基于氫能源的智能型發(fā)動(dòng)機(jī) 除碳技術(shù)的試驗(yàn)與推廣分析
文章來(lái)源： 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院 于星勝
原標(biāo)題：基于氫能源的智能型發(fā)動(dòng)機(jī) 除碳技術(shù)的試驗(yàn)與推廣分析
摘 要: 針對(duì)目前汽車(chē)后市場(chǎng)多種多樣的發(fā)動(dòng)機(jī)除積碳技術(shù)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)分析，以實(shí)際檢測(cè)的情況分析基于氫能源的智能型發(fā)動(dòng)機(jī)除碳技術(shù)的優(yōu)越性，為其技術(shù)推廣找尋數(shù)據(jù)支撐，為更好、更安全、更環(huán)保地清除發(fā)動(dòng)機(jī)積碳獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。
2014年9月，交通運(yùn)輸部、國(guó)家發(fā)展改革委、教育部、公安部、環(huán)境保護(hù)部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、商務(wù)部、國(guó)家工商總局、國(guó)家質(zhì)檢總局、中國(guó)保監(jiān)會(huì)十部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)汽車(chē)維修業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提高服務(wù)質(zhì)量的指導(dǎo)意見(jiàn)》(交運(yùn)發(fā)〔2014〕186號(hào))文件明確指出:“汽車(chē)維修業(yè)關(guān)系到道路交通安全，關(guān)系到大氣污染防治，關(guān)系到社會(huì)公眾生活質(zhì)量，關(guān)系到汽車(chē)產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展，是重要的民生服務(wù)業(yè)。未來(lái)五至十年，是我國(guó)全面建成小康社會(huì)的關(guān)鍵時(shí)期，汽車(chē)維修業(yè)將獲得更為廣闊的發(fā)展空間，也必將在服務(wù)人民群眾平安、便捷、舒適汽車(chē)生活方面發(fā)揮更大作用。”
政府要突出抓好八個(gè)方面的重點(diǎn)工作，會(huì)同環(huán)保部門(mén)推動(dòng)實(shí)施汽車(chē)檢測(cè)與維護(hù)制度，不斷提高全社會(huì)汽車(chē)尾氣排放治理能力被列為頭等大事。汽車(chē)尾氣排放治理中發(fā)動(dòng)機(jī)除積碳又是重中之重。
一、發(fā)動(dòng)機(jī)除積碳的重要意義
在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，在乏氧的條件下，即擁堵的城市路況，車(chē)輛始終處于走走停停的狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，汽油和正常進(jìn)入燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油不能在氣缸內(nèi)完全充分燃燒，它們產(chǎn)生的油煙和燒焦的潤(rùn)滑油微粒會(huì)進(jìn)一步受到氧化，變成膠質(zhì)粘在進(jìn)氣道、節(jié)氣門(mén)體、進(jìn)氣管內(nèi)面、噴油器、氣門(mén)背面、火花塞、活塞頂部、活塞環(huán)和燃燒室內(nèi)壁等位置，在高溫的反復(fù)作用下，膠質(zhì)又變成瀝青質(zhì)、樹(shù)脂質(zhì)及碳質(zhì)，從而最終形成發(fā)動(dòng)機(jī)積碳。發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于短時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，汽車(chē)長(zhǎng)期工作在惡劣環(huán)境中，長(zhǎng)期在低溫、低速狀態(tài)下行駛，長(zhǎng)期在高溫、高速、超負(fù)荷狀態(tài)下工作都會(huì)加劇積碳的產(chǎn)生。
積碳會(huì)形成許多熾熱面，引起發(fā)動(dòng)機(jī)早燃和爆燃，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效果，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。積碳相當(dāng)于火花塞電極間并聯(lián)分路電阻，造成火花塞漏電不能點(diǎn)火。積碳會(huì)使活塞環(huán)的邊隙、背隙變小，造成活塞環(huán)膠結(jié)失去彈性，甚至折斷而拉缸。積碳極易卡死噴油嘴，使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，造成發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸運(yùn)行或突然熄火。這些故障造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難、加速不良、怠速不穩(wěn)、爆震敲缸、噪音增大、油耗增加、尾氣排放超標(biāo)，嚴(yán)重污染環(huán)境，使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放清潔性大大降低，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)除積碳必要時(shí)是必須進(jìn)行的。
二、各種發(fā)動(dòng)機(jī)除積碳方法的比較
