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新闻主题	柴油机冒黑烟原因分析及排除

 

摘要：柴油发电机冒黑烟很少见，冒黑烟主要是没有完全燃烧的燃油在燃烧室中，在高温缺氧的情况下，柴油得不到完全充分的燃烧，因而分解集合形成碳烟，它是一种直径很小的集合体。由于这种集合体比气化的燃油反应速度要慢很多，因燃烧室高温缺氧环境，不能再次充分燃烧就通过排气管排出去，所以呈现出来的就是黑色烟雾。这种现象的直接后果就是柴油机油耗非常高，功率降低，同时使得活塞、活塞环气门大量的积碳存在。严重的时候会卡住活塞环，气门密封不严产生漏气，同时它还将加速零件的磨损，从而降低发动机的使用寿命，因此这方面要特别引起注意。康明斯发电机厂家在本文中对柴油发电机组排气冒黑烟的具体原因与排除方法作出了下述分析。

 

一、燃烧过程分析

 

柴油喷入过多或进气量不足，使柴油与空气混合比例失调而使燃烧不完全。冒黑烟时，常伴有发动机功率下降，排气温度过高，水温过高等现象。这不仅有公害会严重污染环境，还会引起机件早期损坏、降低发动机寿命、增大油耗等。

黑烟也称碳烟，柴油机排气冒黑烟主要是因为混合气过浓、混合气形成不良或燃烧不完全等原因造成的。碳烟危害性很大，呈细小的颗粒状，活性比汽化的柴油要低很多，也是积碳的主要来源之一。直喷机对油量控制的并不精确，也没有三元催化器等尾气净化装置。所以在启动时，急加速时，大负荷时都会排黑烟。这就是因为上述工况油量太大的原因，油量加大后燃烧就会不充分，所以能看到突然加载的时候排气管都会有短暂的黑烟喷出来。

上面说的黑烟都是正常的，直喷柴油机无法避免的。但是如果正常负荷，不超载时柴油机也是黑烟滚滚那就不正常了。

 

二、燃油系统引起的故障

 

1、供油提前角太小

柴油发动机供油系统，采用机械式喷油泵进行供油，其供油时刻由凸轮形状决定，如图1所示，曲轴齿轮与凸轮轴齿轮啮合传动，对于四冲程发动机来说，曲轴齿轮与凸轮轴齿轮的齿数比为：1：2，对于二冲程发动机来说，其齿数比为1：1，凸轮轴与凸轮轴齿轮联动，凸轮轴上设置有凸轮，使曲轴齿轮与喷油泵中凸轮保持严格的联动关系，保证喷油泵严格按照曲轴的转角位置开始喷油。柴油发动机在不同工况下，都对应一个最佳供油提前角。

（1）故障分析

当柴油发电机组供油提前角过小时，会造成喷油器喷油延迟，使喷入燃烧室的柴油来不及充分燃烧就被排出，即柴油发电机后燃严重而使排气冒黑烟。当供油提前角过小时还会导致排气温度增高，耗油量增大，功率不足等故障现象。

（2）故障排除方法

维修人员在遇到排气冒黑烟现象时，首先应检查供油提前角是否正确。检查方法请参阅第二章第四节供油提前角的检查与调整。

 2、供油提前角度控制存在误差

 

在柴油机燃烧系统供油过程中，如果供油提前角度控制不好，很容易使气缸内的压缩压力和温度处于较低状态，不但影响燃油的整体燃烧性能，同时也容易造成燃料过早燃烧，无法达到燃料充分燃烧的目的，导致柴油机黑烟现象的发生。

 

供油提前角电控调整装置

 

3、超负荷工作

黑烟一般是在柴油机大负荷时产生，如超负荷运转时，黑烟是不完全燃烧的产物，在柴油机大负荷下，燃烧室温度较高，而喷入的燃料过多，混合气形成不均匀，部分区域出现燃烧时空气缺乏，燃料在高温缺氧的条件下易于裂解，聚会成黑烟。 

（1）故障分析

柴油发电机组在运转过程中，若出现超负荷工作时，会导致喷入燃烧室的柴油增多，在燃烧室空气量不变的情况下，就会使多余的柴油得不到充分的燃烧而出现排气冒黑烟现象。

（2）故障排除方法

上述情况导致的排气冒黑烟现象，只要降低负荷使用就可。对于使用时间较长而又得不到正常维护的柴油发电机组，应降低负荷使用。     

4、各缸供油量不均匀

（1）故障分析

柴油发电机组在额定负荷下工作时，若各缸供油量不均匀，就会使柴油机出现冒黑烟现象，这主要是因为各缸供油量所承担的负荷是一定的，若出现个别缸供油量减少时，相比其他的缸就要超负荷工作，供油量多的缸喷入燃烧室的柴油多，柴油得不到充分燃烧后，就出现冒黑烟的故障现象。

