新聞主題	何為柴油發(fā)電機組排煙故障的“鑒貌辨色”

 

摘要：柴油發(fā)電機在正常工況下，柴油完全燃燒，其排氣煙色應該是無(wú)色或淡灰色。而當柴油發(fā)電機組機組工作異常時(shí)，所排出的廢氣煙色呈現黑煙、藍煙、白煙、和灰煙四種。眾所周知，煙色是判斷柴油發(fā)電機故障的最直觀(guān)表象，我們自然也應該學(xué)會(huì )“鑒貌辨色”，可以避免同樣問(wèn)題再次出現。因此，可以說(shuō)觀(guān)察廢氣顏色法是一種簡(jiǎn)易而快速診斷拖拉機故障的方法，通過(guò)觀(guān)察柴油機所排出廢氣的顏色，可以及時(shí)診斷出柴油機故障原因。

 

一、排氣冒黑煙（碳煙)

 

1、故障現象分析

      黑煙也稱(chēng)碳煙，康明斯柴油發(fā)電機排氣冒煙主要是燃料混合氣過(guò)濃，可燃混合氣形成不良或燃燒不完全等原因造成的。在高溫、高壓燃燒條件下，局部缺氧、裂解并脫氫而形成的以碳為主要成分的固體微小顆粒，是燃燒室內燃料燃燒不完全的表現。 

由于柴油機是非均質(zhì)燃燒，燃燒室內各區域的化學(xué)反應條件是不一致的，而且隨著(zhù)時(shí)間而變化的，所以黑煙很可能是由許多不同途徑生成的。柴油是復雜的碳氫化合物，噴入燃燒室內未燃燒的柴油受高溫分解，形成炭黑，排氣時(shí)隨同廢氣一起排出形成黑色煙霧。黑煙是不完全燃燒產(chǎn)物，是烴燃燒在高溫缺氧情況下裂解過(guò)程釋出并聚合而成的。某些情況下燃油噴射在燃燒室壁面上，形成液態(tài)油膜，油膜是最后蒸發(fā)的一部分，它的燃燒取決于其蒸發(fā)速度和燃料蒸氣與氧的混合速度。如果周?chē)鷼怏w中氧的濃度太低，或混合的速度不夠時(shí)，從油膜蒸發(fā)的燃料氣體將被分解，并產(chǎn)生未燃烴、不完全氧化產(chǎn)物和黑煙。

       按照上述定性描述，柴油機燃燒過(guò)程中黑煙的生成可以概括為三個(gè)階段——成核階段、單粒階段、單粒的燃燒消失或附聚成更大絮團。

2、故障原因

      柴油機冒黑煙是由于燃油未充分燃燒，廢氣中含有大量碳粒和游離碳，此現象的故障原因主要有如下幾點(diǎn)：

（1）供油量過(guò)大，柴油不能充分燃燒，此時(shí)柴油機功率不下降，反而有所提高。

（2）供油提前角過(guò)晚，致使燃油在氣缸中準備時(shí)間不足，形成遲后燃燒，熱量損失大，柴油機冒黑煙，功率下降，柴油機過(guò)熱。

（3）噴油器霧化不良或焦死在開(kāi)啟位置，致使燃油燃燒不良，功率下降，排氣冒黑煙。

（4）空氣濾清器或進(jìn)氣管路堵塞，造成進(jìn)氣量不足，燃料不能充分燃燒，排氣冒黑煙，功率下降，且發(fā)動(dòng)機有異響。

（5）柴油質(zhì)量不好或拖拉機超負荷作業(yè)。

圖1  柴油發(fā)電機組冒藍煙、黑煙及白煙現象

圖2  柴油發(fā)電機組煙色故障檢修現場(chǎng)

 

二、排氣冒白煙

 

1、故障現象

      排氣煙色為白色，它與無(wú)色不同，是水蒸氣的顏色，表明排煙中含有水分或含未燃燒的燃油成分。白煙呈液珠狀態(tài)，和藍煙相比較直徑稍大，一般大于1μm。在光的折射下呈白色，柴油發(fā)電機的白煙是未燃烴（含燃油和潤滑油）、水蒸氣以及不完全燃燒的中間產(chǎn)物（如含氧碳氫），除水蒸氣外，他們也都屬于微粒范疇。柴油發(fā)電機在剛啟動(dòng)時(shí)或冷機狀態(tài)時(shí)，排氣管冒白煙，是因為柴油發(fā)電機氣缸內溫度低油氣蒸發(fā)而形成，冬季尤為明顯。柴油發(fā)電機在寒冷天氣運行時(shí)，機組溫度低，排氣管溫度也低，有水蒸氣排氣凝結成水氣形成白色排煙，是正?，F象若當機組溫度正常，排氣管溫度也正常時(shí)，仍然排出白色煙霧，說(shuō)明柴油發(fā)電機工作不正常，可判斷為柴油發(fā)電機故障。