目前，汽車(chē)后市場(chǎng)出現(xiàn)了多種多樣的發(fā)動(dòng)機(jī)除積碳技術(shù)，為了驗(yàn)證各類(lèi)技術(shù)的具體實(shí)施效果，筆者對(duì)主流的除積碳技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。
(一)高速行駛清除積碳
有許多車(chē)主認(rèn)為可以通過(guò)跑高速來(lái)燒掉積碳，其實(shí)不是這樣的。我們選擇本校教師的一輛行駛75000多公里的1.6L排量的奇瑞作為試驗(yàn)車(chē)。首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拆解，通過(guò)目測(cè)發(fā)現(xiàn)，這臺(tái)奇瑞的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道和節(jié)氣門(mén)體積碳非常明顯。再用內(nèi)窺鏡檢查了氣缸內(nèi)，發(fā)現(xiàn)積碳情況也比較嚴(yán)重。檢查完積碳后，我們按照規(guī)定規(guī)范的裝回各部件，記錄現(xiàn)在里程，為避免發(fā)生意外，檢查了車(chē)輛輪胎和油液等。我們以低檔5000左右的高轉(zhuǎn)速，跑了大慶一個(gè)來(lái)回近300公里?；氐綄?shí)訓(xùn)車(chē)間，再一次拆解進(jìn)氣道等檢查積碳情況，發(fā)現(xiàn)除積碳效果微乎其微。
通過(guò)驗(yàn)證，我們?cè)僖淮巫C實(shí)了利用低檔位高轉(zhuǎn)速清理積碳的作用是微乎其微的。對(duì)新車(chē)來(lái)說(shuō)，經(jīng)常跑一下抵擋位高轉(zhuǎn)速是可以緩解積碳形成的，高速行駛只是不容易產(chǎn)生積碳，而不是可以清理積碳，所以對(duì)于積碳嚴(yán)重的車(chē)來(lái)說(shuō)，就必須選用其他方法來(lái)對(duì)積碳進(jìn)行清潔了。
(二)拆機(jī)清洗除積碳如果積碳危害，影響到汽車(chē)行駛的情況，必須進(jìn)行徹底清除?？梢詮氐浊宄e碳的方法，毋庸置疑，就是傳統(tǒng)的拆機(jī)修理清除積碳。
拆機(jī)清除積碳工作時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)維修人員的素質(zhì)、維修技術(shù)手段、維修場(chǎng)地和環(huán)境要求較高。同時(shí)，受配件和技術(shù)的差異影響，經(jīng)常發(fā)生并發(fā)性遺留故障，有時(shí)會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生傷害?？傊?，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢(qián)、質(zhì)量不易保障，不到萬(wàn)不得已，不建議解體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行積碳清理。
(三)吸入化學(xué)試劑方式除積碳
吸入化學(xué)試劑方式除積碳的方法，因其操作時(shí)掛了一個(gè)充裝試劑的吊瓶，所以俗稱(chēng)“打吊瓶”。這種方法是利用化學(xué)藥劑作為清除積碳原料，使化學(xué)藥劑進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，與積碳及缸壁、密封件等發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使積碳中的物質(zhì)產(chǎn)生分子變化，從而得到清洗。
我們?nèi)匀皇褂媚禽v1.6L排量的奇瑞作為試驗(yàn)車(chē)，切換供油系統(tǒng)，讓化學(xué)藥劑替代燃油，在壓縮空氣的帶動(dòng)下進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，再用專(zhuān)用噴劑清洗進(jìn)氣道。一吊瓶約500ml化學(xué)試劑完全耗盡后，裝復(fù)車(chē)輛供油系統(tǒng)，運(yùn)行一會(huì)兒發(fā)動(dòng)機(jī)，再出去跑了50公里高速。回到實(shí)訓(xùn)車(chē)間，再一次拆解進(jìn)氣道等部件，目測(cè)發(fā)現(xiàn)，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道和節(jié)氣門(mén)體積碳基本清除干凈，再用內(nèi)窺鏡檢查了氣缸內(nèi)，發(fā)現(xiàn)積碳清除效果良好。實(shí)踐證明，“打吊瓶”清除積碳效果還是不錯(cuò)的。
(四)泡沫注入化學(xué)試劑方式除積碳
泡沫注入化學(xué)試劑方式除積碳，即通過(guò)局部拆解發(fā)動(dòng)機(jī)，將發(fā)泡的化學(xué)藥劑注入發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)腐蝕清除氣缸中的積碳。
我們選擇本校教師的一輛行駛50000多公里的1.6L排量的高爾夫作為試驗(yàn)車(chē)。首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拆解，通過(guò)目測(cè)和內(nèi)窺鏡檢查了積碳情況，該車(chē)正常上下班代步，未做過(guò)任何積碳清理工作，積碳情況比較嚴(yán)重。用內(nèi)窺鏡檢查完積碳后，不裝復(fù)火花塞，依次對(duì)各個(gè)氣缸注入化學(xué)藥劑泡沫，之后靜置15分鐘，再用專(zhuān)業(yè)機(jī)器吸出化學(xué)藥劑。清潔后，重新用內(nèi)窺鏡檢查氣缸內(nèi)，發(fā)現(xiàn)積碳清除效果較好，但氣門(mén)與進(jìn)氣道等處效果不良，用專(zhuān)用噴劑清洗進(jìn)氣道等處，積碳清除效果才可以接受。
(五)燃料添加化學(xué)試劑方式免拆除積碳
有很多車(chē)主還認(rèn)為使用燃油系統(tǒng)積碳清洗劑也可以清除積碳，而且這種方法更加方便，且不需要借助任何設(shè)備，只要加油前加注一瓶燃料添加劑到汽油箱，然后再加滿(mǎn)汽油，就可以清洗發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的積碳了。那么，這種方法到底有沒(méi)有效果呢?我們找來(lái)了兩位熱心的教師車(chē)主，一起試驗(yàn)一下這種燃料添加化學(xué)試劑方式免拆除積碳的效果。
