引擎積碳 VS抖動
從引擎積碳來討論引擎抖動的問題,積碳引起的抖動不管是節氣門、怠速馬達、進排汽門或是燃燒室,抖動發生通常限定在引擎怠速模式,除爆震異音外,積碳引起的引擎抖動屬隱性的馬力瑕疵,常常和缸壓、混合氣及點火系統的良莠牽扯不清,積碳會干擾引擎燃廢控制品質,燃廢較差的引擎也比較容易引起引擎積碳。
雖然說長程高速的操駕可自然排除引擎積碳,不過這還限定引擎是具有完整無暇的燃廢控制,且高速操駕可能排除的積碳僅只限定燃燒室活塞頂的積碳有效,對節氣門、怠速馬達、進氣歧管、進排汽門等等則不然。
引擎積碳主要來自吹漏氣,汽油燃燒產生的碳微粒,及引擎機油因為高溫揮發的油漬,其散佈的情形有燃燒室活塞頂、進排氣門、進氣歧管、怠速馬達,節氣門前後、排氣管等等。
引起積碳的吹漏氣
混合氣引燃後產生強大推力的爆發氣體,氣體大部份經排氣門排出,少數會經活塞環與汽缸壁之間的隙縫竄入機油槽,這就是吹漏氣的由來。
引擎積碳及油泥屯積
引擎進氣行經的途徑以燃燒室為中心點,積碳分布的範圍可分作前後兩段。混合氣燃燒產生的碳末多數屯積在燃燒室及之後的排氣側,排氣門、排氣管,即混和氣燃燒後排氣口排出的途徑為後段,後段積碳的質的較硬。少數隨吹漏氣及引擎機油的高溫揮發氣,經PCV閥及EGR、搖臂蓋廢氣管,重返引擎進氣側的途徑為前段,質的較軟。
引擎機油揮發的油氣是隨吹漏氣回收而夾帶,常附著在進氣側,包括節氣門、怠速馬達、進氣歧管、進氣門背面以及引擎燃燒室,甚至是排氣端。
機油能否耐高溫是關鍵,是否揮發屯積成油泥,端看機油品質,因高溫揮發的機油槽油氣,常隨燃燒室吹漏氣,進入引擎進氣側。吹漏氣就是混合氣在燃燒室爆發後,穿過活塞環與汽缸壁之間,積存於引擎機油槽的廢氣,會破壞引擎曲軸的運轉平衡甚至妨礙活塞下行,機油槽會產生廢氣壓力,易導致引擎各部油封嚴重漏油。
吹漏氣的產生無法避免,設計上的補救辦法就是將吹漏氣導向引擎進氣側,隨新鮮空氣重新進入燃燒室,用來降低機油槽的廢氣壓力及壓制混合氣的燃燒溫度。
回收的吹漏氣經搖臂蓋廢氣膠管導入進氣側, 進氣機構經燻染油氣加上高溫烘燒,油泥因此形成。整個進氣側,由節氣門及怠速馬達延伸,經進氣岐管、引擎進排汽門、引擎燃燒室、活塞頂、汽缸頭、EGR閥門、PCV廢氣閥,甚至是排氣段的觸媒轉換器、含氧感知器,都是積碳及油泥可能覆蓋的範圍。
引擎積碳的產生與屯積,對燃廢控制確實具一定程度的妨礙,不過積碳處理並不困難,遇故障時試探性的清洗很常見。
引擎積碳VS燃廢控制
引擎在最佳狀態下汽油產生積碳仍然無法避免,尤其不完全燃燒,更是增加碳粒的數量,激烈操駕、引擎轉速急升驟降、引擎燃廢故障,都是產生大量碳顆粒的原因。
積碳與引擎燃廢控制的良莠有關,排氣管的黑煙就是碳粒,混合氣燃燒不完全、混合氣過濃、缸壓異常、點火系統跳火衰弱、引擎溫度過低、溫度感知器、含氧感知器、空氣流量計訊號錯誤,都會增加碳粒的產生。
引擎故障抖動的燃廢控制會增加碳粒數量,積碳又妨礙燃廢的表現於是惡性循環,最嚴重可能引起引擎爆震,引擎怠速抖動。
引擎積碳與爆震
燃燒室積碳太過嚴重,易發生混合氣不在設計內的燃燒現象,稱作:預燃。混合氣被高溫燒紅的積碳熱點引燃,火星塞又根據點火正時引發另一個燃點,於是同一個單位額量的混合氣 ,在燃燒室內產生兩個引爆火花,混合氣因此發生兩個爆發推力,互相碰撞抵消動力,這就是積碳引起引擎爆震的由來。
預燃引發的混合氣燃燒會消弱應有的爆發力,易發生引擎爆震,明顯的爆震,常發生在重負荷及急加速。
積碳並不是僅限重負荷,才會干擾動力,較嚴重的燃燒室積碳也會因為預燃,引擎於怠速時期,混合氣受積碳熱點的燃燒干擾,怠速明顯負荷能力較差,轉速修正表現較不穩定,易生怠速抖動。
燃燒室積碳造成的引擎馬力瑕疵較為隱性,可能被察覺的時機多數是爆震異音及怠速負載抖動。除去爆震異音的特色,馬力瑕疵的表現接近點火正時失準,氣門漏氣,點火系統跳火微弱,混合氣過稀。
進氣歧管油泥屯積
引擎進氣錙銖必較,進氣一直都是優化馬力的關鍵所在,引擎再進化的科技多數集中在汽缸頭,而汽缸頭又以進氣方式進化最大。從四汽缸8汽門,進氣渦輪增壓,12汽門,16汽門,到現在的可變汽門及可變進氣喉管,無非是希望在即有的汽缸容積下,得到更充裕的引擎進氣量。
