柴油机排烟异常与故障分析

王泽民

摘要： 柴油机的燃烧过程受多种因素的影响，燃烧不正常常会以排烟异常形式表现出来。通过对柴油机出现的排烟异常情况从燃烧过程上进行的理论分析，指出了造成柴油机排烟异常的原因并提出相应地解决办法，为柴油机的正确使用、维护保养和故障判断提供参考。

关键词：柴油机；燃烧过程；排烟异常；故障分析

Abstract: There have many influencing factors in the diesel engine combustion process, and the abnormal burning are often shown to an abnormal form of exhaust. The paper makes a theoretical analysis of the abnormal exhaust of diesel engine from the combustion process, and points out the reasons and solutions, providing reference for the proper use, maintenance and fault judgement.

Key words: diesel engine; combustion process; abnormal exhaust; fault analysis

中图分类号：TK42 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

根据气缸中压力和温度变化的特点，柴油机燃烧过程可分为四个时期：滞燃期、速燃期、缓燃期和后燃期。影响燃烧过程的因素有：柴油性质、喷油提前角、转速、负荷、冷却强度、压缩比、喷油压力、喷油规律、空气涡流及配气相位等多种原因。燃烧不正常常会以排烟异常形式表现出来。柴油机正常工作时排烟呈淡灰色轻烟，短期大负荷排烟呈深灰色。由于多种原因或故障，可能出现排白烟、蓝烟、黑烟等异常现象，并伴随有起动困难、运转不稳、温度过高、敲缸、机体抖动、功率下降等特征，偶尔也会出现进气管“呛气”、排气管“放炮”等现象。这不仅会影响柴油机的经济性和可靠性，也会造成环境污染，因此有必要对柴油机排烟异常现象进行研究和分析，找出结症之所在。

一、柴油机不排烟

1、燃烧过程分析：喷油泵不喷油，气缸内无柴油，无法完成燃烧，柴油机不能启动。

2、产生的原因及解决办法：

1）油箱中油量不足或油箱盖通气阀失灵，使油泵无法正常吸油。应加注燃油并保持油箱盖通气阀畅通。

2）柴油滤清器堵塞，使高压油路不供油。应清理或更换柴油滤清器。

3）输油泵损坏，无法完成输油功能(如弹簧折断等)。应修复或更换输油泵，使其恢复输油功能。

4）喷油泵故障(如油量调节伞形齿轮固定螺钉松动或脱落，使柱塞滞留在不供油的位置等)。应检查喷油泵，使其恢复喷油功能。

5）油管中有空气，使柴油不能供给或不能连续供给。应排除油管中的空气。

二、柴油机排蓝烟

1、燃烧过程分析：燃烧室有过量机油在燃烧，即烧机油。随着蓝色烟雾的加重，烧机油越来越严重。有时燃油中混有水分，或有水分漏入燃烧室中，引起燃烧的改变，柴油机也会冒浅蓝色烟。这不仅会增大机油消耗量，还会增加燃烧室里的积碳，加速气缸、活塞及活塞环的磨损。

2、产生的原因及解决办法：

1）缸套与活塞间隙过大或活塞与活塞环间隙过大，使气缸壁上的机油窜入燃烧室燃烧，同时伴有曲轴箱内废气增多现象。应及时更换磨损的零配件。

2）活塞环弹性不足、积碳、装反、卡滞或对口等（如刮油环装反或刮油环在环槽内因积碳过多而结胶，油环孔被堵塞，使刮油环失去刮油作用）使气机油进入燃烧室燃烧。应拆下活塞环，清除积碳，重布各环口(上、下环口建议错开180°)，必要时更换活塞环。

3）气门导管磨损严重、间隙过大或气门油封损坏、摇臂室内注油太多，使机油被大量吸入燃烧室燃烧。应更换磨损的气门、导管或气门油封，减少摇臂室内的注油量。

4）油底壳内机油过量或曲轴箱通风装置失效，曲轴高速转动时使过量机油飞溅到气缸壁上并窜入燃烧室燃烧。应使机油加注量控制在合理的范围内、及时消除曲轴箱通风装置失效现象。

5）涡轮增压器漏油，机油随气流进入燃烧室燃烧，此时柴油机功率未下降，但在压缩空气出口处或进气软管上可以看到粘附有机油油污。处理办法是及时更换或修复漏油部位。

6）机油牌号不对，粘度过小或机油已污染，当压力高时机油会顺各摩擦表面窜入燃烧室。应及时更换符合要求的机油。

7）柴油机处于磨合期也会出现燃机油现象。

三、柴油机排白烟

1、燃烧过程分析：水进入气缸内受热变成水蒸气随烟排出，或是燃烧不完全，喷入气缸内的部分柴油没有燃烧，变成油汽排出。柴油机在寒冷天气运行时，柴油机温度低，排气管温度也低，有水蒸气排气凝结成水气形成白色排烟，是正常现象。

