摘要：積炭對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)而言可以說是致命的一環(huán)，就相當(dāng)于血管當(dāng)作的血栓一樣，危害極大，積炭多會(huì)影響柴油發(fā)電機(jī)的動(dòng)力，積炭可以說是一種頑疾。其危害除了會(huì)阻礙柴油機(jī)的燃燒以及活塞的散熱，還會(huì)減少燃燒室的容積，從而導(dǎo)致柴油機(jī)的動(dòng)力下降?？得魉构驹诖宋恼戮?a href="http://">柴油機(jī)積碳的現(xiàn)象、成分和原因，并對(duì)積碳的危害以及預(yù)防措施展開了詳細(xì)的分析。

一、柴油機(jī)積炭的產(chǎn)生機(jī)理

1、柴油機(jī)積碳的現(xiàn)象

      在柴油機(jī)燃燒室中， 有時(shí)由于氧氣量供應(yīng)不足， 燃油燃燒時(shí)不完全，產(chǎn)生油煙的現(xiàn)象。同時(shí)，氧氣供應(yīng)量不充足，竄入燃燒室的潤(rùn)滑油也會(huì)不能完全燃燒，產(chǎn)生燒焦?jié)櫥偷念w粒?；旌洗罅咳紵龤埩粑锏臐?rùn)滑油和油煙在柴油機(jī)中被氧化成一種膠狀液體一輕基酸。輕基酸進(jìn)一步氧化就變成一種樹醋狀膠質(zhì)而牢固地粘附在柴油機(jī)零件表面上。隨后在高溫作用下， 膠質(zhì)又進(jìn)一步聚合成更復(fù)雜的聚合物， 成硬質(zhì)膠結(jié)炭， 俗稱積炭，如圖1所示。

2、柴油機(jī)積碳的成分

      柴油機(jī)積炭的成分主要是膠結(jié)炭，但是其成分和性質(zhì)隨柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)、使用條件、所用燃料及潤(rùn)滑油性質(zhì)，以及隨空氣進(jìn)入燃燒室內(nèi)的雜質(zhì)不同而不同。即使在同一個(gè)燃燒室內(nèi)， 各不同零件及部位上的積炭， 其性質(zhì)和成分也不盡相同。

      一般說來其化學(xué)成分是各種物質(zhì)潤(rùn)滑油及燃料燃燒生成的碳質(zhì)沉積物、燃料中的硫元素燃燒后與金屬結(jié)合成的硫酸鹽，潤(rùn)滑油中的有機(jī)金屬鹽添加劑燃燒的金屬化合物，空氣中的灰、沙等硅化合物，柴油機(jī)零件磨損的微量金屬屑及其化合物。

      積炭的成分很復(fù)雜，其中以不易揮發(fā)的成分居多，如瀝青、焦油等。柴油機(jī)工作溫度越高，易揮發(fā)物質(zhì)含量越低；不易揮發(fā)成分的含量越高，則形成的積炭層越堅(jiān)硬越緊密，與金屬的結(jié)合也越牢固。

3、柴油機(jī)積碳產(chǎn)生的成因

      柴油機(jī)積炭是燃油和潤(rùn)滑油不完全燃燒的產(chǎn)物。它的產(chǎn)生跟燃油和潤(rùn)滑油使用環(huán)境條件、相關(guān)性能以及本身品質(zhì)有著密切的關(guān)系。因此， 凡是引起燃油不完全燃燒和潤(rùn)滑油非正常進(jìn)入柴油機(jī)高溫部位的影響因素均是造成積炭形成的原因。

（1）柴油機(jī)混合氣過濃，柴油機(jī)供油量過大，空氣濾清器或氣道阻塞，使空氣量的供給減少，造成空燃比降低，燃油不能完全燃燒，工作過程如圖2所示。

（2）點(diǎn)火時(shí)刻或供油時(shí)間不準(zhǔn)確，造成燃燒溫度發(fā)生變化，難以保證燃油完全燃燒。點(diǎn)火過早， 部分燃燒過程將提前在壓縮行程中進(jìn)行， 使氣體壓力在活塞到達(dá)上止點(diǎn)前就達(dá)最大值；油耗增加點(diǎn)火過遲，燃燒過程將延遲在膨脹行程中進(jìn)行，導(dǎo)致燃燒壓力降低，油耗增加。

