柴油机积碳形成原因及清除方法
张轶宏
摘要：介绍了柴油机积碳的成因，分析了积碳产生的危害，提出清除的方法。指出积碳不仅影响柴油机散热，造成柴油机过热，还会增大柴油机压缩比，使柴油机工作恶化，功率下降。提醒用户在使用中要减少积碳的产生，大修时要彻底清除积碳。
关键词：柴油机；积碳；清除方法
中图分类号：TK428 文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.018
积碳是燃料不完全燃烧而形成的沥青、油焦和碳质混合物，多积聚在气缸盖、活塞、气门和喷油嘴头上。随着柴油机使用时间的增长，燃烧室、活塞顶部及排气管等零件的积碳也会愈来愈厚。积碳不仅阻碍了燃烧室和活塞的散热，还缩小了燃烧室的容积，使柴油机的动力性下降，油耗增加，修理柴油机时必须将它清除。下面分析柴油机积碳的成因及危害，提出积碳预防及清除的方法。
1 柴油机积碳形成原因
发动机积碳是燃油与润滑油不完全燃烧的产物。它的产生跟燃油和润滑油使用环境条件及本身的品质密切相关。凡是引起燃油不完全燃烧和润滑油非正常进入发动机高温部位的影响因素均是造成积碳形成的原因。柴油机中积碳形成的主要原因有以下几个方面：①柴油品质差，含有杂质。②柴油机内的润滑油使用时间过长，胶状物含量高。③活塞环松旷、开口过大、气门导管与气门杆之间的间隙过大，导致机油窜入燃烧室内燃烧。④点火正时过早或过迟，喷油泵供油量过大。⑤柴油机长时间低温运转或气缸密封件磨损、损坏，使燃油燃烧不完全。⑥喷油器压力过低，雾化不良，有滴油、漏油现象。⑦柴油机长时间超负荷作业或驾驶员经常轰油门。
2 积碳产生的危害
柴油机内的积碳不仅会加速零件的磨损，而且使柴油机工作性能下降，具体表现在以下6个方面。
（1）增大柴油机压缩比。积碳在气缸壁和活塞上附着过多，会使燃烧室容积变小，压缩比增大，造成柴油机功率下降。还易引发柴油机爆燃、爆震，损坏零件，缩短柴油机的使用寿命。
（2）使柴油机温度升高。积碳是热的不良导体，当燃烧室和活塞顶部覆盖了一层积碳时，柴油机工作时的热量就不能及时地散发出去，造成柴油机温度急剧增高。柴油机过热对其工作会造成诸多不良影响，如润滑油变质、磨损加剧、机件受热变形卡滞等。
（3）气门及其座圈工作面上聚有积碳时，会导致气门关闭不严而漏气；气门导管和气门杆部积碳结胶时，将加速气门杆与气门导管之间的磨损。
（4）喷油器喷油嘴如果粘附了积碳，将导致喷孔堵塞或针阀卡住，使燃油雾化不良，燃烧不完全。
（5）活塞环槽内积碳时，会使活塞环边隙和背隙变小，甚至无间隙。这时极易造成活塞环胶结失去弹性而拉缸，甚至折断活塞环。
（6）排气道和排气管消声器内壁积碳严重时，将导致柴油机排气阻力增加，缸内排气阻力上升，排气不净。
3 积碳清除方法
3.1 化学法
化学法清除积碳是用化学溶剂（退碳剂）将零件表面上的积碳软化，软化的积碳很容易被除掉。退碳剂按性质可分为无机退碳剂和有机退碳剂。
（1）无机退碳剂包括碱金属皂类和碱类。碱金属皂类包括各种肥皂、油酸钾、油酸铵及碱性的合成洗涤剂等。碱类物质有苛性钠、磷酸三钠、氢氧化铵和碳酸铵等。这类退碳剂成本低、毒性小，还能溶解一些坚硬的积碳。尤其是氨水和苛性钠对溶解钢质零件上的硬积碳有特效，但对有色金属腐蚀性大，故只能清除钢质零件上的积碳。用无机退碳剂清除积碳时，溶液的温度为80～95 ℃，零件在溶液中浸放2～3 h，碳充分软化后，用毛刷擦拭，将积碳清除，再用热水清洗零件（水中加0.1%～0.3%重铬酸钾），然后用压缩空气吹干。表1为无机退碳剂的配方。
