汽车拉高速对除积碳有用吗?拉高速和拉高发动机转速是一回事吗?

今天大家在一起闲聊,说到一个话题,那就是汽车拉高速对清除积碳有作用吗?很多人都说没有什么样,如果有用,我何必上高速呢,拉高速不就是拉高发动机的转速嘛,我原地把发动机转速拉高不也能起到同样的效果吗?那么这种说法究竟对不对呢?汽车拉高速究竟能不能清除发动机中的积碳呢?拉高速和拉高发动机转速是一回事吗?下面我们就来探讨这个大家非常关心的话题。

首先来给大家讲一个小故事。

在上世纪八十年代,中国从德国进口了一批奔驰轿车,用于外交接待和重大会议接待。在当时这可是最高级的尊贵玩意,一般人是根本接触不到的,因此选派的司机都是驾驶技术好、责任心强的优秀员工,并且使用的机会较少,很多时候都是在市区低速行驶。

可是即使这样精心的使用,这些车辆在一段时间之后,却集体出现了怠速抖动、加速不良等故障,以当时国内的汽车维修技术水平查找不到故障原因。这可急坏了车队队长,向上级报告说这批车的质量有问题,无法修复,申请厂家来协助解决。这件事很快反映到了奔驰总部,德国奔驰也很重视这个问题,就派了几个技术专家来协助解决这个问题。

这些专家来到中国之后,对这些车进行了仔细的检查,但是却没有给出维修意见,而是问车队队长,北京有没有可以长距离高速行驶的道路?队长说有啊,从市区到密云水库,一百多公里的路程,路况非常好。德国专家说:那好,让你们的司机都上车,跟着我开。我怎么开,就让他们怎么开;我开多快,就让他们开多快。随后他们就开车上路了,德国专家开头车,开得速度飞快,几乎脚脚地板油,发动机转速极高,最高车速将近二百公里。中国司机平时从来都没有这样开过,都是很小心的缓慢加油,最高车速都没有超过一百,冷不丁这样开车,都非常担心把车开坏了。

很快他们就到达了目的地,德国专家下车后说的第一句话就是:现在检查一下你们的汽车,还抖不抖了?加速怎么样?中国的司机一检查,惊讶的发现:怠速抖动、加速不良等故障都消失了,发动机转动平稳,加速有力,汽车行驶起来比以前通透多了。这究竟是怎么回事呢?车队队长迫不及待的问德国专家,而专家只说了两个字:积碳!

原来,这些汽车长时间在市区低速短距离行驶,发动机中积累了一定程度的积碳,这些积碳导致发动机出现了怠速抖动、加速不良等故障。现在汽车经历了高速行驶后,清除了一部分积碳,由于积碳导致的故障就自然的清除了,发动机恢复到了最佳的状态。后来这些车在德国专家的指导下,定期高速行驶,再也没有出现过由于积碳导致的故障。

这个小故事说明了什么呢?那就是汽车跑高速确实可以清除发动机中的积碳,这一点与很多人的观点是相反的,但事实确实如此。科学的实验也证明了这一点:汽车以三千转以上的转速,在高速公路上行驶十分钟左右,大约可以清除发动机中20%左右的积碳,但是对长时间积累形成的顽固性积碳作用不大。

那么汽车拉高速为什么能清除发动机中的积碳呢?这我们要从积碳的来源说起。

积碳是发动机在工作过程中,机油和燃油中不饱和烯烃和胶质在高温状态下不完全燃烧产生的残留物,没有及时随尾气排出而堆积在系统内的各个位置,从而形成一种黑色的焦着状的物质,人们称之为“积碳”。但是积碳并不是“碳”,而是一种有机化合物,它一般呈海绵状,具有吸油特性,会将汽油吸附到其中再变成积碳,从而形成恶性循环,以致积碳越来越严重,从而改变发动机的结构参数,降低发动机性能,导致发动机出现怠速抖动、加速无力、油耗增高、冷启动困难等故障,影响汽车的正常使用。

那么积碳究竟是如何形成的呢?前文说了,积碳是由汽油和机油不完全燃烧产生的。当我们熄灭发动机的一瞬间,点火被马上切断,但是这次工作循环所喷出的汽油却无法被回收,汽油中的蜡和胶质物就在燃烧室等部位沉积下来,在高温作用下形成了积碳;同样,曲轴箱强制通风系统会将一部分机油蒸汽带入燃烧室参与燃烧,当发动机熄火后,这些机油蒸汽就在进气系统中沉积下来,经过一系列的物理和化学变化,逐渐形成了积碳。另外,如果汽车长时间低温、低速行驶,发动机会喷射更多的燃油,燃烧室的温度也较低,这些多余的燃油也会在燃烧室中沉积形成积碳。所以积碳并不是短时间形成的,而是有一个过程,形成时间的长短与汽车的使用环境、发动机结构、机油与汽油的品质、驾驶员操作等都有一定的关系。一般轻度的积碳不影响汽车正常使用,只有严重积碳时才会影响汽车的性能。