（3）柴油機(jī)溫度過低，火花塞或噴油器工作不良，造成霧化或氣化不良，從而使燃油不能完全燃燒。裝配時(shí)，活塞環(huán)對(duì)口，扭曲環(huán)切槽方向裝反活塞環(huán)彈性減弱或因磨損使端隙過大活塞環(huán)與缸壁配合間隙過大或氣缸壁磨損過甚，造成密封不嚴(yán)，導(dǎo)致機(jī)油竄入燃燒室。

（4）氣門及氣門座圈密封不良，氣門桿與氣門導(dǎo)管磨損過甚，間隙過大，從而導(dǎo)致機(jī)油進(jìn)入氣缸以及吸附在氣門上。

（5）燃油的品質(zhì)較差，雜質(zhì)較多，不符合規(guī)定。燃油品質(zhì)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組排放污染物有很大程度的影響，其中烯烴與芳烴以及金屬類物質(zhì)增加汽缸中的積碳，使尾氣排放增加?？諝庵泻械募?xì)小灰塵顆粒在空氣濾清器無法完全濾除，伴隨油氣一起沖刷氣門背部，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間沖刷造成細(xì)微劃痕。細(xì)小顆粒與來自曲軸箱的潤(rùn)滑油儲(chǔ)存在劃痕中，在高溫下形成漆狀物，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間積累，與混合燃油中的蠟等成分形成積炭。

（6）空載試機(jī)過久使得柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，導(dǎo)致柴油機(jī)混合氣較濃，當(dāng)較濃混合氣在經(jīng)過不同寬度、不同長(zhǎng)度及具有一定彎曲弧度的進(jìn)氣歧管時(shí)，由于空氣和柴油顆粒的密度不同，空氣比較容易改變方向， 而柴油顆粒受慣性力的作用則繼續(xù)向歧管末端運(yùn)動(dòng)， 由此造成混合氣濃度的均勻性較差，無法保證燃油完全燃燒。

二、柴油機(jī)積炭造成的后果

      柴油發(fā)電機(jī)組尾氣排放的污染物主要指的是CO、HC和NOX等。HC主要指未燃燒完全的燃油碳?xì)浠衔锓肿?。產(chǎn)生的原因是在噴油器上因積碳的堆積使噴油霧化不正常，便使HC化合物在燃燒室來不及燃燒就被排出，這樣不僅增加了尾氣排放，同時(shí)還造成柴油機(jī)工作性能下降。因積碳多常使混合氣變濃，燃油不能完全燃燒而生成CO。CO是烴類燃料在燃燒過程中由于缺氧而不能完全燃燒的產(chǎn)物。所以在柴油發(fā)電機(jī)組正常工作情況下，柴油發(fā)電機(jī)組尾氣超標(biāo)，主要原因是排氣系統(tǒng)內(nèi)有積碳堆積。積炭是不良導(dǎo)熱體， 本身的溫度較高， 它的存在不但占據(jù)一定的空間，而且在高溫下易形成熾熱點(diǎn)，引起柴油機(jī)早燃和爆震，影響柴油機(jī)的工作性能和使用壽命。積炭脫落形成的磨料顆粒造成機(jī)件的磨料磨損積炭形成的高溫顆粒會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)提前點(diǎn)火，使柴油機(jī)功率下降，工作紊亂積炭加速潤(rùn)滑油的污染變質(zhì)且堵塞潤(rùn)滑油油路，破壞潤(rùn)滑系統(tǒng)的正常工作，從而造成機(jī)件的異常磨損。對(duì)于電控燃油噴射系統(tǒng)，積炭過多還會(huì)使節(jié)氣門位置發(fā)生變化，使電腦接收到錯(cuò)誤信號(hào)，計(jì)算出錯(cuò)誤的供油量、供油時(shí)刻，導(dǎo)致供油過多，油耗升高等。

1、積碳主要產(chǎn)生部位

      積炭主要產(chǎn)生在活塞頂部和燃燒室表面、活塞環(huán)槽、氣門組件、噴油嘴、進(jìn)氣歧管襯墊以及排氣管消聲器內(nèi)壁等部位。

（1）活塞頂部和燃燒室表面積炭

      活塞頂部和燃燒室表面積炭后使冷卻效果變差，燃燒室容積減小，壓縮比增大，其所形成的熾熱面還會(huì)引起柴油機(jī)“ 表面點(diǎn)火”，導(dǎo)致其“ 早燃” 或“爆震”，縮短柴油機(jī)的使用壽命，使柴油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性大大下降。以某四缸機(jī)的燃燒室的積碳情況為例，用內(nèi)窺鏡查看四個(gè)燃燒室里面不同的積碳情況，如圖3、圖4所示。

