柴油机冒黑烟现象原因分析

铁血忠魂

内燃机车在启动和运行过程时柴油机如
果在正常工作温度下, 其排气应该是无色或
淡灰色,或是在无色中有淡淡的灰色。机车
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,影响机车正常运行。
1  柴油机出现冒黑烟现象的原因分析
柴油机冒黑烟主要是因为柴油在燃烧室
里燃烧不充分造成的。由于柴油机形成混合
气的时间短促燃烧非均质混合气, 因而燃烧
室缸内情况异常复杂: 有的区域只有空气或
过稀的混合气;有的区域则是过浓混合气,而
且由于燃烧和喷油重叠, 有的区域会有未蒸
发完的油滴。因此, 缸内空气和燃油混合不
均匀, 喷入气缸的柴油,受到高温燃油气的包
围,一部分裂解、聚合形成碳粒, 碳粒能够在
燃烧中遇到氧而完全燃烧,但如果缸内缺氧,
则碳粒不能被烧完而随废气排出, 形成了碳
烟,即形成排气冒黑烟的现象。要想尽可能
保证燃油完全燃烧, 柴油机应该过量空气系
数   a= 1. 3左右, 即至少有 30%未能利用。
要防止局部空气过量系数过低, 就要尽量做
到油、气、室三者的最佳匹配, 以降低和减少
柴油机碳烟的排放。柴油机燃烧室构造良好
的条件下,这里主要从柴油机的供给系,即燃
料供给系统和进排气系统两方面考虑。
2  故障原因及排除方法
a.燃油供给系统故障及排除燃油供给系统
的主要任务是在最佳时刻将一定数量的燃油,
以一定的压力,雾状喷入缸内与空气混合。在
不考虑进排气系统的因素前提下,要使燃油燃
烧充分而少产生碳烟,就要控制好燃油的喷射
时刻、供油量,提高雾化质量。原因分析如下:
a). 柴油机整定功率过高。柴油机整定
功率过高, 柴油机负荷加大,供油调节系统会
使每循环供油量加大,而进气量没有增加,这
样一来过量空气系数就会减小,达不到完全
燃烧所需的空气量, 燃油不能燃烧充分而形
成碳烟。排除方法为重新整定柴油机功率,
不要让机车超负荷运行。
b).各缸喷油泵喷油量不均。喷油泵供油
不均可能导致个别分泵供油量过多,引起柴油
机工作不均匀。喷油泵各分之间的供油量由同
一根供油拉杆控制。供油拉杆位置一定时, 使
控制套筒齿圈控制套筒间轴箱位置变化,会带
动相应泵的柱塞在其柱塞套筒内旋转,改变柱
塞的有效行程,而调解各分泵的泵油量。各喷
油泵喷油量不均可能是喷油泵个别油调节齿圈
松动,应该检查、调整供油量并加固松动齿圈。
c). 喷油器喷油雾化不良、滴油、漏油。
喷油器针阀偶件 (针阀和针阀体)是套精密
偶件。偶件有导向部、承压带和密带三部分
组成, 导向部是高精度滑动配合此间隙过大
就可能发生漏油而使油压降,影响喷雾质量。
滴油的产生一种就是阀偶件座面密封性差,
柴油不能雾化产生另外针阀关闭速度过慢也
会引起滴油。此喷油器喷油雾化不良、滴油、
漏油可通加大调压弹簧的预紧力、增加调压
弹簧度、减小针阀升程、减小针阀直径、增加
油阀减压容积、加强高压系统内减压等措施,
或者更换针阀嘴偶件。
d).喷油泵供油定时不准。定时不准, 影
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响到喷油提前角的大小。喷油提前角对柴油的
影响很大。如果喷油提前角过大, 会使燃油喷
入气缸时空气的压力和温度较低,着火延迟期
较长,导致柴油机工作粗暴等,如果喷油提前角
过小,则燃油不能在上止点附近燃烧完毕,可能
导致燃烧不充分。排除方法:调整供油定时。
e).燃油的牌号、质量不符合要求。柴油
本身的特性及柴油机性能影响较大。柴油的
发火性、蒸发性、粘度、凝点等都可能导致燃烧