（2）故障排除方法

检查是哪一缸供油量过大，可采用隔断法检查。

方法是：机组起动后，分别断开喷油泵各缸的高压油管。若某一缸断开后，黑烟消失或明显减弱，且转速下降比其他缸断油时明显，这说明该缸供油量过大。

排除方法是：拆下喷油泵到校泵中心调整各缸的供油量，使各缸供油量符合技术要求。

5、喷油器故障

（1）故障分析

喷油器若出现滴油、窜油或雾化不良时，会导致喷入燃烧室内的柴油燃烧时间延迟而出现排气冒黑烟的故障现象。

（2）故障排除方法

排除上述故障时，可用隔断法确定冒黑烟的缸，然后拆下喷油器装配到另一个气缸中，若故障转移到该缸，则说明此喷油器有故障，应拆下在喷油器校验台上进行检查。若出现滴油、窜油或雾化不良时，应更换喷油嘴偶件并将喷油压力调整到规定要求。     

 

喷油器故障检修图

 

6、燃烧室密封不良

（1）故障分析

燃烧空内部密封不良时，会导致气缸内部压缩空气量减少，且压缩终时的温度和压力降低，喷人燃烧室内部的柴油由于得不到充足的空气而不能完全燃烧，使得柴油发电机组排气冒黑烟。造成燃烧室密封不良的因素较多，如活塞、活塞环和气缸套出现过度磨损，活塞环安装对口，气缸垫漏气，气门关闭不严等。

（2）故障排除方法

当柴油发电机组出现这种故障时，维修人员应拆下气缸盖和活塞连杆组件进行认真的检查并更换过度磨损的零部件。

7、  调速器引起的故障

在燃料燃烧系统中，喷油泵一旦出现问题，将会导致柴油机工作异常。结合喷油泵的特点，喷油泵的问题主要表现在调速器弹簧上，如果调速器弹簧与控制系统不满足平衡要求，则柴油机在启动过程中就会出现冒黑烟的问题。

 

三、配气机构及进排气系统引起故障

 

1、进气系统存在的问题

在柴油机的进气系统，空气滤芯是关键部件，如果空气滤芯质量不过关，将会给进气造成较大阻力，并减少进入气缸的空气总量，最终引起柴油机工作过程中冒黑烟。同时，一旦中冷器存在污损或者堵塞，也容易增加柴油机系统的进气阻力，使柴油机冒黑烟。

排除方法：更换新的优质空气滤芯，疏通进气管及中冷器污堵。

2、排气系统存在一定的问题

柴油机排气系统在安装过程中容易出现问题，一旦排气管线布置不合理，将会导致柴油机燃烧后的气体排放不畅通。

解决方法：在确认排气系统有问题之后需要对整个系统进行整改，对消声器进行更换，同时对柴油机的排气系统进行调整，使柴油机的排气系统能够保持科学合理，最终达到提高排气系统工作效果的目的。

3、气门间隙存在问题

柴油机的气门间隙只有控制得当才能保证进气量满足燃烧要求。但是从柴油机的气门工作状态来看，如果气门的间隙存在问题，将会导致柴油机进气量异常，最终导致燃烧系统因进气量异常而出现黑烟状况。

解决办法：对气门的间隙进行合理调整。如：1000KW柴油机进气门间隙为0.43毫米。排气门为0.48毫米。

4、气缸压缩压力不足

（1）活塞顶端的间隙过大。

在柴油机装配过程中，活塞顶端的问隙必须在允许误差范围之内，如果活寒顶端的问隙多大，将会导致柴油机的压缩比出现问题，从而引起燃烧过程异常现象，最终无法保证柴油机的正常工作状态，不但不利于柴油机的工作，同时也会产生燃烧不充分的黑烟现象。

（2）气门密封存在问题。

气门是柴油机工作过程中的重要部件，如果气门密封存在问题，很容易导致柴油机燃烧室内的空气过少，将会直接引起燃烧不充分的问题，最终引起柴油机黑烟现象的发生。

（3）气门座圈凹入太深。

气门座圈长期受燃烧高温和气门的强烈冲击，加之气门座圈底间的尺寸相对增大，增加了燃烧室的容积，降低了柴油机压缩比，从而降低了气缸的压缩压力和温度，导致燃油燃烧不完全、不充分、柴油机严重冒黑烟。

 

四、增压系统

 

由于增压器本身质量问题和空气滤，中冷器，进气管堵塞，使压气机叶轮，涡壳被赃物堵塞造成进气量减少，使充气效率低，进入气缸内的新鲜空气不足，而气缸内废气排除不干净，使柴油机严重冒黑烟。

排除方法：疏通及排除空气滤，中冷器，进气管污堵或更换增压器。

 

综合柴油机冒黑烟的种种原因，进行具体分析和准确判断，进而避免重大机械事故发生。注意平时勤保养，及时检查维修，视情况更换修复配件，恢复柴油机的技术性能，保证设备的正常运转和使用寿命，使我们的生产取得更大的效益。因此提高技术水平，强化责任心，正确认识管理好柴油机的重大意义，是从事柴油机工作者的首要任务。

 

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