（2）活塞環(huán)槽積炭

      積炭使活塞環(huán)端隙、背隙變小甚至消除，造成活塞環(huán)砧結(jié)失去彈性，甚至折斷活塞環(huán)而導(dǎo)致拉缸故障。

（3）氣門及組件積炭

      氣門及氣門座圈工作面積炭，會(huì)使氣門關(guān)閉不嚴(yán)而漏氣，出現(xiàn)柴油機(jī)難起動(dòng)、工作無力以及氣門易燒蝕等不良現(xiàn)象氣門導(dǎo)管和氣門桿部積炭結(jié)膠，將加速氣門桿與氣門導(dǎo)管的磨損，甚至?xí)饸忾T桿在氣門導(dǎo)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)發(fā)澀而卡死，產(chǎn)生粘氣門的故障。

（4）噴油嘴積炭

      噴油嘴有積炭，極易堵死噴油嘴，降低噴油流量，甚至不噴油，引起噴油壓力不足、霧化不良， 造成柴油機(jī)缺缸運(yùn)行或突然熄火。

（5）進(jìn)氣歧管襯墊積炭

      該部位積炭易造成進(jìn)氣截面減小，混合氣較濃，無法完全燃燒，導(dǎo)致柴油機(jī)排放中的濃度增加。

2、積碳的危害

 （1）增大柴油機(jī)的壓縮比

      如果柴油機(jī)存在積碳的現(xiàn)象，會(huì)使得機(jī)油的pH值下降，并失去潤(rùn)滑的作用。還會(huì)導(dǎo)致零件出現(xiàn)磨損，從而導(dǎo)致柴油機(jī)的工作性能下降。柴油機(jī)積碳存在的危害主要體現(xiàn)在七個(gè)方面。因?yàn)椴裼蜋C(jī)產(chǎn)生的積碳會(huì)在氣缸壁和活塞上附著，從而燃燒室的容積會(huì)變少，柴油機(jī)的壓縮比增大。當(dāng)柴油機(jī)的壓縮比存在過大的情況，同時(shí)氣門也處于關(guān)閉嚴(yán)密的情況下，就會(huì)容易引起早燃，并且產(chǎn)生沖擊波，從而導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)爆燃。柴油機(jī)出現(xiàn)壓縮比增大的情況，不僅會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)的功率下降，也會(huì)對(duì)柴油機(jī)的其他零件造成破壞，從而導(dǎo)致柴油機(jī)的使用壽命縮短。

（2）使柴油機(jī)溫度升高

      因?yàn)榉e碳是熱的不良導(dǎo)體，其導(dǎo)熱系數(shù)只有鑄鐵或者鑄鋼的百分之二。當(dāng)柴油機(jī)內(nèi)的燃燒室以及活塞頂部覆蓋了一層積碳的時(shí)候，就相當(dāng)于在燃燒室上覆蓋了一層隔熱層，柴油機(jī)在工作的時(shí)候所產(chǎn)生的溫度就不能迅速散發(fā)，從而導(dǎo)致柴油機(jī)的工作溫度上升，影響它的使用壽命。柴油機(jī)出現(xiàn)溫度過高的情況會(huì)產(chǎn)生其他更多不良的現(xiàn)象，比如會(huì)發(fā)生早燃的情況，需要使用的燃料量增加。柴油機(jī)的溫度上升還會(huì)導(dǎo)致機(jī)內(nèi)的部分零件出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象，破壞了各零件之間的正常間隙，使柴油機(jī)在工作的時(shí)候出現(xiàn)失常的現(xiàn)象，影響其正常功能，并且加劇各零件之間的磨損，導(dǎo)致各零件之間卡死12-8。

（3）導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)而漏氣

      如果柴油機(jī)內(nèi)的氣門上面存在積碳的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)，甚至出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象，此時(shí)柴油機(jī)就會(huì)出現(xiàn)壓縮不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致冷車啟動(dòng)困難，并且啟動(dòng)不穩(wěn)定。在工作過程中，柴油機(jī)還會(huì)出現(xiàn)氣門容易燃著的現(xiàn)象，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)影響排氣管的正常工作，出現(xiàn)冒黑煙的現(xiàn)象。

（4）加速氣門桿和氣門導(dǎo)管之間的磨損

      如果柴油機(jī)內(nèi)的積碳在氣門導(dǎo)管以及氣門桿部?jī)?nèi)出現(xiàn)結(jié)膠的情況，就會(huì)導(dǎo)致氣門桿和氣門導(dǎo)管機(jī)間的磨損加速，甚至還會(huì)引起氣門桿在氣門導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)卡死的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致氣門故障。