兩臺(tái)車(chē)經(jīng)前期拆檢與內(nèi)窺鏡檢查，江淮瑞鷹行駛了30000多公里，積碳比較明顯，帕薩特行駛150000多公里，積碳嚴(yán)重。正常使用燃油系統(tǒng)積碳清洗劑十多天后，一箱油基本用盡后，對(duì)兩臺(tái)車(chē)分別進(jìn)行了二次檢查。江淮瑞鷹清除積碳有一定的效果，帕薩特基本看不出有大的改善。汽車(chē)燃油里加入積碳清洗劑后，要時(shí)常低擋高轉(zhuǎn)速的跑一下，這樣利于沖刷掉軟化溶解的積碳，清洗效果會(huì)好一些。燃燒室比較頑固的積碳，必須循序漸進(jìn)，慢慢軟化溶解清洗，否則，積碳成塊的脫落會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸等故障。
通過(guò)對(duì)以上兩臺(tái)車(chē)的試驗(yàn)情況來(lái)看，燃料添加化學(xué)試劑方式使用起來(lái)比較方便，對(duì)于積碳不是特別嚴(yán)重的車(chē)輛來(lái)說(shuō)還是比較有效的。同時(shí)，化學(xué)試劑燃燒后污染環(huán)境的問(wèn)題還是有待進(jìn)一步關(guān)注的。
(六)基于氫能源的氫氧機(jī)免拆除積碳
基于氫能源的氫氧機(jī)免拆除積碳，是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)下，將氫氧氣體經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣岐管送入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，并迅速擴(kuò)散到發(fā)動(dòng)機(jī)以及與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的各處，與燃料進(jìn)行混合燃燒。由于氫氧氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的氫氧焰具有內(nèi)壁附著特性、催化特性和高溫特性，可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部及三元催化中積留長(zhǎng)久的頑固積碳，邊熔解邊燃燒直至積碳完全清除。
我們?nèi)匀皇褂脛偛盘岬降哪禽v帕薩特作為試驗(yàn)車(chē)，通過(guò)進(jìn)氣管真空管連接智能型發(fā)動(dòng)機(jī)氫氧除碳機(jī)，正常怠速著車(chē)即可，清洗過(guò)程大約持續(xù)30分鐘左右。移除氫氧除碳機(jī)，回復(fù)真空軟管安裝，高轉(zhuǎn)速運(yùn)行一會(huì)兒發(fā)動(dòng)機(jī)，眼見(jiàn)著黑色的污水從排氣管?chē)姵?，幾次加油門(mén)后，尾氣就看不出異常了。當(dāng)車(chē)輛冷卻后，進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)積碳清除效果非常好，活塞表面恢復(fù)了金屬本色，而且無(wú)任何損傷痕跡。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氫氧除碳機(jī)除碳過(guò)程不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成任何損害，而且回避了傳統(tǒng)化學(xué)除碳方式存在污染環(huán)境的問(wèn)題，受技術(shù)人員的影響因素降到最低。綜合分析，除積碳的方法是最科學(xué)環(huán)保而且能夠收到良好效果的方法。
三、基于氫能源的智能型發(fā)動(dòng)機(jī)除碳裝置技術(shù)推廣可行
基于氫能源的智能型發(fā)動(dòng)機(jī)除碳裝置是智能化系統(tǒng)的集成，以純凈水為原料，通過(guò)電解分為氫氣和氧氣，再以氫氣為原料，以氧氣助燃，通過(guò)進(jìn)氣歧管送入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，與燃料和空氣進(jìn)行混合燃燒。通過(guò)氫氧催化原理、富氧燃燒原理、水氫循環(huán)原理等特性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)積碳進(jìn)行全面徹底的清除，恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，并且不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成任何損害，避免了傳統(tǒng)化學(xué)除碳劑污染環(huán)境的不足，必將對(duì)全社會(huì)的汽車(chē)節(jié)能減排領(lǐng)域產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。
能源緊缺和污染治理已經(jīng)成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)，汽車(chē)污染已經(jīng)成為國(guó)家重點(diǎn)治理對(duì)象，減排刻不容緩，汽車(chē)行業(yè)的節(jié)能減排首當(dāng)其沖。使用基于氫能源的智能型發(fā)動(dòng)機(jī)除碳裝置，在恢復(fù)汽車(chē)動(dòng)力的同時(shí)，能有效減少尾氣排放，必然成為未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的減排利器。國(guó)內(nèi)汽車(chē)的保有量增長(zhǎng)趨勢(shì)還在不斷擴(kuò)大，因此該技術(shù)的應(yīng)用，必然會(huì)使整個(gè)汽車(chē)后市場(chǎng)的整體養(yǎng)護(hù)水平和方法有一個(gè)巨大的質(zhì)的飛躍與提升。