无机溶剂用水作冲淡剂，使较黏稠的溶剂稀释或使固体溶解，降低溶液的成本。无机溶剂常用硅酸钠、铬酸盐或重铬酸盐作缓冲剂，以防止溶液的碱性成分对有色金属的腐蚀，其用量一般为溶液的0.1%～0.5%。用量过大会降低除碳效果，用量过小则起不到应有的缓冲作用。无机溶剂常用钾皂和三乙醇铵作活性剂，以降低溶液的表面张力，使溶液与积碳很好接触、吸附。无机溶剂具有毒性小，成本低等优点，但退碳效果较差。
（1）有机退碳剂。退碳能力强，常温使用，采用乙醇、苯、松节油、煤油和汽油等为冲淡剂。有机退碳剂常用配方见表2。
按配方1配好后，在室温下将零件浸泡2～3 h，取出后用毛刷沾汽油将积碳除掉。此配方只对铜零件有腐蚀。
配方2配制时先将煤油、汽油和松节油按比例混合，并将氨水倒入苯酚与油酸的混合液中，最后将两种溶液混合在一起，不断搅拌，呈现出均匀橙红色透明液体。注意不能将油酸与氨水直接混合，也不能将所有成分配好后，最后加入油酸，否则将会引起沉淀或分层现象，以致失效。氨水易挥发，不能在阳光下或温度过高的地方操作。使用方法与配方1相同。使用以上两种退碳剂时，因为氨水气味很大，应有良好的排风装置。
3.2 机械法
用刮刀或金属丝刷子清除积碳，金属丝刷子用手电钻或其它动力带动，金属刷按清除积碳部位的形状制做。缺点是积碳不易清除干净，易在零件表面留下伤痕，这些伤痕就是新的积碳生长点。
摘要：介绍了柴油机积碳的成因，分析了积碳产生的危害，提出清除的方法。指出积碳不仅影响柴油机散热，造成柴油机过热，还会增大柴油机压缩比，使柴油机工作恶化，功率下降。提醒用户在使用中要减少积碳的产生，大修时要彻底清除积碳。
关键词：柴油机；积碳；清除方法
中图分类号：TK428 文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.018
积碳是燃料不完全燃烧而形成的沥青、油焦和碳质混合物，多积聚在气缸盖、活塞、气门和喷油嘴头上。随着柴油机使用时间的增长，燃烧室、活塞顶部及排气管等零件的积碳也会愈来愈厚。积碳不仅阻碍了燃烧室和活塞的散热，还缩小了燃烧室的容积，使柴油机的动力性下降，油耗增加，修理柴油机时必须将它清除。下面分析柴油机积碳的成因及危害，提出积碳预防及清除的方法。
1 柴油机积碳形成原因
发动机积碳是燃油与润滑油不完全燃烧的产物。它的产生跟燃油和润滑油使用环境条件及本身的品质密切相关。凡是引起燃油不完全燃烧和润滑油非正常进入发动机高温部位的影响因素均是造成积碳形成的原因。柴油机中积碳形成的主要原因有以下几个方面：①柴油品质差，含有杂质。②柴油机内的润滑油使用时间过长，胶状物含量高。③活塞环松旷、开口过大、气门导管与气门杆之间的间隙过大，导致机油窜入燃烧室内燃烧。④点火正时过早或过迟，喷油泵供油量过大。⑤柴油机长时间低温运转或气缸密封件磨损、损坏，使燃油燃烧不完全。⑥喷油器压力过低，雾化不良，有滴油、漏油现象。⑦柴油机长时间超负荷作业或驾驶员经常轰油门。
2 积碳产生的危害