（5）導(dǎo)致噴孔堵塞

      柴油機(jī)內(nèi)的積碳如果過多并且附著在噴油器的噴嘴頭部，會(huì)導(dǎo)致噴孔出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，或者針閥出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)霧化不良的情況。積碳的存在，也會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)滴油的現(xiàn)象，使得柴油機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候存在困難，或者出現(xiàn)不完全燃燒的現(xiàn)象。在使用過程中，積碳過多會(huì)也會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)的排氣管出現(xiàn)放炮或者冒黑煙的情況，甚至還會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的敲擊聲。

（6）導(dǎo)致活塞環(huán)邊隙和背隙變小

      柴油機(jī)內(nèi)部的零件較多，如果積碳堵塞在活塞環(huán)槽內(nèi)，就會(huì)導(dǎo)致活塞環(huán)間隙變少，甚至出現(xiàn)無間隙的現(xiàn)象。這個(gè)時(shí)候就很容易造成活塞環(huán)膠失去彈性，甚至導(dǎo)致整個(gè)活塞環(huán)出現(xiàn)折斷的現(xiàn)象。

（7）導(dǎo)致柴油機(jī)排氣阻力增加

      當(dāng)柴油機(jī)內(nèi)的積碳堆積在排氣道或者排氣管內(nèi)，就會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)內(nèi)的排氣阻力增加，從而導(dǎo)致缸內(nèi)排氣阻力上升，柴油機(jī)就會(huì)出現(xiàn)排氣不干凈，從而導(dǎo)致其在工作時(shí)溫度上升，功率下降。

三、柴油機(jī)積炭的常規(guī)解決辦法

1、清除方法

      傳統(tǒng)清除積炭的方法一般采用機(jī)械刮除法和化學(xué)除炭法，最新技術(shù)為加氫除炭法是更加優(yōu)秀的方法。

（1）解體法（機(jī)械刮除法）

      用機(jī)械方法清除積炭時(shí)，一般采用鏟刀或金屬絲在氣缸蓋、燃燒室表面、活塞頂以及活塞環(huán)槽等部位做機(jī)械鏟除。機(jī)械刮除法雖然工作簡(jiǎn)便，但由于積炭與金屬粘結(jié)得比較牢固，這種方法很難將積炭清除干凈，而且極易在金屬表面上留下傷痕，這些傷痕會(huì)成為新的積炭中心，導(dǎo)致更加嚴(yán)重的積炭。同時(shí)，由于柴油機(jī)拆卸重新裝配后，其動(dòng)力、密封性能會(huì)遜色于原廠，所以一般情況下，清潔發(fā)動(dòng)汽缸內(nèi)的積碳不宜經(jīng)常進(jìn)行，否則柴油機(jī)性能將大打折扣。

（2）不解體法（化學(xué)除炭法）

      化學(xué)除炭法主要是用脫炭劑先將零件上的積炭軟化，然后加以清除。這種方法清除積炭較為徹底，也不會(huì)劃傷零件表面。

（3）最新技術(shù)（加氫除炭法）

      由于氫氣的參與，可以拓寬柴油機(jī)稀燃極限，影響過量空氣系數(shù)，進(jìn)而改善柴油機(jī)的稀燃性能；在空燃比確定的情況下，隨著摻氫比的提高，燃燒持續(xù)期會(huì)縮短，表明摻氫確實(shí)可以提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?；同一空燃比下，摻氫比越高，NOx排放量越大。這是因?yàn)闅錃獾募尤胩岣吡巳紵郎囟?，而高溫是NOx形成的主要因素；摻氫可降低HC的排放，這是因?yàn)闅錃饪梢蕴岣呋鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?，減小淬熄距離，從而降低了不完全燃燒的可能性。C濃度由于氫氣的加入而有所降低也是HC排放下降的一個(gè)原因。在過量空氣系數(shù)小于1.7的區(qū)域，摻氫與否對(duì)于CO排放的影響不明顯，但一旦過量空氣系數(shù)超過1.7，摻氫越多，CO排放越低。這歸功于氫氣良好的燃燒特性，特別是在稀燃料的情況下?？偠灾?，通過柴油機(jī)摻氫燃燒，改善了柴油機(jī)燃燒特性，促進(jìn)了混合氣的完全燃燒，提高了火焰的傳播速度和燃燒溫度，火焰熱量集中，燃燒速度快，穿透力強(qiáng)，促進(jìn)了積炭的剝離與燃燒。對(duì)除炭試驗(yàn)表明，通過將分離產(chǎn)生的氫氣引入柴油發(fā)電機(jī)組，對(duì)積碳進(jìn)行物理去除與傳統(tǒng)使用化學(xué)催化劑的清洗相比，更環(huán)保、更便捷、也更加徹底。

