新聞主題	柴油機冒黑煙原因分析及排除

 

摘要：柴油發電機冒黑煙很少見，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速度要慢很多，因燃燒室高溫缺氧環境，不能再次充分燃燒就通過排氣管排出去，所以呈現出來的就是黑色煙霧。這種現象的直接后果就是柴油機油耗非常高，功率降低，同時使得活塞、活塞環氣門大量的積碳存在。嚴重的時候會卡住活塞環，氣門密封不嚴產生漏氣，同時它還將加速零件的磨損，從而降低發動機的使用壽命，因此這方面要特別引起注意。康明斯發電機廠家在本文中對柴油發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、燃燒過程分析

 

柴油噴入過多或進氣量不足，使柴油與空氣混合比例失調而使燃燒不完全。冒黑煙時，常伴有發動機功率下降，排氣溫度過高，水溫過高等現象。這不僅有公害會嚴重污染環境，還會引起機件早期損壞、降低發動機壽命、增大油耗等。

黑煙也稱碳煙，柴油機排氣冒黑煙主要是因為混合氣過濃、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，也是積碳的主要來源之一。直噴機對油量控制的并不精確，也沒有三元催化器等尾氣凈化裝置。所以在啟動時，急加速時，大負荷時都會排黑煙。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不充分，所以能看到突然加載的時候排氣管都會有短暫的黑煙噴出來。

上面說的黑煙都是正常的，直噴柴油機無法避免的。但是如果正常負荷，不超載時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

柴油發動機供油系統，采用機械式噴油泵進行供油，其供油時刻由凸輪形狀決定，如圖1所示，曲軸齒輪與凸輪軸齒輪嚙合傳動，對于四沖程發動機來說，曲軸齒輪與凸輪軸齒輪的齒數比為：1：2，對于二沖程發動機來說，其齒數比為1：1，凸輪軸與凸輪軸齒輪聯動，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動關系，保證噴油泵嚴格按照曲軸的轉角位置開始噴油。柴油發動機在不同工況下，都對應一個最佳供油提前角。

（1）故障分析

當柴油發電機組供油提前角過小時，會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，即柴油發電機后燃嚴重而使排氣冒黑煙。當供油提前角過小時還會導致排氣溫度增高，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，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，不但影響燃油的整體燃燒性能，同時也容易造成燃料過早燃燒，無法達到燃料充分燃燒的目的，導致柴油機黑煙現象的發生。

 

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產生，如超負荷運轉時，黑煙是不完全燃燒的產物，在柴油機大負荷下，燃燒室溫度較高，而噴入的燃料過多，混合氣形成不均勻，部分區域出現燃燒時空氣缺乏，燃料在高溫缺氧的條件下易于裂解，聚會成黑煙。 

（1）故障分析

柴油發電機組在運轉過程中，若出現超負荷工作時，會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。對于使用時間較長而又得不到正常維護的柴油發電機組，應降低負荷使用。     

4、各缸供油量不均勻

（1）故障分析

柴油發電機組在額定負荷下工作時，若各缸供油量不均勻，就會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，若出現個別缸供油量減少時，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大，可采用隔斷法檢查。

方法是：機組起動后，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，且轉速下降比其他缸斷油時明顯，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整各缸的供油量，使各缸供油量符合技術要求。

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，會導致噴入燃燒室內的柴油燃燒時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，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氣缸中，若故障轉移到該缸，則說明此噴油器有故障，應拆下在噴油器校驗臺上進行檢查。若出現滴油、竄油或霧化不良時，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，會導致氣缸內部壓縮空氣量減少，且壓縮終時的溫度和壓力降低，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、活塞環和氣缸套出現過度磨損，活塞環安裝對口，氣缸墊漏氣，氣門關閉不嚴等。

（2）故障排除方法

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

7、  調速器引起的故障

在燃料燃燒系統中，噴油泵一旦出現問題，將會導致柴油機工作異常。結合噴油泵的特點，噴油泵的問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足平衡要求，則柴油機在啟動過程中就會出現冒黑煙的問題。

 

三、配氣機構及進排氣系統引起故障

 

1、進氣系統存在的問題

在柴油機的進氣系統，空氣濾芯是關鍵部件，如果空氣濾芯質量不過關，將會給進氣造成較大阻力，并減少進入氣缸的空氣總量，最終引起柴油機工作過程中冒黑煙。同時，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氣阻力，使柴油機冒黑煙。

排除方法：更換新的優質空氣濾芯，疏通進氣管及中冷器污堵。

2、排氣系統存在一定的問題

柴油機排氣系統在安裝過程中容易出現問題，一旦排氣管線布置不合理，將會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題之后需要對整個系統進行整改，對消聲器進行更換，同時對柴油機的排氣系統進行調整，使柴油機的排氣系統能夠保持科學合理，最終達到提高排氣系統工作效果的目的。

3、氣門間隙存在問題

柴油機的氣門間隙只有控制得當才能保證進氣量滿足燃燒要求。但是從柴油機的氣門工作狀態來看，如果氣門的間隙存在問題，將會導致柴油機進氣量異常，最終導致燃燒系統因進氣量異常而出現黑煙狀況。

解決辦法：對氣門的間隙進行合理調整。如：1000KW柴油機進氣門間隙為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。

在柴油機裝配過程中，活塞頂端的問隙必須在允許誤差范圍之內，如果活寒頂端的問隙多大，將會導致柴油機的壓縮比出現問題，從而引起燃燒過程異常現象，最終無法保證柴油機的正常工作狀態，不但不利于柴油機的工作，同時也會產生燃燒不充分的黑煙現象。

（2）氣門密封存在問題。

氣門是柴油機工作過程中的重要部件，如果氣門密封存在問題，很容易導致柴油機燃燒室內的空氣過少，將會直接引起燃燒不充分的問題，最終引起柴油機黑煙現象的發生。

（3）氣門座圈凹入太深。

氣門座圈長期受燃燒高溫和氣門的強烈沖擊，加之氣門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

 

由于增壓器本身質量問題和空氣濾，中冷器，進氣管堵塞，使壓氣機葉輪，渦殼被贓物堵塞造成進氣量減少，使充氣效率低，進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，進氣管污堵或更換增壓器。

 

綜合柴油機冒黑煙的種種原因，進行具體分析和準確判斷，進而避免重大機械事故發生。注意平時勤保養，及時檢查維修，視情況更換修復配件，恢復柴油機的技術性能，保證設備的正常運轉和使用壽命，使我們的生產取得更大的效益。因此提高技術水平，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。

 

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