新聞主題	柴油機(jī)冒黑煙原因分析及排除

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)冒黑煙很少見，冒黑煙主要是沒有完全燃燒的燃油在燃燒室中，在高溫缺氧的情況下，柴油得不到完全充分的燃燒，因而分解集合形成碳煙，它是一種直徑很小的集合體。由于這種集合體比氣化的燃油反應(yīng)速度要慢很多，因燃燒室高溫缺氧環(huán)境，不能再次充分燃燒就通過排氣管排出去，所以呈現(xiàn)出來的就是黑色煙霧。這種現(xiàn)象的直接后果就是柴油機(jī)油耗非常高，功率降低，同時(shí)使得活塞、活塞環(huán)氣門大量的積碳存在。嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)卡住活塞環(huán)，氣門密封不嚴(yán)產(chǎn)生漏氣，同時(shí)它還將加速零件的磨損，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，因此這方面要特別引起注意。康明斯發(fā)電機(jī)廠家在本文中對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組排氣冒黑煙的具體原因與排除方法作出了下述分析。

 

一、燃燒過程分析

 

柴油噴入過多或進(jìn)氣量不足，使柴油與空氣混合比例失調(diào)而使燃燒不完全。冒黑煙時(shí)，常伴有發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，排氣溫度過高，水溫過高等現(xiàn)象。這不僅有公害會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，還會(huì)引起機(jī)件早期損壞、降低發(fā)動(dòng)機(jī)壽命、增大油耗等。

黑煙也稱碳煙，柴油機(jī)排氣冒黑煙主要是因?yàn)榛旌蠚膺^濃、混合氣形成不良或燃燒不完全等原因造成的。碳煙危害性很大，呈細(xì)小的顆粒狀，活性比汽化的柴油要低很多，也是積碳的主要來源之一。直噴機(jī)對(duì)油量控制的并不精確，也沒有三元催化器等尾氣凈化裝置。所以在啟動(dòng)時(shí)，急加速時(shí)，大負(fù)荷時(shí)都會(huì)排黑煙。這就是因?yàn)樯鲜龉r油量太大的原因，油量加大后燃燒就會(huì)不充分，所以能看到突然加載的時(shí)候排氣管都會(huì)有短暫的黑煙噴出來。

上面說的黑煙都是正常的，直噴柴油機(jī)無法避免的。但是如果正常負(fù)荷，不超載時(shí)柴油機(jī)也是黑煙滾滾那就不正常了。

 

二、燃油系統(tǒng)引起的故障

 

1、供油提前角太小

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)，采用機(jī)械式噴油泵進(jìn)行供油，其供油時(shí)刻由凸輪形狀決定，如圖1所示，曲軸齒輪與凸輪軸齒輪嚙合傳動(dòng)，對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來說，曲軸齒輪與凸輪軸齒輪的齒數(shù)比為：1：2，對(duì)于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來說，其齒數(shù)比為1：1，凸輪軸與凸輪軸齒輪聯(lián)動(dòng)，凸輪軸上設(shè)置有凸輪，使曲軸齒輪與噴油泵中凸輪保持嚴(yán)格的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，保證噴油泵嚴(yán)格按照曲軸的轉(zhuǎn)角位置開始噴油。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下，都對(duì)應(yīng)一個(gè)最佳供油提前角。

（1）故障分析

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組供油提前角過小時(shí)，會(huì)造成噴油器噴油延遲，使噴入燃燒室的柴油來不及充分燃燒就被排出，即柴油發(fā)電機(jī)后燃嚴(yán)重而使排氣冒黑煙。當(dāng)供油提前角過小時(shí)還會(huì)導(dǎo)致排氣溫度增高，耗油量增大，功率不足等故障現(xiàn)象。

（2）故障排除方法

維修人員在遇到排氣冒黑煙現(xiàn)象時(shí)，首先應(yīng)檢查供油提前角是否正確。檢查方法請(qǐng)參閱第二章第四節(jié)供油提前角的檢查與調(diào)整。

 2、供油提前角度控制存在誤差

 

在柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)供油過程中，如果供油提前角度控制不好，很容易使氣缸內(nèi)的壓縮壓力和溫度處于較低狀態(tài)，不但影響燃油的整體燃燒性能，同時(shí)也容易造成燃料過早燃燒，無法達(dá)到燃料充分燃燒的目的，導(dǎo)致柴油機(jī)黑煙現(xiàn)象的發(fā)生。