2、 主要原因

      柴油機冒白煙是廢氣中含有大量水蒸氣，此現象的主要故障原因有：

（1）氣缸套有裂紋或氣缸墊損壞

      隨著(zhù)冷卻水溫度和壓力的升高，冷卻水進(jìn)入氣缸，柴油機功率下降，水箱冒氣泡，機體過(guò)熱，從而在排氣時(shí)形成水霧或水蒸氣。

（2）噴油器霧化不良

      當噴油器霧化不良，噴油壓力過(guò)低，有滴油現象。導致氣缸中燃油混合氣不均勻，燃燒不完全，產(chǎn)生大量的未燃烴，排氣時(shí)容易形成水霧或水蒸氣。

（3）供油提前角過(guò)小

      活塞上行至汽缸頂前噴入氣缸的燃油過(guò)小，形成較稀的可燃混合氣，過(guò)遲的噴油減少了預混燃料量，預混合量減少。預混合氣減少，降低了燃燒速度，燃燒結束較晚，燃燒形成大量的水汽煙霧。

（4）燃油中有水分和空氣

      水和空氣隨著(zhù)燃油噴射入氣缸形成不均勻燃油混合氣，燃燒不完全，產(chǎn)生大量的未燃烴排出機外。柴油發(fā)電機剛啟動(dòng)時(shí)，個(gè)別氣缸內不燃燒（特別是冬天），未燃燒的燃油混合器隨其它工作缸的的廢氣排出形成水汽煙霧。

 

三、排氣冒藍煙

 

      柴油機冒藍煙是由于潤滑油進(jìn)入了燃燒室并參與燃燒，生成物呈藍色氣體隨廢氣排出。此現象的故障原因主要有如下幾點(diǎn)：

（1）空氣濾清器堵塞，進(jìn)氣不暢或有盆內油面過(guò)高（油浴式空氣濾清器），使進(jìn)入汽缸內的氣量減少，燃油混合氣正常比例改變，造成油多氣少燃油燃燒不完全，會(huì )引起排氣冒藍煙。

（2）機油油面過(guò)高，使飛濺到缸壁的機油過(guò)多，其中一少部分潤滑油被活塞環(huán)泵入氣缸內，機油隨柴油一起燃燒，柴油機功率不下降，反而有所提高。

（3）長(cháng)期低負荷（標準功率的40％以下）運轉，活塞與缸套之間的間隙過(guò)大，使油底殼內潤滑油容易竄入燃燒室，與汽缸中的燃料混合氣混合，改變混合氣正常比例，燃燒不完全，引起排氣冒藍煙。

（4）活塞環(huán)卡住或磨損過(guò)多，彈性不足，安裝時(shí)活塞環(huán)倒角方向裝反，使機油進(jìn)入燃燒室，潤滑油燃燒后產(chǎn)生藍色水汽煙霧排出。

（5）在機體通向氣缸蓋油道附近的氣缸墊燒毀，活塞、氣缸套磨損以及活塞環(huán)對口等狀況將致使潤滑油上竄燃燒室，并與燃油混合器一同燃燒。

（6）曲軸箱呼吸器與大氣平衡的通氣孔堵塞，導致曲軸箱廢氣壓力大，機油上竄燃燒室參加燃燒。

（7）氣門(mén)與氣門(mén)導管間隙過(guò)大，柴油機吸氣時(shí)，將機油霧漓吸入燃燒室參與燃燒；排氣時(shí)，廢氣會(huì )竄入氣門(mén)室，機體過(guò)熱。

（8）錐形活塞環(huán)裝反，活塞環(huán)向頂部刮機油，柴油機嚴重冒藍煙，此時(shí)機油耗急劇增加。

（9）油環(huán)膠結失去刮油作用，機油竄入燃燒室。

 

圖3  柴油機冒白煙故障檢查步驟

圖4  氣門(mén)導管油封失效導致柴油機冒藍煙

 

總結：

      通過(guò)對上述廢氣顏色所對應的故障現象特點(diǎn)的介紹及故障原因的分析，即可針對實(shí)際情況找出該故障的部位，采取相應的修復方法排除故障。除了藍白黑三色故障外，當排氣冒淡灰色煙，柴油機工作還算正常，但煙霧顏色加重呈灰色或接近于玄色就不正常了。此外，根據康明斯公司維修經(jīng)驗，我們發(fā)現柴油發(fā)電機出現煙色異常的故障是可以避免的?？得魉构竞罄m將會(huì )繼續分享關(guān)于發(fā)電機各類(lèi)知識及故障維修方案供客戶(hù)參考。也歡迎讀者指出錯誤及提出建議。

 

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