柴油机排黑烟的原因分析及预防

柴油机排黑烟的原因分析及预防

缪剑

缪剑

中原油田钻井一公司河南濮阳457000

摘要：柴油机作业中出现冒黑烟的现象是由于柴油机排气中含有大量碳烟所致。柴油机排气中的碳烟不仅降低了经济性、可靠性,而且污染大气,碳烟的出现还容易使柴油机燃烧室内壁形成积碳,引起活塞环卡住、气门咬死等故障,严重威胁机车柴油机的使用寿命。另外可能导致增压器固死危害等,影响柴油机正常运行。分析和总结柴油机冒黑烟的原因并使柴油机处于良好的工作状态，就可以避免这一故障现象的发生。

关键词：柴油机；冒黑烟；故障；分析；预防

1.进气系统问题

进气系统造成柴油机冒黑烟的主要问题是：空气滤或进气管阻力太大。

柴油机进气系统故障的排除方法：

空气滤芯阻力：启动柴油机低速运转，拆掉空气滤芯，然后观察排烟度的变化，如果去掉空气滤芯后，柴油机烟度减少，则说明空气滤芯有问题，如果空气滤芯没有问题（带有增压器的柴油机检查增压器的工作情况），可以进一步排查进气管阻力。

进气管阻力：拆开柴油机自身进气管外的进气管借口，使空气直接进入柴油机进气管，然后启动柴油机低速运转，观察排气烟度，如果烟度减少，则说明进气阻力太大。

进气温度：如果排气管离进气管太近，或者排气管接口处漏气，均可能对进气温度造成影响。如果柴油机怠速、空转无烟，带负荷后冒黑烟，且负荷越大黑烟越严重，在排除了其它因素后，就应该考虑进气温度的影响了。

2.燃烧系统问题

（1）汽缸压缩压力不足

造成汽缸压缩压力不足的原因主要有：活塞环严重磨损（活塞环严重磨损将使柴油机严重冒蓝烟，本文不作叙述）、压缩比偏小（活塞顶间隙太大或气门座圈凹入太深）或气门密封不严等。

汽缸压缩压力不足时，除了使柴油机冒黑烟外，还有下列现象：柴油机工作时动力不足；柴油机加速无力（加速性能太差）；燃油消耗增加。如果柴油机在使用过程中出现上述问题或现象时，可以使用专用的汽缸压力检查表测量汽缸压缩压力。汽缸压缩压力测量装置一般安装在喷油器孔内，单缸测试，逐缸进行。然后与标准值进行比较，确认是否过低。

排除方法具体做法是：

松开缸盖螺栓，拆下缸盖，在活塞顶部放入铅丝，然后装上缸盖，按要求拧紧缸盖螺栓，然后再松开缸盖螺栓，取下缸盖后测量铅丝厚度，如果测量值在技术要求范围内，则明说活塞顶间隙正确。反之，则说明活塞顶间隙不对，需要进行调整（主要是根据测量值选择缸垫的厚度）。

取出缸盖后，仔细观察和测量气门大头平面与缸盖底面的距离，如果测量数值大于技术要求数值，则说明气门座圈凹入太深，需要进行修复处理。修复方法是：更换气门座圈和所有气门，重新研磨气门。气门座圈的具体要求请参照相关技术要求。

如果气门座圈凹入深度合格，则应仔细检查气门与气门座圈之间的密封带。一般情况下，经过长期使用后，气门与气门座圈之间的密封带都会有较大的磨损和变形，需要进行修复。具体做法是：绞磨气门座圈密封带、更换气门和重新研磨气门。

（2）气门间隙不正确

气门间隙不正确除了使柴油机冒黑烟外，还有下列现象：柴油机动力不足；柴油机启动困难；并有金属碰撞的嗒嗒声。

确认气门间隙是否正确的基本方法是：打开气门室盖，用手感或塞尺检查气门间隙。

排除方法：按要求重新调整气门间隙。

3.供油系统问题

（1）供油提前角不正确

柴油机的供油提前角，是为保证燃油进入汽缸后能够充分燃烧的最佳提前角度，机型不同，提前角也不相同。喷油提前角不正确，使柴油机燃油燃烧不充分、不完全，会导致柴油机冒黑烟。