2、产生的原因及解决办法：

1）喷油器喷射质量差，喷油压力不足，有滴油现象，使部分柴油没有燃烧产生白烟排出。此种情况应检查喷油器工况，调整喷油压力。

2）喷油时间过迟，使部分柴油来不及燃烧而排出。此种情况应及时校正喷油时间。

3）气缸盖、气缸套或气缸垫破裂，或是气缸盖螺栓松动，使冷却水泄到气缸里引起冒白烟。此种情况应及时修复或更换破裂的部件，拧紧缸盖螺栓。

4）气门关闭不严也会气缸内油汽排出而冒白烟。处理办法是更换或修整气门、气门座圈等，使气门闭严。

5）柴油机温度过底，柴油喷入汽缸内不宜雾化燃烧，变成油气冒白烟排出。待温度上了后，排烟会逐渐恢复正常。

6）柴油质量差，柴油中混有过多水分，使水在气缸内被蒸发成水蒸气从排气管排出。处理办法是，每天开机前，将油箱排水阀打开，将箱底沉淀物和水排放掉。

四、柴油机排黑烟

1、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。

2、产生的原因及解决办法：

1）机械超负荷工作时间过长，使油泵供油量增多，柴油在空气不足的情况下不能完全燃烧而排黑烟。应降低设备负荷，不应使设备长时间超负荷工作。

2）喷油定时不对，喷油时间过迟，使后燃严重。应调整喷油的提前角。

3）高压油泵各缸供油量不均匀或过大，使油气混合比失调。应调整各缸供油量，使之平衡或在规定范围内。

4）喷油器喷油压力过低或有滴油现象，使柴油雾化不良，引起后燃。应拆下清洗检查并调整喷油压力。

5）柴油质量差或牌号有误，使燃烧恶化，也会引起排黑烟现象。应选用清洁合格的轻柴油，建议选用柴油排号时，夏季用0号或+10号，冬季选用-10号或-20号，严寒地区则选用-35号。

6）排气背压太高或排气管道阻塞，使排气不彻底，造成进气量不足，从而影响空气与柴油的正常混合比。应检查排气管弯位，弯位(特别是90°弯位)不宜过多，同时注意消声器内部是否被过多的烟灰阻塞。

7）空气滤清器或进气管道堵塞，使进气量不足。应进行以下检查：空气滤清器是否被堵、进气管是否漏气、涡轮增压器是否损坏、中冷器是否被堵。

8）气门间隙过大，使气门开启滞后，影响正常进气相位，造成进气量不足。应调整气门间隙在合理的范围内。

9）气门关闭不严，气门粘滞或气门和座圈密封不良，使气缸漏气，影响正常进气量。应检查气门间隙，气门弹簧和气门密封情况。

10）活塞环烧结及缸套磨损过甚而造成漏气。应视具体情况更换四配套。

11）涡轮增压器故障，使进气量受阻(如压气机壳过脏，弹力密封环磨损或燃损等)。应修复故障零部件。

五、柴油机排黄黑烟

1、燃烧过程分析：配气相位不准，燃烧不完全。

2、可能原因：

1）气门关闭不严，气门弹簧弹力不足或气门烧蚀，造成漏气，使油气混合比失调。应检查气门间隙、气门弹簧等。

2）缸套与活塞环磨损过甚造成漏气。应及时更换活塞环。

3）喷油器与缸盖座孔密封不严而漏气。应重新安装喷油器，并使之与缸盖座孔密封。

4）配气相位不准(如凸轮轴轴颈与座孔配合间隙过大、气门推杆弯曲等)，造成进气管“呛气”、排气管“放炮”并排黄黑烟。应检查凸轮轴精度、检查气门推杆弯曲情况等。

六、排气管窜火（或冒火星）

1、燃烧过程分析：配气相位不准，燃烧不完全，后燃严重。

2、产生的原因及解决办法：

1）配气相位不准(如排气门开启提前角过大等)使部分燃烧在排气管中进行，发生“窜火”、“放炮”等现象。应检查并调整配气相位。

2）喷油过迟或喷油器有严重滴油现象，使后燃严重。应校正喷油时间，检查喷油器工况。

3）排气门弹簧弹力不足或断裂，排气门卡滞或间隙过小，排气密封不严等，造成排气提前或使部分燃烧在排气管进行。应检查排气情况。

总之，排烟异常是柴油机内部故障的综合反映，标志着柴油机燃烧性能已发生改变，有时还可预告柴油机将可能发生事故性损伤，也在一定程度上反映了柴油机的使用、维修及保养状况。因此，柴油机排烟出现异常时切勿大意，要根据排烟情况认真分析检查，并结合其他伴随现象及时发现问题之所在部位，及早排除故障隐患，保证柴油机的正常使用，避免造成不必要的经济损失，同时也可减少环境污染。