且處于中小學階段的學生，自身狀態較為活躍，需要一定活動空間去運動與玩耍。在設計中需要根據整體的空間原則，調整建筑與外部空間的圖底關系，構建出既相互融合又有參與性的空間狀態。若是建筑圍合的外部空間，應控制空間的尺度，使其宜人、親切。若利用建筑屋頂、露臺等作為學生活動的外部空間，這時候就需要調整建筑的形態以求達到室內的使用空間與外部活動空間的平衡。

故障現象

一輛2012年寶馬740Li轎車，累計行駛20000km。車主反映加速中經常出現電流聲，其他尚好。

故障診斷與排除

我們試車沒有聽到電流聲，于是要求車主自己駕駛試車，在轉彎后加速時出現了異響，仔細聽診是一種類似點火時間過早發動機感覺加速動力不足出現的共振聲，車主將其形容為電流聲(我們理解的電流聲一般是收音機的喇叭中發出的，而車主是將一種機械的共振聲描述為電流聲)。考慮到該車僅行駛20000km，在4S店多次檢測沒有任何故障，分析可能還是積炭所致。積炭引起動力不足或者積炭引起爆燃，點火時間提前，造成共振異響，建議從燃油中添加除碳清洗劑。車主用后反饋電流聲消失。

3.凱旋燒天然氣怠速抖動

故障現象

一輛2011年的凱旋出租車，屬于汽油與天然氣雙燃料汽車，行駛150000km，出現發動機故障燈點亮、風扇高速運轉、加速無力的現象，熄火后重新啟動故障暫時消失，但是等信號燈時經常出現怠速嚴重抖動、起步熄火故障，轉燒汽油后正常。

故障診斷與排除

用電腦調故障碼，有個別汽缸失火故障。用內窺鏡檢查進氣門桿上積炭嚴重。分析雖然是燒天然氣為主的出租車，但是由于需要用汽油啟動，啟動次數與積炭成正比，加之城市擁堵、怠速等待時間過長、低速行車時間過長，積炭依舊是主要危害。積炭已經將進氣門桿包裹，造成進氣門關閉不嚴。燒汽油時，潮濕的混合汽還可以增加進氣門的密封，燒汽油即使壓縮比低一些對性能影響不是很大。而燒天然氣天然氣的理論空燃比為16.7∶1，在進入發動機時，天然氣將占有約6%的體積空間，導致吸入發動機的空氣量減少約6%，進氣效率下降，從而引啟動力性的下降；天然氣性質穩定，燃燒速度慢，點燃需要更多的能量；與使用汽油相比，使用CNG時的動力性下降在10%以內。如果進氣門密封不嚴，發動機吸氣更不足，必然怠速抖動，甚至起步熄火或怠速自行熄火。

考慮到出租車的經濟性及維修的快速性，于是拆卸進氣歧管，采用人工方法(就是用清洗劑噴射并人工鏟刮的方法)將進氣門桿上的積炭清理干凈，試車故障排除(注意：該故障如果長期帶病用車，一旦氣門口燒損，人工方法解決不了，只有拆卸汽缸蓋清除積炭，更換新氣門才能恢復正常)。

4.標志308冷啟動困難、怠速抖動

故障現象

一輛2012年1.6L標志308轎車，行駛里程10000km，出現冷車啟動困難、怠速抖動的故障，在4S店沒有找出故障原因。

故障診斷與排除

我們考慮該車只行駛10000km，發動機腳不可能損壞，積炭的可能性最大。用內窺鏡檢查，發現燃燒室及進氣道積炭較多(見圖1)。建議車主使用可以溶解積炭的燃油添加劑除炭(見圖2)，車主使用一瓶并行駛燒完一箱汽油后故障排除。

5.奧迪Q7油耗高、噪音大

故障現象

一輛2011年的奧迪Q7，配置了3.0T的發動機，行駛里程為60000km，車主報修該車油耗高、噪音大，在4S店多次進行保養和修理均無效。

故障診斷與排除

我們用內窺鏡檢查三元催化有堵塞，于是對進氣道、三元催化器、燃燒室三處進行“打吊瓶”除碳后故障排除，車主反饋油耗噪音均恢復正常。