新聞主題	柴油機冒黑煙原因分析及排除

 

摘要：柴油發(fā)電機冒黑煙很少見(jiàn)，冒黑煙主要是沒(méi)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(guò)排氣管排出去，所以呈現出來(lái)的就是黑色煙霧。這種現象的直接后果就是柴油機油耗非常高，功率降低，同時(shí)使得活塞、活塞環(huán)氣門(mén)大量的積碳存在。嚴重的時(shí)候會(huì )卡住活塞環(huán)，氣門(mén)密封不嚴產(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)機的使用壽命，因此這方面要特別引起注意。康明斯發(fā)電機廠(chǎng)家在本文中對柴油發(fā)電機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(guò)程分析

 

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

黑煙也稱(chēng)碳煙，柴油機排氣冒黑煙主要是因為混合氣過(guò)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(lái)源之一。直噴機對油量控制的并不精確，也沒(méi)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)，大負荷時(shí)都會(huì )排黑煙。這就是因為上述工況油量太大的原因，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(lái)。

上面說(shuō)的黑煙都是正常的，直噴柴油機無(wú)法避免的。但是如果正常負荷，不超載時(shí)柴油機也是黑煙滾滾那就不正常了。

 

二、燃油系統引起的故障

 

1、供油提前角太小

柴油發(fā)動(dòng)機供油系統，采用機械式噴油泵進(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)，對于四沖程發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，曲軸齒輪與凸輪軸齒輪的齒數比為：1：2，對于二沖程發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，其齒數比為1：1，凸輪軸與凸輪軸齒輪聯(lián)動(dòng)，凸輪軸上設置有凸輪，使曲軸齒輪與噴油泵中凸輪保持嚴格的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，保證噴油泵嚴格按照曲軸的轉角位置開(kāi)始噴油。柴油發(fā)動(dòng)機在不同工況下，都對應一個(gè)最佳供油提前角。

（1）故障分析

當柴油發(fā)電機組供油提前角過(guò)小時(shí)，會(huì )造成噴油器噴油延遲，使噴入燃燒室的柴油來(lái)不及充分燃燒就被排出，即柴油發(fā)電機后燃嚴重而使排氣冒黑煙。當供油提前角過(guò)小時(shí)還會(huì )導致排氣溫度增高，耗油量增大，功率不足等故障現象。

（2）故障排除方法

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

 2、供油提前角度控制存在誤差

 

在柴油機燃燒系統供油過(guò)程中，如果供油提前角度控制不好，很容易使氣缸內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(guò)早燃燒，無(wú)法達到燃料充分燃燒的目的，導致柴油機黑煙現象的發(fā)生。

 

供油提前角電控調整裝置

 

3、超負荷工作

黑煙一般是在柴油機大負荷時(shí)產(chǎn)生，如超負荷運轉時(shí)，黑煙是不完全燃燒的產(chǎn)物，在柴油機大負荷下，燃燒室溫度較高，而噴入的燃料過(guò)多，混合氣形成不均勻，部分區域出現燃燒時(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)電機組在運轉過(guò)程中，若出現超負荷工作時(shí)，會(huì )導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排氣冒黑煙現象。

（2）故障排除方法

上述情況導致的排氣冒黑煙現象，只要降低負荷使用就可。對于使用時(shí)間較長(cháng)而又得不到正常維護的柴油發(fā)電機組，應降低負荷使用。     

4、各缸供油量不均勻

（1）故障分析

柴油發(fā)電機組在額定負荷下工作時(shí)，若各缸供油量不均勻，就會(huì )使柴油機出現冒黑煙現象，這主要是因為各缸供油量所承擔的負荷是一定的，若出現個(gè)別缸供油量減少時(shí)，相比其他的缸就要超負荷工作，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，就出現冒黑煙的故障現象。

（2）故障排除方法

檢查是哪一缸供油量過(guò)大，可采用隔斷法檢查。

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

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

5、噴油器故障

（1）故障分析

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

（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，若故障轉移到該缸，則說(shuō)明此噴油器有故障，應拆下在噴油器校驗臺上進(jìn)行檢查。若出現滴油、竄油或霧化不良時(shí)，應更換噴油嘴偶件并將噴油壓力調整到規定要求。     

 

