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柴油發動機冒黑煙、藍煙、白煙的原因是什么?

來源: 作者: 更新時間:2015-10-28

柴油機在正常工作溫度下,其排氣煙色應該是無色或淡灰色,所謂無色不是完全無色,不能像汽油機那樣無色,而是在無色中伴有淡淡的灰色,這是正常排氣煙色。柴油機在怠速時排氣煙色可能重一些,在高速、高負荷時也可能重一些,要注意觀察正常排氣煙色,才能對非正常的排氣煙色進行判斷和分析。柴油機燃料完全燃燒后,正常顏色一般為淡灰色,負荷工作時為深灰色。柴油機在工作中,會經常出現冒煙現象,柴油機排煙有黑煙、藍煙、白煙和灰色四種,它們是判斷柴油機故障的條件之一,具體分析如下:

  一、排氣冒黑煙(碳煙)

黑煙也稱碳煙,柴油機排氣冒黑煙主要是燃料混合氣過濃,可燃混合氣形成不良或燃燒不完善等原因造成的。柴油機在高溫、高壓燃燒條件下,局部缺氧、裂解并脫氫而形成的以碳為主要成分的固體微小顆粒,是燃燒室內燃料燃燒不完全的表現。由于柴油機是非均質燃燒,燃燒室內各區域的化學反應條件是不一致的,而且隨著時間而變化的,所以黑煙很可能是由許多不同途徑生成的。柴油是復雜的碳氫化合物,噴入燃燒室內未燃燒的柴油受高溫分解,形成炭黑,排氣時隨同廢氣一起排出形成黑色煙霧。黑煙是不完全燃燒產物,是烴燃燒在高溫缺氧情況下裂解過程釋出并聚合而成的。某些情況下燃油噴射在燃燒室壁面上,形成液態油膜,油膜是最后蒸發的一部分,它的燃燒取決于其蒸發速度和燃料蒸氣與氧的混合速度。如果周圍氣體中氧的濃度太低,或混合的速度不夠時,從油膜蒸發的燃料氣體將被分解,并產生未燃烴、不完全氧化產物和黑煙。

  按照上述定性描述,柴油機燃燒過程中黑煙的生成可以概括為三個階段——成核階段、單粒階段、單粒的燃燒消失或附聚成更大絮團。影響其生成的主要原因為:

  1.活塞環、氣缸套等磨損

  氣門、活塞環、氣缸套磨損后,引起壓縮壓力不足以及機油上竄燃燒室,使氣缸在壓縮行程結束時,混合氣混合的正常比例改變,使燃油在無氧條件下燃燒,燃燒過程容易產生積炭,排出的廢氣形成大量黑色煙霧。

  2.燃燒室形狀改變

  燃燒室形狀因制造質量及長期使用導致技術狀況下降,使壓縮余縫過大、過小以及活塞位置裝錯,都會使燃燒室形狀和容積改變,從而影響燃油與空氣混合質量,使燃油燃燒條件變壞。

 


  3.噴油器工作不良

  柴油機排氣煙度與燃油霧化品質的關系密切,在柴油機噴油過程中,每次噴油臨結束時,噴油壓力下降,霧化質量差,使液滴直徑比主要噴射階段的油滴大4
—5倍(體積約增大100倍),這些油滴蒸發與燃燒的時間短,周圍氧的濃度低,容易產生碳煙。噴油器不霧化、霧化不良或滴油,使燃料不能充分地與氣缸內的空氣混合,也不能完全燃燒。由噴油器工作不良引起的排黑煙現象在柴油機低速運轉時較為明顯,因為低速運轉時氣缸內進氣渦流較弱,油滴或油束被氣流沖散的可能性減少并且停留的時間較長,更容易形成碳黑排出。

  4.供油量過大

  供油量過大,使進入汽缸內的油量增多,造成油多氣少燃油燃燒不完全。另外,工作負荷過重、燃油質量低劣、工作溫度過低也會引起排氣冒黑煙。

  柴油機中燃料的高溫裂解反應是不可避免的,特別是在空間混合燃燒的柴油機中,由于高溫氣體包圍著液態的油滴,造成了有利于裂解反應的條件,因此在燃燒初期產生了大量的碳粒。柴油機在正常燃燒時,在排氣門打開以前,燃燒初期所形成的大量碳粒可以基本燒完,排氣基本上是無煙的。只是在某些不利工況下,碳粒不能及時燃燒反而團聚吸附,在氣缸中和排氣過程中形成更大的碳煙粒子或絮團,使排氣冒黑煙。

  5.供油提前角調整不當

  (1)供油提前角過大,燃油過早噴入燃燒室內,由于此時氣缸內壓力溫度較低,燃料不能著火燃燒,當活塞上行,氣缸內達到一定壓力和溫度,可燃混合氣燃燒。

  在直噴式柴油機中,當其它參數不變時,加大噴油提前角可以降低排氣煙度。因為加大噴油提前角會使滯燃期加長,使著火前噴入氣缸的油量增加,預混合量增加,預混合氣增多,加快了燃燒速度,燃燒可較早結束,從而使主燃期的形成碳粒具有較高的溫度和高溫下停留較多的時間,有利于碳粒氧化消失。然而過早的噴油增加了預混燃料量,使柴油機工作粗暴,燃燒噪音增大,并引起較大的機械負荷,以及較多的黑煙排放。

