改变环保发动机排放的原因及机理（三）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　4、燃烧室沉积物　　燃烧室沉积物主要是指分布在活塞顶、缸盖、排气阀上的沉积物，无铅汽油生成的燃烧室沉积物的元素组成主要是碳、氢、氧、氮、及少量的Zn、Ca、Mn、其各自的质量分率分别是氧16%-25%、氮1%-2.5%碳60%-70%，Zn、Ca、Mn的总量在2%-4%之间。燃烧室沉积物的密度取决于其所含金属元素的含量，无铅汽油沉积物的密度为1530Kg/m3,燃烧室沉积物的比热容在0.84-1.84KJ(Kg.度)之间。燃烧室沉积物的比热容与碳含量有较好的负的关联关系，即随着沉积物中所含金属物质的增加，其比热容减小。燃烧室沉积物中还含有相当多的挥发组分，当加热沉积物到500度时，大约35%的沉积物将会损失。不同层的沉积物的性质不同，靠近缸壁的是低熔点的挥发性组份，主要是高浓度的碳，越向外的层中的沉积物的熔点越高，沉积物表面含高浓度的无机物如：Ca、Zn、Mn。　　通常认为燃烧室沉积物的基本生成机理是燃料及润滑油组分中极性基、重组分首先凝聚在燃烧室的表面，然后进行缩聚、氧化、聚合、热解等反应，生成相应的氧化物。燃烧室沉积物的生成是可逆的，燃烧室沉积物可通过化学过程如氧化和气化而减少，也可以通过物理过程如解吸和挥发组分及气相组分的蒸发及机械清洗如磨损或由热力引起的剥落而减少，沉积物的生成过程很复杂，同一因素导致的结果可能截然相反，例如温度上升时由于氧化可以生成沉积物，但温度上升到一定阶段时，沉积物的生成反而减少。　　一般来说，燃烧室沉积物的生成有一个临界温度，在临界温度以上，由于燃料或润滑油不会凝聚在燃烧室的表面，因此不会生成沉积物。对燃料，沉积物生成的临界温度为325度，对润滑油，由于润滑油的沸点大于燃料的沸点，沉积物生成的临界温度应比燃料高出60度。燃料对沉积物生成最重要的影响因素是燃料的沸点。一般来说，燃料的沸点越高其生成沉积物的趋势越大，因为沸点高的燃料在燃烧室中不易汽化，更容易凝聚在燃烧室的表面，如果有足够的时间，这些液体燃料会由于氧化、热解、聚合、缩聚等反应生成固体的沉积物。　　燃烧室沉积物对环保发动机的正常工作影响是非常大的，首先它使发动机对燃料的辛烷值要求提高，通常发动机在工作一段时间后，要求的辛烷值会提高，这个问题的产生主要是燃烧室沉积物的生成。因为沉积物的生成可以减少发动机燃烧室的容积，从而使发动机的压缩比提高，导致发动机的爆震倾向增大。此外由于沉积物的热容很大，燃烧室表面的沉积物的温度很高，可以点燃混合气，导致爆震，还有人认为沉积物可能会起催化剂的作用，使燃料的氧化反应加速进行，这样在火焰前锋到达之前，燃料由于氧化发生自燃，导致爆震。其次在现代环保发动机的设计中，活塞顶和汽缸头之间的距离越来越小，燃烧室沉积物的存在可以导致活塞顶和汽缸头的间隙更小，当沉积物的厚度大于活塞顶和汽缸头之间的距离，在发动机的压缩行程时，活塞顶和汽缸头会发生碰撞、产生噪音、即积碳敲击，积碳敲击会影响发动机的寿命，严重时会导致发动机的损坏。第三、燃烧室沉积物多为微孔性物质。在进气过程沉积物能吸附混合气中的燃料，使混合气变稀。在脾气过程中释放出来，使排气变差，从而干扰了空燃比反馈控制系统，使发动机工作不正常。　　燃烧室沉积物的主要成份有两类：一种是燃油中抗爆添加剂氧化分解生成的各种金属盐，另一种是燃油及润滑油未完全燃烧的碳元素，在汽油中加入清净分散剂采用喷油嘴、进气道免拆清洗养护产品清洗对于消除和控制燃油及润滑油未完全燃烧产生的积碳比较有效，对于消除和控制燃油中抗爆剂氧化分解成的各种金属盐则不甚理想。

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