那么我们在日常使用中哪些驾驶习惯会造成燃油不完全燃烧呢?一个最重要的原因就是汽车长时间低温低速行驶(城市拥堵路况下)和长时间原地热车,在这两种工况下,进入发动机中的可燃混合气空燃比较低(浓混合气)、雾化不均匀、涡流流动速度较慢,因此导致可燃混合气燃烧速度较慢,燃烧温度较低,有一部分燃油不能完全燃烧,这样就会有部分燃油在发动机燃烧室中沉积下来行成了积碳。此外,使用了劣质的燃油或机油、发动机烧机油等,也会加速积碳的形成速度。还有就是现在普遍使用的缸内直喷发动机,由于在进气道中没有汽油这种良好的溶剂,所以进气门积碳是非常严重的。

那么汽车在高速行驶时,发动机的燃烧状况是怎么样的呢?比如汽车以3000转/分钟的转速、120公里/小时的速度巡航时,此时燃油供给系统供给发动机的是较高空燃比的可燃混合气(稀混合气),同时混合气雾化均匀、流动速度快,这样的混合气在燃烧室中可以完全燃烧,燃油没有剩余,自然就不会产生积碳了。另外,此时的发动机转速和负荷都比较高,进气量大并且速度快,可以将部分附着不是很牢固的积碳冲刷下来,与混合气一起被燃烧掉了;还有就是在这种情况下,可燃混合气的燃烧温度非常高,可以使积碳高温熔解并被燃烧掉,发动机中的积碳会越来越少。所以,汽车高速行驶,不仅仅不会产生积碳,而且可以清除积碳,从理论上来讲,只要持续的时间足够长,可以将燃烧室中的积碳完全清除掉,如果配合具有除积碳作用的燃油添加剂,效果会更加明显。但是这样做只能清除燃烧室中的积碳,对于节气门积碳和进气门积碳是没有作用的。

关于这一点,曾经有人专门做过实验。将一台积碳严重的发动机火花塞拆下,用内窥镜观察燃烧室的积碳情况,然后让这辆车分别城区正常行驶、城区低档位高转速行驶、高速公路高速行驶,之后观察燃烧室中的积碳情况。结果表明:汽车在城区低速行驶对积碳的清除作用极其有限,而汽车在高速行驶时可以很好的清除积碳,当汽车以三千转以上的转速,120公里/小时以上的速度在高速公路上行驶十分钟左右,大约可以清除发动机中20%左右的积碳。但是继续运行下去,对积碳的清除效果变得不明显,这主要是因为长时间形成的顽固性积碳在短时间内是很难清除的。

在这里必须明晰一个概念,那就是汽车拉高速和拉高发动机的转速是截然不同的两回事。汽车拉高速是指汽车在发动机高转速、高负荷的条件下运行,而发动机高转速运行仅仅是指发动机的转速高而已,它们最大的区别在于发动机负荷率的不同。比如说汽车在高速公路上以3000转/分钟的转速、120公里/小时的速度巡航,此时节气门的开度可能在60%左右,属于中高负荷工况;而汽车停在原地不动,可能只需要把节气门打开30%左右,发动机转速就可以达到3000转/分钟,属于低负荷工况。在这两种工况下,气流的流动速度、燃烧室的温度、燃烧室中气体的压力都是截然不同的,相对来说,高速行驶的汽车这些参数更高一些,对积碳的清除作用也更强。

也会有人这样想,我在城市中让汽车以低档位、高转速行驶,这样是不是也可以清除积碳呢?这样做的效果和汽车在高速公路上高速行驶哪一个效果更好呢?事实上这样做对清除积碳也是有一定效果的,但是却不如拉高速更好。原因还在于发动机负荷率的不同,汽车高速行驶时巨大的空气阻力会大大消耗汽车的功率,发动机必须全力以赴才能完成这样的任务,因此会增加进气、快速燃烧,发动机燃烧室中的温度和压力都比低档位、高转速行驶的汽车更高,清除积碳的效果也更好。

因此说,汽车跑高速对清除发动机积碳是有一定作用的,只是清除的效果有待商榷。对于经常在城区低速、怠速行驶但是积碳还不算严重的车辆来说,拉高速对清除积碳的效果比较好。如果车辆市区行驶接近2000公里,就建议跑跑高速拉转速。不过对于使用汽油或柴油作为动力源的往复活塞式四冲程发动机来说,在现有的技术条件下,没有任何技术可以完全阻止积碳的形成,只能在一定程度上减缓积碳的形成速度。

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