  (2)供油提前角過小,噴入汽缸內的燃油過遲,一部分燃料來不及形成可燃混合氣就被分離或排出,致使部分在排氣管中隨廢氣排出的燃油料受高溫分解、燃燒,形成黑煙隨廢氣一同排出。


  二、排氣冒藍煙

  排氣冒藍煙,一般情況下是柴油機使用日久,慢慢開始燒機油引起的,隨著藍色煙霧的加重,燒機油越來越多,就應考慮維修柴油機了。有時燃油中混有水分,或有水分漏入燃燒室中,引起燃燒的改變,柴油機會冒淺藍色煙。

  影響其生成的主要因素為:

  1.空氣濾清器阻塞,進氣不暢或油缸內油面過高,使進入汽缸內的氣量減少,燃油混合氣正常比例改變,造成油多氣少燃油燃燒不完全,也會引起排氣冒藍煙。

  2.油底殼內潤滑油加入過多,柴油機運行中潤滑油易竄入燃燒室。

  3.長期低負荷(標定功率的40%以下)運轉,活塞與缸套之間的間隙過大,使油底殼內潤滑油容易竄入燃燒室,與氣缸中的燃料混合氣混合,改變混合氣正常比例,燃燒不完全,引起排氣冒藍煙。

  4.活塞環卡住或磨損過多,彈性不足,安裝時活塞環倒角方向裝反,使機油進入燃燒室,潤滑油燃燒后產生藍色水氣煙霧排出。

  5.在機體通向氣缸蓋油道附近的氣缸墊燒毀,活塞、氣缸套磨損以及活塞環對口等狀況將致使潤滑油上竄燃燒室,并與燃油混合氣一同燃燒。

  三、排氣冒白煙

  白煙是指排氣煙色為白色,它與無色不同,白色是水蒸氣的白色,表示排煙中含有水分或含未燃燒的燃油成分。白煙呈液珠狀態,和藍煙相比較直徑稍大,一般大于1μm。在光的折射下呈白色,柴油機的白煙是未燃烴(含燃油和潤滑油)、水蒸氣以及不完全燃燒的中間產物(如含氧碳氫),除水蒸氣外,它們也都屬于微粒范疇。柴油機在剛起動時或冷機狀態時,排氣管冒白煙,是因為柴油機氣缸內溫度低油氣蒸發而形成,冬季尤為明顯。柴油機在寒冷天氣運行時,柴油機溫度低,排氣管溫度也低,有水蒸氣排氣凝結成水氣形成白色排煙,是正常現象。若當柴油機溫度正常,排氣管溫度也正常時,仍然排出白色煙霧,說明柴油機工作不正常,可判斷為柴油機故障。影響其生成的主要因素為:

  1.氣缸套有裂紋或氣缸墊損壞,隨著冷卻水溫度和壓力的升高,冷卻水進入氣缸。排氣時形成容易形成水霧或水蒸氣。

  2.噴油器霧化不良,噴油壓力過低,有滴油現象。在氣缸中燃油混合氣不均勻,燃燒不完全,產生大量的未燃烴,排氣時容易形成水霧或水蒸氣。

  3.供油提前角過小。活塞上行至氣缸頂前噴入氣缸的燃油過少,形成較稀的可燃混合氣,過遲的噴油減少了預混燃料量,預混合量減少。預混合氣減少,降低了燃燒速度,燃燒結束較晚,燃燒形成大量的水氣煙霧。

  4.燃油中有水份和空氣。水和空氣隨著燃油噴射入氣缸形成不均勻燃油混合氣,燃燒不完全,產生大量的未燃烴排出機外。

  5.活塞、氣缸套等磨損嚴重引起壓縮力不足,造成燃燒不完全。

  6.柴油機剛啟動時,個別氣缸內不燃燒(特別是冬天),未燃燒的燃油混合氣隨其它工作缸的廢氣排出形成水氣煙霧。

 


柴油發動機冒煙現象與分析

發動機冒白煙一般是燃燒不完全,會出現動力不足。
冒藍煙,就是燒機油,會出現動力反彈,但持續時間不長。

冒白煙,水蒸汽引起。

 


柴油發動機冒白煙原因及診斷

柴油發動機的排氣應為無色或淡灰色,如煙色不正則發動機可能存在故障。發動機在工作中冒白煙是因為廢氣中含柴油蒸汽或水蒸汽,通過觀察排氣的煙色可以幫助判斷柴油機的故障部位,從而達到及時排除故障的目的。