柴油机内的积碳不仅会加速零件的磨损，而且使柴油机工作性能下降，具体表现在以下6个方面。
（1）增大柴油机压缩比。积碳在气缸壁和活塞上附着过多，会使燃烧室容积变小，压缩比增大，造成柴油机功率下降。还易引发柴油机爆燃、爆震，损坏零件，缩短柴油机的使用寿命。
（2）使柴油机温度升高。积碳是热的不良导体，当燃烧室和活塞顶部覆盖了一层积碳时，柴油机工作时的热量就不能及时地散发出去，造成柴油机温度急剧增高。柴油机过热对其工作会造成诸多不良影响，如润滑油变质、磨损加剧、机件受热变形卡滞等。
（3）气门及其座圈工作面上聚有积碳时，会导致气门关闭不严而漏气；气门导管和气门杆部积碳结胶时，将加速气门杆与气门导管之间的磨损。
（4）喷油器喷油嘴如果粘附了积碳，将导致喷孔堵塞或针阀卡住，使燃油雾化不良，燃烧不完全。
（5）活塞环槽内积碳时，会使活塞环边隙和背隙变小，甚至无间隙。这时极易造成活塞环胶结失去弹性而拉缸，甚至折断活塞环。
（6）排气道和排气管消声器内壁积碳严重时，将导致柴油机排气阻力增加，缸内排气阻力上升，排气不净。
3 积碳清除方法
3.1 化学法
化学法清除积碳是用化学溶剂（退碳剂）将零件表面上的积碳软化，软化的积碳很容易被除掉。退碳剂按性质可分为无机退碳剂和有机退碳剂。
（1）无机退碳剂包括碱金属皂类和碱类。碱金属皂类包括各种肥皂、油酸钾、油酸铵及碱性的合成洗涤剂等。碱类物质有苛性钠、磷酸三钠、氢氧化铵和碳酸铵等。这类退碳剂成本低、毒性小，还能溶解一些坚硬的积碳。尤其是氨水和苛性钠对溶解钢质零件上的硬积碳有特效，但对有色金属腐蚀性大，故只能清除钢质零件上的积碳。用无机退碳剂清除积碳时，溶液的温度为80～95 ℃，零件在溶液中浸放2～3 h，碳充分软化后，用毛刷擦拭，将积碳清除，再用热水清洗零件（水中加0.1%～0.3%重铬酸钾），然后用压缩空气吹干。表1为无机退碳剂的配方。
无机溶剂用水作冲淡剂，使较黏稠的溶剂稀释或使固体溶解，降低溶液的成本。无机溶剂常用硅酸钠、铬酸盐或重铬酸盐作缓冲剂，以防止溶液的碱性成分对有色金属的腐蚀，其用量一般为溶液的0.1%～0.5%。用量过大会降低除碳效果，用量过小则起不到应有的缓冲作用。无机溶剂常用钾皂和三乙醇铵作活性剂，以降低溶液的表面张力，使溶液与积碳很好接触、吸附。无机溶剂具有毒性小，成本低等优点，但退碳效果较差。
（1）有机退碳剂。退碳能力强，常温使用，采用乙醇、苯、松节油、煤油和汽油等为冲淡剂。有机退碳剂常用配方见表2。
按配方1配好后，在室温下将零件浸泡2～3 h，取出后用毛刷沾汽油将积碳除掉。此配方只对铜零件有腐蚀。
配方2配制时先将煤油、汽油和松节油按比例混合，并将氨水倒入苯酚与油酸的混合液中，最后将两种溶液混合在一起，不断搅拌，呈现出均匀橙红色透明液体。注意不能将油酸与氨水直接混合，也不能将所有成分配好后，最后加入油酸，否则将会引起沉淀或分层现象，以致失效。氨水易挥发，不能在阳光下或温度过高的地方操作。使用方法与配方1相同。使用以上两种退碳剂时，因为氨水气味很大，应有良好的排风装置。
3.2 机械法
用刮刀或金属丝刷子清除积碳，金属丝刷子用手电钻或其它动力带动，金属刷按清除积碳部位的形状制做。缺点是积碳不易清除干净，易在零件表面留下伤痕，这些伤痕就是新的积碳生长点。
