Cặn cacbon động cơ đốt trong: Tích tụ cacbon và phương pháp phòng ngừa

Sự tích tụ cacbon hình thành như thế nào?

Cặn carbon và sự tích tụ là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy trong động cơ do quá trình đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn .
Loại muội đen này , tương tự như muội đen tích tụ trong ống khói, sẽ bám cứng vào các bộ phận bên trong động cơ như vòi phun, thành xi lanh, van nạp, v.v.
Điều đáng ngạc nhiên là những động cơ mới hơn với công nghệ khí thải cải tiến lại dễ gặp phải các vấn đề về động cơ do tích tụ carbon.
Các động cơ cũ hơn dựa vào việc nhiên liệu được phun vào ống nạp bởi kim phun nhiên liệu để hòa trộn với không khí. Hỗn hợp không khí-nhiên liệu này sau đó di chuyển theo các khoảng thời gian nhất định qua các xi-lanh động cơ đến bugi, nơi nó được đánh lửa và cháy.
Một số động cơ hiện đại, chẳng hạn như động cơ phun xăng trực tiếp, dễ bị tích tụ cacbon hơn. Động cơ GDi (phun xăng trực tiếp) sử dụng hệ thống áp suất cao phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt của động cơ. Điều này giúp quá trình đốt cháy hiệu quả và hoàn toàn hơn, từ đó giảm lượng khí thải và cải thiện công suất.

Tuy nhiên, công nghệ hiệu quả này cũng có thể gây tích tụ muội than trên van nạp vì nhiên liệu không thể làm sạch van như các loại động cơ phun xăng khác. Ví dụ, nhiên liệu có thể chảy qua van nạp ở động cơ phun xăng đa điểm, giúp giữ cho van sạch muội than.
Lượng cặn carbon dư thừa có thể khiến động cơ hoạt động kém hiệu quả, gây hư hỏng động cơ và khiến các bộ phận quan trọng bị hỏng.
Sự tích tụ cacbon thường xảy ra do quá trình đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn và khi sự tích tụ cacbon này phát triển, mức độ ăn mòn và mài mòn bên trong động cơ sẽ tăng lên.

Các vấn đề về động cơ do tích tụ cacbon

Cặn carbon có thể làm gián đoạn luồng khí, khiến động cơ hoạt động không đúng thông số kỹ thuật của OEM. Điều này dẫn đến nhiễu loạn vận hành, khiến tỷ lệ không khí-nhiên liệu không ổn định.

Sự không đồng nhất này khiến động cơ có hỗn hợp giàu và nghèo, ảnh hưởng xấu đến độ tin cậy lâu dài của động cơ và gây ra các điểm nóng trong buồng đốt của động cơ.

Điểm nóng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất động cơ. Các khu vực tích tụ carbon cục bộ có thể sẽ bị quá nhiệt do bản chất “giữ” nhiệt của carbon. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng gõ động cơ và giảm đáng kể hiệu suất động cơ.

Sự tích tụ carbon có thể diễn ra nhanh hơn theo nhiều cách. Sử dụng nhiên liệu chất lượng thấp góp phần tạo ra các cặn carbon có hại này.

Nhiên liệu chất lượng thấp thường chứa nhiều chất gây ô nhiễm không chỉ có thể dẫn đến hỏng hóc các bộ phận quan trọng của động cơ mà còn góp phần làm giảm hiệu quả đốt cháy theo thời gian.

Khi nói đến hoạt động cơ học của động cơ, sự không đồng đều về tỷ lệ không khí và nhiên liệu cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành cặn carbon.

Thói quen lái xe là một yếu tố chính góp phần gây tích tụ carbon. Ở những khu vực đông dân cư, mật độ giao thông cao có thể góp phần gây tích tụ carbon trong động cơ xe do xe không thể vận hành hiệu quả trong điều kiện giao thông liên tục dừng và đi.

Mặt khác, việc lái xe nặng chân thường xuyên cũng có thể dẫn đến sự tích tụ carbon nhanh hơn.

Thật không may, người vận hành động cơ có thể không cảm nhận được tác động từ sự hình thành dần dần của cặn carbon ngay lập tức. Thông thường, sự tích tụ carbon ban đầu biểu hiện một cách tinh tế, cho đến khi đạt đến mức độ gây nguy hiểm cho các chức năng quan trọng của động cơ.

Các triệu chứng tích tụ carbon trong động cơ bao gồm:
✅ Cảm biến bị hỏng do bám bẩn
✅ Khói đen từ hệ thống xả
✅ Nhàn rỗi thô bạo/Khởi đầu khó khăn
✅ Động cơ bị lỗi đánh lửa xi lanh
✅ Giảm gia tốc/Hiệu suất

Cách ngăn ngừa sự tích tụ Carbon

Bảo dưỡng phòng ngừa là cách tốt nhất để ngăn ngừa sự tích tụ carbon dư thừa trong động cơ.
Việc cung cấp nhiên liệu chất lượng cho động cơ là rất quan trọng để đảm bảo động cơ hoạt động trong phạm vi dung sai được thiết kế.
Với tình trạng ô nhiễm thường xuyên đáng lo ngại trên toàn bộ chuỗi cung ứng nhiên liệu toàn cầu, cần phải có các biện pháp phòng ngừa để đảm bảo nhiên liệu chất lượng được đưa vào động cơ.
Việc bảo dưỡng động cơ đúng cách cũng quan trọng không kém, chẳng hạn như thay dầu định kỳ bằng loại dầu theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Tùy thuộc vào ứng dụng, các giải pháp có thể bao gồm từ việc bổ sung phụ gia vào nhiên liệu đến việc sử dụng hệ thống bảo dưỡng nhiên liệu chuyên dụng trên các bồn chứa nhiên liệu lớn.
Phụ gia nhiên liệu, chẳng hạn như Tunap, Wepp, AFC, …rất tốt cho việc cải thiện quá trình đốt cháy và nâng cao hiệu suất, giúp giảm cặn bẩn trong hầu hết các thiết kế động cơ.
Đối với tình trạng tích tụ muội than hiện có, có một số giải pháp có thể giúp loại bỏ muội than không mong muốn này. Trong khi động cơ hoạt động ở nhiệt độ vận hành phù hợp, việc tăng vòng tua máy sẽ giúp động cơ đốt cháy muội than tích tụ bên trong.
Việc sử dụng phụ gia nhiên liệu chuyên dụng và xử lý nhiên liệu cũng sẽ hỗ trợ động cơ loại bỏ các cặn bẩn này. Đối với động cơ phun xăng trực tiếp, nơi tích tụ cacbon có thể rất nghiêm trọng, việc vệ sinh van nạp định kỳ được khuyến nghị như một hạng mục bảo dưỡng động cơ.
Hệ thống nạp cũng có thể được làm sạch bằng hóa chất để loại bỏ cặn carbon.
Trong trường hợp tích tụ carbon nghiêm trọng, đầu xi-lanh sẽ được tháo ra để thực hiện công việc sửa chữa van, trong đó cặn carbon được làm sạch bằng tay.
Trong những trường hợp nghiêm trọng, động cơ phải được tháo rời và xây dựng lại để thay thế các bộ phận quan trọng bị hư hỏng không thể sửa chữa do tích tụ carbon.

Nguồn tham khảo