排氣量決定引擎能力,不過先決條件是,有多少的進氣才能有多少排氣,進氣歧管內壁及進排汽門,常附著一層厚厚的 ,機油揮發屯積而成的油泥,高溫烘烤後油泥又成硬塊,隨著屯積的厚度縮小進氣管口徑,相對也就降低 ,單位時間內的引擎進氣量,於高轉速 ,引擎馬力下降。
進氣歧管屯積油泥的現象很普遍,歧管是各缸進氣分配的主要通道,由於製造設置的封閉性,歧管屯積油泥幾乎無法發現。
清洗歧管油泥的方法,以歧管吸入式動態清洗最佳,由於清洗劑的作用需要加溫反應,所以清洗前給引擎加溫是必要的,最理想的情況就是行車後立刻操作。
將清洗溶劑於引擎發動中,應用進氣側真空負壓吸入,清洗溶劑在岐管內的負壓作用下,成噴發擴散,所流經處,對積碳油泥起分解反應,被分解的油碳雜質,進入燃燒室,隨混合氣燃燒且經排氣管排出。
積碳多隨吹漏氣行經的路徑屯積,此款歧管真空吸入的清洗路徑與吹漏氣路徑幾乎完全相同。溶劑進入歧管後,有效清洗範圍包括進氣歧管,進排氣門,活塞頂燃燒室,排氣歧管。
俗稱:吊點滴。除碳作業時間,約半小時。
引擎積碳 VS 機油品質
引擎機油是否耐高溫的條件,是吹漏氣中夾帶機油成份的重要關鍵, 隨著吹漏氣回收的路線,被高溫烘燒而蒸發的機油油氣,可能污染的部位包括節氣門、怠速馬達、進氣歧管、進汽門、排汽門、活塞頂、、汽缸頭、含氧感知器、觸媒轉換器、EGR廢氣閥。
引擎積碳 VS 引擎吃機油
除去機油成份配方導致引擎積碳的問題,引擎吃機油,汽缸與活塞環異常磨損,汽門油封間隙過大,最容易在吹漏氣中夾帶大量的引擎機油。這種因為吃機油而生積碳的引擎,僅只清洗燃燒室是不夠的,進氣歧管與汽門通常會屯積相當的數量,且清洗後短時間就會 再發生,如果有心根治就要分解引擎,搪缸大修。
怠速馬達積碳
怠速馬達是引擎電腦用來控制怠速進氣的作動器,進氣孔約1.5公分口徑,易因油泥屯積堵塞,進氣量不足,妨礙進氣調節,控制閥門作動黏滯,影響引擎運轉平衡穩定,易 生引擎抖動引擎怠速過低。
節氣門黏滯積泥
節氣門用來控制引擎進氣量,在汽油車,節汽門就是油門。微量的碳末覆蓋是正常的,在最嚴格的要求下,只要碳末油泥不妨礙怠速進氣控制,碳末覆蓋可說無法避免。
由於引擎有回收廢氣二次燃燒的設計,廢氣回收又分EGR閥回收的排氣廢氣及PCV閥回收的曲軸箱機油槽吹漏氣。EGR回收的廢氣因為經過燃燒室燃燒,所以成份傾向碳末,質感較硬似積碳。PCV閥回收的廢氣含高溫蒸發的油氣,質感較軟,經長時燻染後易積屯成油泥。
EGR閥及PCV閥回收的廢氣,汙染進氣側,越過節氣門而進入,所以節氣門的背面積泥會比正面嚴重許多。
節氣門及怠速馬達的積泥,主要是由曲軸箱的吹漏氣而來,曲軸箱油底殼因為燃燒室爆發的廢氣經活塞環滲漏而進入,為了排除曲軸箱的廢氣壓力及混合氣對機油的破壞,所以設計吹漏氣回收系統PCV閥。
吹漏氣的通風管有兩支,全都連接在搖臂蓋與進氣側之間,一支裝有PCV閥,一支則是空心軟管。而節氣門與怠速馬達的油泥屯積,大部份來源 ,是沒有安裝PCV閥的吹漏氣通風管。
雖說吹漏氣通風管會汙染節氣門,但也不能取消,這支軟管的安裝除了環保廢氣的問題,吹漏氣會充斥在機油槽,吹漏氣含混合氣成份,會破壞機油槽的機油品質,引擎機械將因此增加磨損。
引擎積碳 VS 廢氣閥故障
將吹漏氣導入進氣側的主要元件,是PCV廢氣閥, 裝在引擎搖臂蓋上面,是一個單向通氣閥門,應用進氣歧管的負壓吸力,連接一條軟管,對引擎內部作吹漏氣的抽出。
PCV閥如果屯積油泥或積碳過多,會有閥門關閉不全或卡滯在全開的狀態,導致引擎怠速抖動,怠速過低等現象。在配置MAP的引擎,會有怠速過高且高低轉速修正頻繁等現象。
PCV閥關閉不全的故障可歸納在進氣側漏氣的範圍,只不過PCV閥漏氣,是管內的單向閥洩漏,常常漏氣嚴重但聽不見漏氣聲,噴灑化清劑無法驗證,確實的拆管測試是唯一的辦法,所幸拆裝簡單並不礙事。
PCV閥也可能因為積碳油泥的屯積完全堵塞,引擎機油槽的廢氣壓力因此升高,對引擎個各部油封形成壓力,引擎容易漏油,如果僅只更換油封沒有處理廢氣閥,漏油的修理常常會無效。