WAT ZIJN DE EFFECTEN VAN OVERMATIGE KOOLSTOFAFZETTINGEN IN VERBRANDINGSKAMER?
Bij de meeste dieselmotoren zijn de effecten van overmatige koolstofafzettingen direct gerelateerd aan de hoeveelheid of het totale volume van de koolstofafzetting in een bepaalde verbrandingskamer. Als we aannemen dat de motor in goede mechanische staat verkeert, zal het totale volume koolstof in elke verbrandingskamer hetzelfde zijn, of bijna hetzelfde. Dus voor de doeleinden van dit artikel zullen we aannemen dat de motor in goede staat verkeert, en de effecten van overmatige koolstofafzettingen op die motor zullen als volgt zijn:
De verbranding zal lijden
Omdat dieselmotoren afhankelijk zijn van compressie voor ontsteking, is het totale volume van de verbrandingskamer van cruciaal belang. Houd er rekening mee dat dieselmotoren niet worden gesmoord zoals benzinemotoren, en dat de ECU (Engine/Electronic Control Unit) het volume van de inlaatlucht niet regelt. Simpel gezegd, de ECU gaat ervan uit dat er voldoende lucht beschikbaar is om het volume brandstof dat naar elke cilinder wordt geleverd te verbranden, waarbij het volume brandstof wordt bepaald op basis van invoergegevens van verschillende motor- en rijgedragsensoren.
In de praktijk is een parameter die een dieselbrandstofregelsysteem in overweging neemt bij het berekenen van een brandstoftoevoerstrategie het volume van de verbrandingskamer op het punt van volledige compressie. Als een deel van die ruimte dus wordt ingenomen door koolstof, kan de ECU dit niet compenseren omdat het het volume van de inlaatlucht niet regelt/bewaakt, met als gevolg dat er mogelijk niet genoeg lucht aanwezig is om alle of het grootste deel van de brandstof die wordt ingespoten te verbranden.
Het detonatievlamfront wordt verstoord
Net als bij benzinemotoren is het verbrandingsproces in een dieselmotor afhankelijk van een soepele, gelijkmatige en voorspelbare voortplanting van het vlammenfront om een effectieve verbranding van het lucht/brandstofmengsel te bereiken. Als een koolstofafzetting perfect soepel zou verlopen, zou de voortplanting van het vlammenfront waarschijnlijk op geen enkele manier worden beïnvloed.
In de praktijk lijkt een koolstofafzetting in een verbrandingskamer echter veel op een miniatuur berglandschap, met pieken, dalen en variaties in dikte die kunnen variëren van een paar micron tot enkele millimeters. Daarom worden de koolstofafzettingen ook warmer naarmate de motor opwarmt, totdat sommige delen ervan roodgloeiend worden, die dan fungeren als miniatuur gloeibougies, die op hun beurt het lucht/brandstofmengsel voortijdig kunnen ontsteken.
Het praktische effect hiervan is dat het detonatievlamfront zich op onvoorspelbare manieren voortplant en in sommige gevallen kan het vlamfront worden gedoofd door verschillende, concurrerende ontstekingsgebeurtenissen lang voordat de zuiger zelfs maar het punt bereikt waarop de ontsteking normaal gesproken zou hebben plaatsgevonden. Hoewel moderne dieselbrandstofbeheersingsstrategieën de incidentie van voortijdige ontsteking grotendeels hebben verminderd, hebben deze strategieën het niet volledig geëlimineerd en als voortijdige ontsteking gedurende langere perioden wordt toegestaan, is ernstige motorschade meestal het resultaat.