不良,排气冒黑烟。排除方法: 更换符合要求
的燃油。
b.进排气系统故障及排除进排气系统的
主要任务就是向柴油机气缸输送充足和清洁
的空气,保证燃料的完全燃烧。以下原因可
能导致柴油机进气量不足而导致燃烧后排气
冒黑烟。
a). 进、排气通道阻塞。进、排气通道阻
塞会影响进入气缸的空气数量和质量, 导致
气缸内油气混合气质量不高, 燃烧不完全。
排除办法是清洗进、排气通道。
b).进气道有漏泄。进气道漏泄导致空
气密度不高,进入气缸的空气量不足。排除
方法: 更换中冷器进气胶管和垫。
c). 增压器故障。增压器污堵会使转子
转动不灵活,增压比减小, 在燃料一定的情况
下,供气量就会不足, 燃烧不完全。排除方
法:清洗增压器, 消除轴向和径向间隙大因素
或更换有关零件。
d).中冷器脏污。中冷器的污堵会使前
后温差太小,起不到冷却空气的作用,影响了
进入气缸的空气量。排除的方法就是清洗或
更换中冷器。
e). 空气滤清器污堵。空气滤清器的堵
塞会使进入气缸的空气质量下降, 并能加重
中冷器的脏污程度, 加大中冷器阻力。排除
方法: 清洗空气滤清器。
f).气缸压缩压力偏低。压缩压力偏低,
压缩比过小,则不能很好的提高气缸中气体
的压力和温度, 使燃烧质量降低, 形成碳烟。
排除方法: 排除缸盖与缸套之间的漏气, 气门
关闭不严, 校对活塞顶到气缸盖底面的距离。
g). 气门间隙调整不当。配气机构必须
在常温下留有足够的气门间隙,以保证配气
机构各零件在受热后有膨胀的余地间隙, 过
小则零件在膨胀伸长时会顶住气门, 致使气
门与气门座之间密封不严,造成气缸漏气,保
证不了压缩压力。间隙过大则会减小配气相
位,使气缸进气、排气恶化, 冒黑烟等现象。
所以要检查并调整气门间隙。
c.其它情况。在柴油机正常温度运转
时,大负荷工况或加速工况下常常伴有冒黑
烟的现象, 一般是因为喷油量过多造成的。
如果柴油机无故障,又调整得当,且冒烟限制
器工作正常,柴油机在大负荷下冒黑烟现象
就能减轻, 排烟为灰色就比较正常。排烟能
调为淡灰色是最好的。在寒冷季节, 柴油机
冷起动时有可能冒出大量的黑烟, 这主要是
由于空气温度低而引起的,因为空气温度低,
进气温度低,引起燃烧室中空气温度低而不
宜燃烧,润滑油温度低, 机油盘润滑油温度
低,各油道和各润滑表面润滑油膜温度低,发
动机运转阻力大,相应转速较低;冷却液温度
低,柴油机升温慢;燃油温度低, 喷油器喷射
雾化不良, 可燃混合气形成不佳,使得燃烧不
完善。
柴油机冷起动时所发生的冒黑烟现象,
主要是因为刚起机时点火时,需大量燃油进
入燃烧室, 通常所说的加浓 (即燃油与空气
的混合气, 燃油所占的比例较大 )喷油泵供
油量较大, 而此时增压器没有投入工作导致
进气量严重不足, 从而使柴油机起机的瞬间
大量未燃烧的柴油与空气的混合气在排气总
管内燃烧, 出现冒黑烟的现象, 该现象属于正
常现象,只能等待其运转一段时间 , 冒黑烟
现象也就随之减轻和消失。

lichengwan

针对柴油机冒黑烟现象，分析其原因如下：柴油机在正常工作温度下，排气应为无色或淡灰色。当出现冒黑烟现象时，主要是由于柴油在燃烧室内燃烧不充分，形成大量碳烟所致。可能原因包括燃油系统调整不当、喷油器工作不良、柴油质量不佳等。此外，柴油机形成混合气的时间短促，燃烧非均质混合气也会加剧黑烟的产生。这不仅影响柴油机的经济性和可靠性，还会污染大气，并可能导致增压器固死等危害，严重影响机车的正常运行和使用寿命。因此，需对柴油机的燃油系统、进气系统等进行检查和调整，确保柴油充分燃烧，减少黑烟的产生。