 

供油提前角電控調(diào)整裝置

 

3、超負(fù)荷工作

黑煙一般是在柴油機(jī)大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生，如超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，黑煙是不完全燃燒的產(chǎn)物，在柴油機(jī)大負(fù)荷下，燃燒室溫度較高，而噴入的燃料過多，混合氣形成不均勻，部分區(qū)域出現(xiàn)燃燒時(shí)空氣缺乏，燃料在高溫缺氧的條件下易于裂解，聚會(huì)成黑煙。 

（1）故障分析

柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，若出現(xiàn)超負(fù)荷工作時(shí)，會(huì)導(dǎo)致噴入燃燒室的柴油增多，在燃燒室空氣量不變的情況下，就會(huì)使多余的柴油得不到充分的燃燒而出現(xiàn)排氣冒黑煙現(xiàn)象。

（2）故障排除方法

上述情況導(dǎo)致的排氣冒黑煙現(xiàn)象，只要降低負(fù)荷使用就可。對(duì)于使用時(shí)間較長(zhǎng)而又得不到正常維護(hù)的柴油發(fā)電機(jī)組，應(yīng)降低負(fù)荷使用。     

4、各缸供油量不均勻

（1）故障分析

柴油發(fā)電機(jī)組在額定負(fù)荷下工作時(shí)，若各缸供油量不均勻，就會(huì)使柴油機(jī)出現(xiàn)冒黑煙現(xiàn)象，這主要是因?yàn)楦鞲坠┯土克袚?dān)的負(fù)荷是一定的，若出現(xiàn)個(gè)別缸供油量減少時(shí)，相比其他的缸就要超負(fù)荷工作，供油量多的缸噴入燃燒室的柴油多，柴油得不到充分燃燒后，就出現(xiàn)冒黑煙的故障現(xiàn)象。

（2）故障排除方法

檢查是哪一缸供油量過大，可采用隔斷法檢查。

方法是：機(jī)組起動(dòng)后，分別斷開噴油泵各缸的高壓油管。若某一缸斷開后，黑煙消失或明顯減弱，且轉(zhuǎn)速下降比其他缸斷油時(shí)明顯，這說明該缸供油量過大。

排除方法是：拆下噴油泵到校泵中心調(diào)整各缸的供油量，使各缸供油量符合技術(shù)要求。

5、噴油器故障

（1）故障分析

噴油器若出現(xiàn)滴油、竄油或霧化不良時(shí)，會(huì)導(dǎo)致噴入燃燒室內(nèi)的柴油燃燒時(shí)間延遲而出現(xiàn)排氣冒黑煙的故障現(xiàn)象。

（2）故障排除方法

排除上述故障時(shí)，可用隔斷法確定冒黑煙的缸，然后拆下噴油器裝配到另一個(gè)氣缸中，若故障轉(zhuǎn)移到該缸，則說明此噴油器有故障，應(yīng)拆下在噴油器校驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行檢查。若出現(xiàn)滴油、竄油或霧化不良時(shí)，應(yīng)更換噴油嘴偶件并將噴油壓力調(diào)整到規(guī)定要求。     

 

噴油器故障檢修圖

 

6、燃燒室密封不良

（1）故障分析

燃燒空內(nèi)部密封不良時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氣缸內(nèi)部壓縮空氣量減少，且壓縮終時(shí)的溫度和壓力降低，噴人燃燒室內(nèi)部的柴油由于得不到充足的空氣而不能完全燃燒，使得柴油發(fā)電機(jī)組排氣冒黑煙。造成燃燒室密封不良的因素較多，如活塞、活塞環(huán)和氣缸套出現(xiàn)過度磨損，活塞環(huán)安裝對(duì)口，氣缸墊漏氣，氣門關(guān)閉不嚴(yán)等。

（2）故障排除方法

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)這種故障時(shí)，維修人員應(yīng)拆下氣缸蓋和活塞連桿組件進(jìn)行認(rèn)真的檢查并更換過度磨損的零部件。

7、  調(diào)速器引起的故障

在燃料燃燒系統(tǒng)中，噴油泵一旦出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)工作異常。結(jié)合噴油泵的特點(diǎn)，噴油泵的問題主要表現(xiàn)在調(diào)速器彈簧上，如果調(diào)速器彈簧與控制系統(tǒng)不滿足平衡要求，則柴油機(jī)在啟動(dòng)過程中就會(huì)出現(xiàn)冒黑煙的問題。

