针对目前发动机积碳难以去除的问题,提出使用冰射流清洗技术对发动机积碳进行清洗。在通过扫描电子显微镜对汽车发动机活塞和气门杆表面积碳微观形貌观察的基础上,探究了冰射流清洗技术工艺参数对发动机积碳清洗效果的影响规律,并通过响应面法得到了冰射流清洗活塞和气门杆的较优工艺参数,最后揭示了发动机积碳冰射流清洗机理。结果表明,冰射流清洗活塞积碳的较优工艺参数为0.7 MPa喷射压力、90°喷射角度、2 cm喷射距离,冰射流清洗气门杆的较优工艺参数为0.7 MPa喷射压力、65°喷射角度、3.9 cm喷射距离;冰射流清洗效果是冰粒的冲蚀、撞击和剪切共同作用的结果;冰射流未对发动机基体造成损伤。

在对冰的物理属性及其力学特性进行完整探讨的基础上，对冰射流中所使用冰粒的温度提出维持在-30℃以下的要求．通过球状液滴冻结过程的传热分析，得出影响结冰时间的主要因素有低温环境温度、液滴表面对流换热系数及液滴直径．依据热量传递的守恒性获得液滴结冰时间的理论计算表达式，该式表明，结冰时间与液滴粒径的平方成正比．基于以上理论分析所得结论，设计出合理的冰粒制备装置以制取冰射流中所需要的冰粒．实验表明，常温水在预冷器中被预冷至0℃，通过该实验装置可以连续稳定的制取出-71℃以下、平均粒径为100μm的低温微细冰粒．

针对铝合金2A12基体开展冰射流表面脱漆试验研究，重点研究了在定点喷射条件下，冰射流喷射压力和喷射时间对表面脱漆效果和基体表面形貌的影响。试验结果表明，在0．2 MPa喷射压力下，冰射流可有效清除铝合金表面有机油漆涂层，而且喷射压力越高，表面脱漆就越彻底。在各种冰射流条件下，脱漆后的基体表面粗糙度不存在明显的变化规律，同时基体表面的SEM图反映出在较低喷射压力0．5MPa下，基体表面未发生明显塑性变形；在0．7MPa喷射压力下，经过7s喷射时间，基体表面会出现少量由高速冰粒冲击产生的冲蚀坑，而且喷射时间为15s时，冲蚀坑的数量有所增加。