排除方法：如果确认柴油机冒黑烟的原因是由于供油提前角不对造成的，只要将供油提前角调整到设计角度，故障即可排除。

（2）喷油泵柱塞或出油阀严重磨损

个别或全部喷油泵柱塞或出油阀严重磨损将导致喷油泵泵油压力下降，使喷油器（嘴）建压相对滞后，燃油燃烧不充分，后燃增多，所以柴油机严重冒黑烟。个别汽缸的柱塞和出油阀有问题，除了造成柴油机冒黑烟外，不会对柴油机的使用产生太大的影响。但如果喷油泵大多数的柱塞和出油阀严重磨损，在造成柴油机严重冒黑烟的同时，还有下列现象：柴油机启动困难；柴油机润滑油油量可能增加；柴油机动力不足；柴油机排气温度高，排气管可能烧红；柴油机可能因后燃增多而过热。

排除方法：当柴油机工作过程中出现这些问题时，应该检查喷油泵。如果确认故障的原因是由于柱塞和出油阀严重磨损造成的，大修喷油泵后即可排除此故障。

（3）喷油器（嘴）问题

喷油器（嘴）有问题时，除了造成柴油机冒黑烟外，还有下列现象：

排气管接口处湿润，严重时可能滴柴油；滴油缸活塞可能出现烧顶或拉缸故障；该缸可能有强烈的燃烧噪音。

确认某缸喷油器（嘴）是否有问题的方法是互换喷油器后，该缸不再冒黑烟而另一缸冒黑烟，则说明该喷油器（嘴）有问题。

排除方法：更换该缸喷油嘴或喷油器总成。更换喷油嘴时，应该保证是同类合格产品并严格按要求检查和调整喷油压力，认真观察喷油器的雾化质量或是否存在低速滴油等问题，确保使用质量上乘的喷油器（嘴）。

（4）喷油泵调速器有问题

喷油泵调速器有问题，主要是调速器调速弹簧弹力不足时，将导致调速器与油门控制机构之间的不平衡，柴油机从启动开始就会严重冒黑烟。而当外部载荷稍有变化时，柴油机更是浓烟滚滚。如果喷油泵调速器有问题，柴油机运行时还有下列现象：①柴油机转速不稳定，可能自动升高或降低；②带负载运行时，随负载增加柴油机转速下降严重；③柴油机负载越大，烟度越大；④用单缸灭火法检查时，柴油机烟度无明显变化。

排除方法：专业维修喷油泵，更换调速弹簧或调速器总成。

（5）喷油泵供油量太大

喷油泵供油量太大，也将造成柴油机冒黑烟，大量燃油进入汽缸后未充分燃烧即被排除汽缸，是柴油机后燃增多。此时，柴油机除了冒黑烟外，还有下列现象：①燃油消耗明显增加；②柴油机因后燃增多而使排气温度太高且排气管可能被烧红；③可能会经常出现拉缸或活塞烧顶现象。

排除方法：专业维修喷油泵，按要求调整喷油泵的供油量。

4.其它因素

（1）燃油质量问题

如果使用了劣质燃油，可能造成柴油机严重冒黑烟。

（2）环境因素问题

环境温度太高，使得燃油温度和进气温度升高，燃油气化和进气量相对减少，使燃烧条件变得恶劣，导致柴油机冒黑烟。

海拔高度太高，海拔高度升高后，随着海拔高度的升高，空气密度将减少，空气中氧气的含量也将随之减少，燃油在相对缺氧的条件下燃烧，造成燃烧不完全、不充分，导致柴油机冒黑烟。

排除方法：按照环境因素适当修正柴油机输出功率和相关参数。

（3）设备匹配问题

柴油机出现冒黑烟故障，还有可能是柴油机与设备的动力输出装置不匹配或是设备自身问题而造成的，如果柴油机原来不冒黑烟，但在更换了变速箱或变扭器后浓烟滚滚，很有可能是柴油机与变速箱或变扭器不匹配造成的。

排除方法：检修设备或更换相对匹配的动力输出装置。

5.结论

从生产实践中，我们可以逐渐掌握各种不同排除柴油机冒黑烟的方法，减少柴油机冒黑烟对大气的环境污染。提高技术水准，发挥柴油机的经济性能，努力工作，柴油机司机首先要有高度的责任心，正确地认识使用好柴油机的重大意义，详细了解柴油机的工作原理、结构特点及工作性能，正确地掌握操作方法和维护保养要求。

参考文献：

[1]杨春雷.柴油机排气颜色不正常的原因[J].工程机械与维修,2005(15)

[2]张新德,刘淑华.柴油发动机工作原理[M].北京:机械工业出版社,2010

[3]母忠林.柴油机维修典型案例240例[M].北京:化学工业出版社,2010