 2、預(yù)防措施

（1）加注全新康明斯?jié)櫥?/span>

      為了讓柴油機(jī)發(fā)揮最強(qiáng)效果，建議經(jīng)常給柴油機(jī)加注全新康明斯的潤(rùn)滑油，它在柴油機(jī)內(nèi)能夠潤(rùn)滑機(jī)械部件，能抑制磨損，把積碳帶走。

（2）清洗燃油系統(tǒng)

      所有柴油機(jī)都有燃油系統(tǒng)，這是汽車燃油運(yùn)行最重要的部分，建議定期把燃油系統(tǒng)的碳顆粒清理干凈，以免影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，減少積碳的產(chǎn)生。除碳效果如圖5所示。

（3）定期更換機(jī)油濾清器

      機(jī)油濾清器的作用是過濾機(jī)油，將雜質(zhì)、沉淀物和碳渣過濾出來，以確保柴油機(jī)可以正常工作，建議定期更換機(jī)油濾清器，消除潤(rùn)滑系統(tǒng)中積存的碳顆粒。更換步驟如圖6所示。

（4）按照最低氣溫選擇柴油牌號(hào)

      柴油機(jī)在工作的過程中，受到各種因素的影響，生成積碳的現(xiàn)象是不可避免的。工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合柴油機(jī)積碳生成的原因來采取相應(yīng)的措施，從而減少積碳的生成。在選擇柴油牌號(hào)的時(shí)候，工作人員要結(jié)合最低的氣溫來選擇。一般情況下柴油的零點(diǎn)要比當(dāng)?shù)禺?dāng)月的最低氣溫低4℃～6℃,所選擇的柴油要保證在最低氣溫的時(shí)候不能出現(xiàn)凝固或者結(jié)蠟的現(xiàn)象。當(dāng)?shù)貐^(qū)最低溫度在4℃以上，一般選用零號(hào)柴油。當(dāng)最低溫度是處于-5℃以上的地區(qū)，一般選用-10號(hào)柴油。當(dāng)?shù)貐^(qū)最低溫度位于-5℃～-14℃,所適用的柴油是-20號(hào)柴油。當(dāng)?shù)貐^(qū)的最低溫度處于-14℃～-29℃,所選用的柴油是-35號(hào)。一般情況下，在選擇合適的柴油牌號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)是從該年的十月份到次年的五月份期間選用-35號(hào)柴油，其他的時(shí)間段可以使用零號(hào)柴油。

（5）正確使用柴油機(jī)

      在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要加強(qiáng)對(duì)機(jī)油壓力以及溫度變化的監(jiān)控，避免柴油機(jī)出現(xiàn)過熱工作的現(xiàn)象，保證柴油機(jī)不處于超負(fù)荷的工作狀態(tài)。當(dāng)柴油機(jī)出現(xiàn)停機(jī)的情況時(shí)，工作人員要先卸除負(fù)荷，然后再降低油門，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)兩分鐘后再停止柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油機(jī)處于低溫的情況下，避免柴油機(jī)出現(xiàn)過冷工作的狀態(tài)，工作人員每天在首次使用柴油機(jī)的時(shí)候，一定要保證柴油機(jī)的油門處于怠速。當(dāng)柴油機(jī)啟動(dòng)正常之后，要先對(duì)柴機(jī)油壓力進(jìn)行檢查，等機(jī)油壓力顯示正常后才能對(duì)機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行提升，從而保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，工作人員可以用中等的轉(zhuǎn)速來對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)柴油機(jī)內(nèi)的溫度升高到40℃之后才能進(jìn)行負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。

總結(jié)：

      柴油機(jī)在工作過程中積碳現(xiàn)象是不可避免的，如果柴油機(jī)內(nèi)積碳過多，會(huì)影響柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至造成比較嚴(yán)重的故障。為了保證柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，工作人員要做好對(duì)柴油機(jī)的檢查和保養(yǎng)，分析積碳形成的原因，及時(shí)解決存在的問題，從而延長(zhǎng)柴油機(jī)的使用壽命。以上就是關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)組積碳清理最佳方法的介紹，建議在柴油機(jī)積碳清理中加以使用，令柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢，柴油機(jī)終生可靠。