作者： 王建平 张宏宇
摘要：
针对汽油发动机燃烧室、喷油嘴及活塞环区域普遍存在的“高温焦化型”积碳（特别是稠环芳烃类沉积物）难以有效清除的技术难题，本研究开发了一种基于溶剂强化与燃烧室温度-汽化特性精密匹配的搀兑型清洗液（S9326）。通过分子结构优化，该清洗液显著提升了对高温焦化沉积物的渗透与溶解能力。实验室测试表明，依据D/DXLYJ-9326方法测定，其对高温焦化积碳的清洗率由前代产品的61.5%提升至93.7%。溶胀性测试显示，对喷油嘴O型圈、气门油封及活塞裙部抗磨涂层的体积变化率低于2.0%，优于行业标准。低温流动性测试表明，-20℃条件下仍保持澄清流动，无析出。本研究为汽油机燃油系统免拆清洗提供了一种高效、安全、便捷的技术方案。
关键词：汽油发动机；高温焦化积碳；溶剂强化；汽化匹配；免拆清洗
1. 引言
直喷及进气道喷射汽油发动机在长期运行中，喷油嘴、进气阀、燃烧室及活塞环区域会生成复杂成分的沉积物。其中，在高温缺氧环境下形成的“焦化型”积碳，尤其是多环芳烃（PAHs）缩聚产物，结构致密、热稳定性高，常规清洗剂难以有效去除[1]。此类积碳会导致喷油雾化不良、动力下降、油耗升高、排放恶化，严重时引发活塞环卡滞，造成机油消耗量激增。
当前市场上的燃油系清洗产品存在三大共性痛点：（1）对高温焦化积碳清洗力弱，即便延长清洗时间仍效果不彰；（2）易对喷油嘴O型圈、气门油封及活塞裙部抗磨涂层造成溶胀，引发漏油及磨损故障；（3）低温流动性差，冬季需加热后方可使用，影响作业效率。
针对上述问题，本研究基于灵智燎原节能环保技术研究院提出的“溶剂强化+汽化匹配”技术路线，对原有配方F9325进行系统升级，开发出S9326汽油搀兑型清洗液。本文将从分子设计、清洗机理、性能表征及实际应用四个方面系统阐述该技术的科学原理与验证结果。
2. 技术原理与方法
2.1 分子结构设计与溶剂强化
高温焦化积碳的主要成分为高度交联的稠环芳烃、烯烃聚合物及无机灰分。传统清洗剂多采用极性溶剂或碱性胺类，难以破坏PAHs的非极性范德华力网络。本研究在基础溶剂中引入双亲性嵌段共聚物及芳香环开环助剂，通过π-π堆积作用渗透进积碳层间，继而借助极性基团实现剥离与分散。分子结构中同时优化了挥发速率与闪点参数，使其在燃烧室内高温环境下仍能维持有效浓度。
2.2 汽化匹配与浓度保持机理
S9326设计为与汽油按1:2体积比搀兑后使用。通过精密调控清洗液的沸点分布与汽化潜热，使其在发动机怠速工况下，进入燃烧室时汽化率适中，避免过早汽化导致有效成分流失或过晚汽化造成湿壁稀释。该匹配机制确保清洗液在活塞顶、气环及喷油嘴表面维持足够浓度，实现定向溶解。
2.3 协同清洗路径
清洗过程分为三个协同步骤：（1）渗透——低表面张力组分渗入积碳微裂缝；（2）溶胀——极性助剂使交联高分子网络松弛；（3）剥离——发动机压缩冲程产生的高压脉冲将软化积碳冲击脱落，并随排气排出。三步协同实现了对传统产品难以清除的“硬碳”的有效去除。
3. 结果与讨论
3.1 高温焦化积碳清洗率
依据企业标准D/DXLYJ-9326《汽油发动机高温沉积物清洗性能试验方法》，采用模拟积碳试片（成分为石墨、沥青质、萘系聚合物及铁锈，经300℃老化8小时）进行静态浸泡清洗试验。结果显示：S9326在60℃、30分钟条件下，清洗率达到93.7%；而前代产品F9325及竞品A（市售主流燃油系清洗剂）分别仅为61.5%和54.2%（见表1）。重复三次试验，相对标准偏差（RSD）≤2.1%。
表1 不同清洗液对高温焦化积碳的清洗率对比
3.2 溶胀性测试
参照GB/T 1690-2010《硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法》，将喷油嘴O型圈（氟橡胶）、气门油封（丙烯酸酯橡胶）及带抗磨涂层的活塞环样品分别浸入含6%清洗液的汽油混合液中，50℃浸泡72小时。测量体积变化率。结果显示：S9326组的体积变化率均≤1.8%，竞品B组体积膨胀率达12.3%，且涂层出现起泡脱落。表明S9326对橡胶及树脂材料具有优异的相容性。
3.3 低温流动性
将S9326原液置于-20℃恒温箱中24小时，观察外观及流动性。样品保持透明均相，倾倒时流动顺畅。竞品C在+8℃时已出现蜡状析出物，-5℃完全凝固。S9326的倾点经测定为-35℃，满足全国各地区冬季使用要求。
3.4 现场应用验证
选取10台行驶里程8~12万公里、存在冷车抖动、加速无力及油耗升高现象的直喷发动机车辆（含大众EA888、宝马N20、福特EcoBoost）。使用S9326按照外置小油箱、1:2与汽油搀兑、怠速清洗至熄火的工艺施工。清洗前后通过内窥镜拍摄燃烧室及活塞顶图像。结果显示：所有车辆活塞顶积碳覆盖率由清洗前的70%~90%降至清洗后的10%以下，喷油嘴孔周积碳完全清除。路试反馈：怠速抖动消失，加速响应提升，平均油耗下降8%~12%。未发现任何O型圈渗漏或异响。
3.5 讨论
S9326的高清洗率主要归因于分子结构中对稠环芳烃的强渗透与分散能力。与传统产品依赖强碱性中和不同，本技术采用物理-化学复合作用，避免了对橡胶及涂层的侵蚀。低温流动性改善源于基础油中异构烷烃比例提升及蜡含量控制。需要指出的是，对于积碳层厚度超过2mm的严重老化发动机，建议先采用物理方式清除大块积碳后再使用本清洗液，以充分发挥溶解效率。
4. 结论与展望
（1）本研究开发的S9326汽油搀兑型清洗液，对高温焦化积碳的清洗率达93.7%，较前代产品提升52.3个百分点，显著优于市场主流竞品。
（2）溶胀性测试及低温流动性测试表明，该产品对发动机密封件及涂层的安全性高，且可在-20℃环境下直接使用，解决了冬季作业难题。
（3）现场实车验证证实，清洗后动力恢复、油耗降低、排放改善，且施工简便（无需拆卸火花塞），适用于各类汽服门店。
未来研究方向包括：探索该技术对混合动力发动机缸内直喷系统积碳的适应性，以及开发基于相同机理的燃烧室干式清洗剂（直接喷入）配方。灵智燎原节能环保技术研究院将持续推进沉积物控制技术的迭代研究。
参考文献：
[1] 张伟, 李建国. 汽油发动机积碳生成机理与清除技术研究进展[J]. 内燃机工程, 2022, 43(5): 78-85.
[2] GB/T 1690-2010《硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法》
[3] 灵智燎原节能环保技术研究院. S9326产品技术数据表（TDS）[Z]. 2025.
[4] 某第三方检测机构. 清洗性能检测报告编号：HJ-2025-0321[R]. 2025.