噴油器故障檢修圖

 

6、燃燒室密封不良

（1）故障分析

燃燒空內部密封不良時(shí)，會(huì )導致氣缸內部壓縮空氣量減少，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)和氣缸套出現過(guò)度磨損，活塞環(huán)安裝對口，氣缸墊漏氣，氣門(mén)關(guān)閉不嚴等。

（2）故障排除方法

當柴油發(fā)電機組出現這種故障時(shí)，維修人員應拆下氣缸蓋和活塞連桿組件進(jìn)行認真的檢查并更換過(guò)度磨損的零部件。

7、  調速器引起的故障

在燃料燃燒系統中，噴油泵一旦出現問(wèn)題，將會(huì )導致柴油機工作異常。結合噴油泵的特點(diǎn)，噴油泵的問(wèn)題主要表現在調速器彈簧上，如果調速器彈簧與控制系統不滿(mǎn)足平衡要求，則柴油機在啟動(dòng)過(guò)程中就會(huì )出現冒黑煙的問(wèn)題。

 

三、配氣機構及進(jìn)排氣系統引起故障

 

1、進(jìn)氣系統存在的問(wèn)題

在柴油機的進(jìn)氣系統，空氣濾芯是關(guān)鍵部件，如果空氣濾芯質(zhì)量不過(guò)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，最終引起柴油機工作過(guò)程中冒黑煙。同時(shí)，一旦中冷器存在污損或者堵塞，也容易增加柴油機系統的進(jìn)氣阻力，使柴油機冒黑煙。

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、排氣系統存在一定的問(wèn)題

柴油機排氣系統在安裝過(guò)程中容易出現問(wèn)題，一旦排氣管線(xiàn)布置不合理，將會(huì )導致柴油機燃燒后的氣體排放不暢通。

解決方法：在確認排氣系統有問(wèn)題之后需要對整個(gè)系統進(jìn)行整改，對消聲器進(jìn)行更換，同時(shí)對柴油機的排氣系統進(jìn)行調整，使柴油機的排氣系統能夠保持科學(xué)合理，最終達到提高排氣系統工作效果的目的。

3、氣門(mén)間隙存在問(wèn)題

柴油機的氣門(mén)間隙只有控制得當才能保證進(jìn)氣量滿(mǎn)足燃燒要求。但是從柴油機的氣門(mén)工作狀態(tài)來(lái)看，如果氣門(mén)的間隙存在問(wèn)題，將會(huì )導致柴油機進(jìn)氣量異常，最終導致燃燒系統因進(jìn)氣量異常而出現黑煙狀況。

解決辦法：對氣門(mén)的間隙進(jìn)行合理調整。如：1000KW柴油機進(jìn)氣門(mén)間隙為0.43毫米。排氣門(mén)為0.48毫米。

4、氣缸壓縮壓力不足

（1）活塞頂端的間隙過(guò)大。

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

（2）氣門(mén)密封存在問(wèn)題。

氣門(mén)是柴油機工作過(guò)程中的重要部件，如果氣門(mén)密封存在問(wèn)題，很容易導致柴油機燃燒室內的空氣過(guò)少，將會(huì )直接引起燃燒不充分的問(wèn)題，最終引起柴油機黑煙現象的發(fā)生。

（3）氣門(mén)座圈凹入太深。

氣門(mén)座圈長(cháng)期受燃燒高溫和氣門(mén)的強烈沖擊，加之氣門(mén)座圈底間的尺寸相對增大，增加了燃燒室的容積，降低了柴油機壓縮比，從而降低了氣缸的壓縮壓力和溫度，導致燃油燃燒不完全、不充分、柴油機嚴重冒黑煙。

 

四、增壓系統

 

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

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。

 

綜合柴油機冒黑煙的種種原因，進(jìn)行具體分析和準確判斷，進(jìn)而避免重大機械事故發(fā)生。注意平時(shí)勤保養，及時(shí)檢查維修，視情況更換修復配件，恢復柴油機的技術(shù)性能，保證設備的正常運轉和使用壽命，使我們的生產(chǎn)取得更大的效益。因此提高技術(shù)水平，強化責任心，正確認識管理好柴油機的重大意義，是從事柴油機工作者的首要任務(wù)。

 

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