积炭对发动机性能影响(二)-- 伟客动力增强剂养护宝典
三、积炭对汽车的影响
1. 积炭对动力性的影响
    对动力性的影响主要表现有:怠速不稳、高速失速;难启动、常熄火、动力下降;易爆震。积炭为什么会影响发动机的动力性呢?
    首先,发动机进气道中的气体流动性能,可以影响到燃烧室中的湍流强度,火焰传播速度和燃烧速率以及燃烧持续时间,从而对发动机的动力性和经济性产生影响。当进气道中存在积炭现象时,会对进气道中气流的流动特性产生影响,通过上面的分析可以得出结论,必然会影响到发动机的动力性和经济性。
    其次,由于积炭是热的不良导体,所以温度较高,在进气、压缩过程中不断加热混合气,从而最终提高了终燃混合气的温度;积炭本身占有一定的体积,因而提高了压缩比。其综合效果为沉积物的存在使得爆震倾向增加。
    {zh1},因为积炭占据了燃烧室中一定的体积,在发动机功率不变的前提下,发动机的输出功率将会降低。在汽车行驶过程中,发动机功率和汽车的行驶的阻力功率总是平衡的。汽车的运动阻力所消耗的功率包括滚动阻力功率、空气阻力功率、坡度阻力功率以及加速阻力功率,而这些项直接对应的就是汽车动力性指标,所以会导致汽车的动力性能下降。
2. 积炭对经济性的影响
    积炭的增多会导致发动机异常耗油。对汽车燃油经济性的评估,通常是根据发动机的万有特性曲线与汽车功率平衡图来进行计算。


图2 发动机万有特性曲线

    万有特性曲线是一组绘制有等功率和等燃油消耗率曲线,如图2所示。根据曲线可以确定发动机在一定转速n,发出一定功率P时的燃油消耗率b。计算时根据等速行驶车速Ua 以及阻力功率P,在万有特性图上利用插值法可确定相应的燃油消耗率b,从而计算出以该速度行驶时单位时间内的燃油消耗量Qt为:

    其中b为燃油消耗率,g为燃油的重度,假设燃油品质一定的情况下,燃油重度g为一常量。从上面对于动力性的分析中可以得到,当存在积炭现象时将会降低发动机的动力性,亦即发动机输出功率将会降低,则当汽车在以同样的等速行驶速度行驶时,为了获得相同的功率,必然需要更高的燃油消耗率。
3. 积炭对汽车排放的影响
    积炭对汽车排放影响的直观表现在汽车冒黑烟。
    燃油在燃烧室中被xx燃烧时,将只会产生二氧化碳和水。但是由于发动机燃烧时间极短,可燃混合气不是xx均匀,燃料的氧化反应不彻底,所以产生了不xx燃烧产物。一氧化碳是碳氢化合物燃料在燃烧过程中生成的中间产物。产生碳氢化合物的主要途径有:在汽缸内燃烧过程中产生;从燃烧室通过活塞与汽缸之间的间隙漏入曲轴箱的窜气;从发动机和燃油系统等处蒸发产生的汽油蒸汽。氮氧化合物的主要来源是空气中的氮气。
    影响发动机排放性的因素很多,但是具体到积炭方面则主要是表现在过量空气系数对排放性的影响。由于发动机出现积炭层之后将会吸收部分燃油,从而导致进入燃烧室中的燃油减少,混合气体的浓度降低,影响到发动机的正常启动。此时,必须增加燃油的供给量以提高混合气体的浓度,实验证明当存在积炭现象的发动机启动时,燃烧室中的混合气浓度已经超过了正常的浓度标准,导致过量空气系数变小。图3为排气污染物与过量空气系数的关系图。从图3可以看出,在过量空气系数从大变小的过程中,氮氧化合物的变化趋势是逐渐减少,而一氧化碳和碳氢化合物的含量逐渐增加。

图3 排气污染物与过量空气系数的关系

    另外,由于积炭占用了燃烧室中的部分体积,从而导致了压缩比的提高,亦即燃烧室表面积和体积之比(面容比)增加,相对增加了激冷面积,增加了碳氢化合物的排放量。这种现象在发动机冷启动、怠速和暖机时对于碳氢化合物的排放量影响较大。同时压缩比的升高,使得{zg}燃烧温度增加,氮氧化物的排放量增加。

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