 

三、配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)排氣系統(tǒng)引起故障

 

1、進(jìn)氣系統(tǒng)存在的問題

在柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，空氣濾芯是關(guān)鍵部件，如果空氣濾芯質(zhì)量不過關(guān)，將會(huì)給進(jìn)氣造成較大阻力，并減少進(jìn)入氣缸的空氣總量，最終引起柴油機(jī)工作過程中冒黑煙。同時(shí)，一旦中冷器存在污損或者堵塞，也容易增加柴油機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)氣阻力，使柴油機(jī)冒黑煙。

排除方法：更換新的優(yōu)質(zhì)空氣濾芯，疏通進(jìn)氣管及中冷器污堵。

2、排氣系統(tǒng)存在一定的問題

柴油機(jī)排氣系統(tǒng)在安裝過程中容易出現(xiàn)問題，一旦排氣管線布置不合理，將會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)燃燒后的氣體排放不暢通。

解決方法：在確認(rèn)排氣系統(tǒng)有問題之后需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整改，對(duì)消聲器進(jìn)行更換，同時(shí)對(duì)柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)能夠保持科學(xué)合理，最終達(dá)到提高排氣系統(tǒng)工作效果的目的。

3、氣門間隙存在問題

柴油機(jī)的氣門間隙只有控制得當(dāng)才能保證進(jìn)氣量滿足燃燒要求。但是從柴油機(jī)的氣門工作狀態(tài)來看，如果氣門的間隙存在問題，將會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)進(jìn)氣量異常，最終導(dǎo)致燃燒系統(tǒng)因進(jìn)氣量異常而出現(xiàn)黑煙狀況。

解決辦法：對(duì)氣門的間隙進(jìn)行合理調(diào)整。如：1000KW柴油機(jī)進(jìn)氣門間隙為0.43毫米。排氣門為0.48毫米。

4、氣缸壓縮壓力不足

（1）活塞頂端的間隙過大。

在柴油機(jī)裝配過程中，活塞頂端的問隙必須在允許誤差范圍之內(nèi)，如果活寒頂端的問隙多大，將會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)的壓縮比出現(xiàn)問題，從而引起燃燒過程異?，F(xiàn)象，最終無法保證柴油機(jī)的正常工作狀態(tài)，不但不利于柴油機(jī)的工作，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生燃燒不充分的黑煙現(xiàn)象。

（2）氣門密封存在問題。

氣門是柴油機(jī)工作過程中的重要部件，如果氣門密封存在問題，很容易導(dǎo)致柴油機(jī)燃燒室內(nèi)的空氣過少，將會(huì)直接引起燃燒不充分的問題，最終引起柴油機(jī)黑煙現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）氣門座圈凹入太深。

氣門座圈長(zhǎng)期受燃燒高溫和氣門的強(qiáng)烈沖擊，加之氣門座圈底間的尺寸相對(duì)增大，增加了燃燒室的容積，降低了柴油機(jī)壓縮比，從而降低了氣缸的壓縮壓力和溫度，導(dǎo)致燃油燃燒不完全、不充分、柴油機(jī)嚴(yán)重冒黑煙。

 

四、增壓系統(tǒng)

 

由于增壓器本身質(zhì)量問題和空氣濾，中冷器，進(jìn)氣管堵塞，使壓氣機(jī)葉輪，渦殼被贓物堵塞造成進(jìn)氣量減少，使充氣效率低，進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮空氣不足，而氣缸內(nèi)廢氣排除不干凈，使柴油機(jī)嚴(yán)重冒黑煙。

排除方法：疏通及排除空氣濾，中冷器，進(jìn)氣管污堵或更換增壓器。

 

綜合柴油機(jī)冒黑煙的種種原因，進(jìn)行具體分析和準(zhǔn)確判斷，進(jìn)而避免重大機(jī)械事故發(fā)生。注意平時(shí)勤保養(yǎng)，及時(shí)檢查維修，視情況更換修復(fù)配件，恢復(fù)柴油機(jī)的技術(shù)性能，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和使用壽命，使我們的生產(chǎn)取得更大的效益。因此提高技術(shù)水平，強(qiáng)化責(zé)任心，正確認(rèn)識(shí)管理好柴油機(jī)的重大意義，是從事柴油機(jī)工作者的首要任務(wù)。

 

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