拉高轉能清除積碳嗎?積碳到底要如何移除?

發動機積碳可以說是車主們老生常談的話題了,只要是臺燃油車,發動機就必然會產生積碳。這時候有些老司機可能回跳出來說:在大直道上來腳

地板油!就能把積碳燒掉。那麼問題來了,拉高轉真的能燒掉積碳嗎?

拉高轉能清除積碳嗎?積碳到底要如何移除?

想要明確拉高轉能否清除掉髮動機積炭,我們需要明確以下幾個問題:

1. 在什麼溫度條件下,積碳會在發動機內部產生

注意此處指的發動機積碳產生部位,不僅僅是包括汽缸內壁,還包括活塞表面,進氣門,節氣門。

2. 在什麼溫度條件下,積碳會消失

3. 發動機到底能不能產生足夠的溫度,把積碳清除掉?

拉高轉能清除積碳嗎?積碳到底要如何移除?

如果我們把發動機積碳這個現象級事情,理解為一個動態過程的話,問題就會變得更加清晰。如果積碳的產生速度比積碳消失速度快,發動機內部的積碳含量必將越來越多,多到一定程度的時候,就是時候去汽修廠來一次大保健了(缸內清洗)。如果積碳的消失速度大於產生速度,那麼就完全不必擔心積碳對發動機壽命和工況的危害。尤其是搭載缸內直噴的發動機,由於其燃油噴射方式的特殊性,使其缸壁更容易產生積碳。而老司機口中所說的拉轉速,是指在高負載高轉速的條件下,發動機由於快速做功,在短時間內產生大量熱量,將缸內積碳燒掉,以達到清除積碳的目的。

拉高轉能清除積碳嗎?積碳到底要如何移除?

筆者為此查閱了相關論文,在“Mechanisms of Deposit Formation in Internal Combustion Engines and Heat”(內燃機積碳生成原理)這篇paper中講到,積碳產生的溫度在195-290℃之間,而在200℃的條件下,積碳的生成速度最快。所以當缸內局部溫度達到200℃左右的時候,積碳就會瘋狂形成。有人會說,發動機的工作溫度不是90℃左右嗎,怎麼會達到那麼高?這裡我們要明確90攝氏度指的是發動機機油溫度,而燃燒溫度指的是發動機缸內油氣混合氣燃燒時的溫度,溫度可是要遠遠高於90℃的。而當某些特定的部位的溫度區間剛好在195-290℃之間時,多多少少就會有積碳在這些部位生成。坊間對於積碳的定義是,汽油不完全燃燒產生的碳,其實更準確的說,這些不完全燃燒產生的碳在這個特定溫度下,和缸壁的金屬發生化學反應,這些炭(Carbon)十分牢固地粘在了缸壁上,這才產生了我們所說的積碳。

一旦溫度低於195℃或高於290℃,這些碳不容易與金屬發生粘連,因此會隨著尾氣排出發動機。

簡短總結一下,溫度在195-290℃之間,最容易產生積碳。

而一旦碳和發動機內部機件發生粘連,頑固的積碳就真真正正形成了。根據“Effect of Elevated Piston Temperature on Combustion Chamber Deposit Growth” (內燃機機活塞積碳影響因素)這篇論文中提到:當局部溫度達到

325℃以後,發動機內附著的頑固積碳會被剝離,相當於此時發動機產生的熱量,足以讓積碳滾蛋。而且,一旦溫度高於325℃,完全不會有積碳產生,而且這些掉下來的積碳會隨著發動機尾氣排出缸體。

小結論:溫度高於325℃,積碳會從金屬表面上剝離。

我們在一開始講到,積碳產生的部位涉及到所有和油氣混合氣直接接觸的部位,如缸體內壁,活塞表面,進氣門,排氣門以及氣門室蓋。在普通汽油發動機工作的過程中,活塞表面溫度是280-300℃且通過機油來冷卻,而缸壁由於是通過冷卻液冷卻的,溫度會更低。而油氣混合氣的燃燒溫度可以達到1000℃以上,所以活塞表面基本不會產生積炭。所以無論你是佛系駕駛還是腳腳地板油,都不會導致活塞表面形成積碳。至於排氣門和進氣門,由於排氣門會排出燃燒後的高溫廢氣,溫度範圍是650-800℃,大大高於清除積碳的最低溫度,而進氣門吸入的是低溫的油氣混合氣(對於缸內直噴發動機,是直接吸入空氣),溫度範圍是170-190℃

。但研究大佬們發現,當在高負載高轉速的工況下,進氣門的溫度會達到270℃左右,直接導致積碳的生成。因此!此處劃重點!並不是簡單地在直路上踩幾腳地板油就能把積碳燒掉,反而有可能使積碳反而增多!而為什麼賽道上的賽車積碳極少,是因為賽車發動機的工況往往是長時間的高負載高轉速,其缸內溫度持續遠遠超過325℃,完全不給積碳堆積的機會!

拉高轉能清除積碳嗎?積碳到底要如何移除?

進氣門和節氣門

拉高轉能清除積碳嗎?積碳到底要如何移除?

發動機活塞

因此結論是:

1. 活塞表面和排氣門由於長時間處於高溫條件,基本不附著積碳

2. 短時間踩幾腳地板油,由於溫度不夠高,積碳反而更多

3. 長時間高負載高轉速工況,氣缸內部溫度足夠高,有利於排出積碳!

所以看到這裡大家就納悶了,到底要怎麼清除缸內積碳。結論是要麼使發動機較長時間處於Race工況,要麼乖乖到汽修店做缸內清洗。況且發動機是十分耐用的機械產品,並非那麼脆弱,少量的積碳並不影響其正常工作,真的不必過於糾結。

以上


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