柴油機積碳形成原因及清除方法

張軼宏

摘要：介紹了柴油機積碳的成因，分析了積碳產生的危害，提出清除的方法。指出積碳不僅影響柴油機散熱，造成柴油機過熱，還會增大柴油機壓縮比，使柴油機工作惡化，功率下降。提醒用戶在使用中要減少積碳的產生，大修時要徹底清除積碳。

關鍵詞：柴油機；積碳；清除方法

中圖分類號：TK428 文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.018

積碳是燃料不完全燃燒而形成的瀝青、油焦和碳質混合物，多積聚在氣缸蓋、活塞、氣門和噴油嘴頭上。隨著柴油機使用時間的增長，燃燒室、活塞頂部及排氣管等零件的積碳也會愈來愈厚。積碳不僅阻礙了燃燒室和活塞的散熱，還縮小了燃燒室的容積，使柴油機的動力性下降，油耗增加，修理柴油機時必須將它清除。下面分析柴油機積碳的成因及危害，提出積碳預防及清除的方法。

1 柴油機積碳形成原因

發動機積碳是燃油與潤滑油不完全燃燒的產物。它的產生跟燃油和潤滑油使用環境條件及本身的品質密切相關。凡是引起燃油不完全燃燒和潤滑油非正常進入發動機高溫部位的影響因素均是造成積碳形成的原因。柴油機中積碳形成的主要原因有以下幾個方面：①柴油品質差，含有雜質。②柴油機內的潤滑油使用時間過長，膠狀物含量高。③活塞環松曠、開口過大、氣門導管與氣門桿之間的間隙過大，導致機油竄入燃燒室內燃燒。④點火正時過早或過遲，噴油泵供油量過大。⑤柴油機長時間低溫運轉或氣缸密封件磨損、損壞，使燃油燃燒不完全。⑥噴油器壓力過低，霧化不良，有滴油、漏油現象。⑦柴油機長時間超負荷作業或駕駛員經常轟油門。

2 積碳產生的危害

柴油機內的積碳不僅會加速零件的磨損，而且使柴油機工作性能下降，具體表現在以下6個方面。

（1）增大柴油機壓縮比。積碳在氣缸壁和活塞上附著過多，會使燃燒室容積變小，壓縮比增大，造成柴油機功率下降。還易引發柴油機爆燃、爆震，損壞零件，縮短柴油機的使用壽命。

（2）使柴油機溫度升高。積碳是熱的不良導體，當燃燒室和活塞頂部覆蓋了一層積碳時，柴油機工作時的熱量就不能及時地散發出去，造成柴油機溫度急劇增高。柴油機過熱對其工作會造成諸多不良影響，如潤滑油變質、磨損加劇、機件受熱變形卡滯等。

（3）氣門及其座圈工作面上聚有積碳時，會導致氣門關閉不嚴而漏氣；氣門導管和氣門桿部積碳結膠時，將加速氣門桿與氣門導管之間的磨損。

（4）噴油器噴油嘴如果粘附了積碳，將導致噴孔堵塞或針閥卡住，使燃油霧化不良，燃燒不完全。

（5）活塞環槽內積碳時，會使活塞環邊隙和背隙變小，甚至無間隙。這時極易造成活塞環膠結失去彈性而拉缸，甚至折斷活塞環。

（6）排氣道和排氣管消聲器內壁積碳嚴重時，將導致柴油機排氣阻力增加，缸內排氣阻力上升，排氣不凈。

3 積碳清除方法

3.1 化學法

化學法清除積碳是用化學溶劑（退碳劑）將零件表面上的積碳軟化，軟化的積碳很容易被除掉。退碳劑按性質可分為無機退碳劑和有機退碳劑。

（1）無機退碳劑包括堿金屬皂類和堿類。堿金屬皂類包括各種肥皂、油酸鉀、油酸銨及堿性的合成洗滌劑等。堿類物質有苛性鈉、磷酸三鈉、氫氧化銨和碳酸銨等。這類退碳劑成本低、毒性小，還能溶解一些堅硬的積碳。尤其是氨水和苛性鈉對溶解鋼質零件上的硬積碳有特效，但對有色金屬腐蝕性大，故只能清除鋼質零件上的積碳。用無機退碳劑清除積碳時，溶液的溫度為80～95 ℃，零件在溶液中浸放2～3 h，碳充分軟化后，用毛刷擦拭，將積碳清除，再用熱水清洗零件（水中加0.1%～0.3%重鉻酸鉀），然后用壓縮空氣吹干。表1為無機退碳劑的配方。

無機溶劑用水作沖淡劑，使較黏稠的溶劑稀釋或使固體溶解，降低溶液的成本。無機溶劑常用硅酸鈉、鉻酸鹽或重鉻酸鹽作緩沖劑，以防止溶液的堿性成分對有色金屬的腐蝕，其用量一般為溶液的0.1%～0.5%。用量過大會降低除碳效果，用量過小則起不到應有的緩沖作用。無機溶劑常用鉀皂和三乙醇銨作活性劑，以降低溶液的表面張力，使溶液與積碳很好接觸、吸附。無機溶劑具有毒性小，成本低等優點，但退碳效果較差。

（1）有機退碳劑。退碳能力強，常溫使用，采用乙醇、苯、松節油、煤油和汽油等為沖淡劑。有機退碳劑常用配方見表2。

按配方1配好后，在室溫下將零件浸泡2～3 h，取出后用毛刷沾汽油將積碳除掉。此配方只對銅零件有腐蝕。

配方2配制時先將煤油、汽油和松節油按比例混合，并將氨水倒入苯酚與油酸的混合液中，最后將兩種溶液混合在一起，不斷攪拌，呈現出均勻橙紅色透明液體。注意不能將油酸與氨水直接混合，也不能將所有成分配好后，最后加入油酸，否則將會引起沉淀或分層現象，以致失效。氨水易揮發，不能在陽光下或溫度過高的地方操作。使用方法與配方1相同。使用以上兩種退碳劑時，因為氨水氣味很大，應有良好的排風裝置。

3.2 機械法

用刮刀或金屬絲刷子清除積碳，金屬絲刷子用手電鉆或其它動力帶動，金屬刷按清除積碳部位的形狀制做。缺點是積碳不易清除干凈，易在零件表面留下傷痕，這些傷痕就是新的積碳生長點。