發動機只有保持良好的工況才能延長其使用壽命;同時,燃料充分燃燒既節約了燃料、提高了經濟性,又減少了大氣污染。

1、冒白煙原因

冒白煙的原因很多,主要有以下幾個方面。

1)發動機溫度過低。部分柴油未燃燒便變成油蒸汽,從排氣管中隨廢氣排出,冒白煙。

2)供油系中有水。燃油中或燃燒室中有水分,水在氣缸內被燃燒放出的熱量加熱成水蒸氣,從排氣管排出形成白煙。

3)噴油時間過遲。由于噴油時間晚,噴油時氣缸溫度已下降,部分柴油未燃燒變成油蒸氣,冒白煙。

4)噴油嘴霧化不良。霧化不良導致柴油未完全燃燒,和正常工作氣缸排出的高溫廢氣在排氣管內混合,從而冒白煙。

5)氣缸壓力過低。部分柴油未經燃燒就變成油蒸汽,因此從排氣管冒白煙。

2、故障診斷和排除

1)冬季冷車剛啟動時發動機后排氣管冒大量白煙。但運轉一段時間后隨著發動機溫度的升高白煙逐漸消失、而后正常,則說明是發動機溫度過低,無須排除。

2)柴油機工作無力、冒白煙。可將手靠近排氣管,當白煙掠過手面有水珠則說明氣缸內已有水進入,此時可用單缸斷油法找出漏水的氣缸。若單缸斷油時影響柴油機的轉速,說明該缸工作良好,否則說明該缸不工作,應拆下噴油器檢查噴孔上有無水跡;若發現有水應檢查進水原因,查明是氣缸破裂還是氣缸墊沖壞;若各缸情況一樣、仍然工作無力冒白煙,則應檢查柴油中是否有水。這時可打開燃油箱和燃油濾清器的放污螺塞,檢查燃油中是否有水。

3)柴油機冒白煙時可提高發動機的工作溫度,如在水溫70℃左右時排氣煙色由冒白煙轉為冒黑煙,便可判斷為噴油器霧化不良、滴油。用逐缸斷油的方法查出有故障的噴油器,然后校驗噴油器;若在噴油時有滴油現象,則應進一步檢查是由于噴油壓力過低還是由于針閥體變形或磨損過甚而造成的,從而改進。

4)柴油機剛啟動時冒白煙、溫度升高后變成冒黑煙。這說明氣缸壓力不足,此壓力雖能維持柴油機啟動,但啟動時因溫度過低使部分柴油未燃燒便揮發成蒸汽排出。應檢查氣門關閉嚴密程度、配氣相位情況、氣缸墊或噴油座孔的密封墊是否漏氣、氣缸磨損是否過大、活塞環有無卡滯或其開口是否重合等,然后對癥解決。

5)柴油機高速運轉時工作不均勻、加速不靈敏、溫度過高、工作無力、排氣管冒灰白色煙霧。這說明噴油時間過遲,應檢查并調整連接盤固定螺絲緊固情況以及鍵和鍵槽情況,慢慢提前噴油時間,使白煙消除、發動機運轉正常;若調整后仍無好轉則應檢查噴油泵各缸柱塞的定時調整螺釘是否失調,采取措施。

 


如何檢查發動機排氣冒白煙不易起動的故障?

一、故障現象。發動機不易起動,起動時排氣管排出大量的白煙。

二、故障原因

(1)柴油中有水。

(2)氣缸墊沖燒或缸蓋螺槍栓緊固扭矩不足,使水進入燃燒室。

(3)氣缸體或缸蓋冷卻水套有裂紋。

(4)天氣太冷發動機預熱不夠。

(5)供油提前角過大或過小。

三、故障檢查

(1)用手接近排氣管出口處,發現手上留有水珠,說明水進入了燃燒室。如果發動機水溫升高,水箱上部有氣泡冒出,油底殼內機油油面升高也說明有水進入燃燒室。

(2)如發動機起動之后,表現無力,運轉不穩,排氣管仍冒白煙,可繼續預熱發動機后再起動,如起動時白煙能隨發動機運轉而逐漸消失,說明原先起動時是因發動機溫度過低不易起動。如預熱時指示燈不亮,說明預熱裝置有故障。如預熱后仍然冒白煙,說明供油正時有問題,應送修理廠檢測調試供油正時或向重誠公司購買原裝配件更換。

 


發動機排氣冒黑煙、藍煙、白煙各是什么原因?

1、動機排氣冒黑煙是燃料及燃料供應系統的問題。燃料質量差、造成燃燒不良產生炭黑排出。供油系統調節失靈,也會使排氣冒黑煙。或者氣門嚴重磨損關閉不嚴,尚未燃燒完全的混合氣竄出所致。

2、發動機排氣冒藍煙是由于機油竄入活塞頂部的燃燒室,引起機油與混合氣一起燃燒造成的,俗稱"燒機油"。其主要原因是活塞與缸壁之間的配合出現了問題,活塞環已不能將缸壁上的機油刮凈,機油從間隙上竄到燃燒室而被燒掉。

3、發動機排氣冒白煙是燃料燃燒中有水引起的,白煙是水蒸氣。燃料中可能含有水或者汽缸蓋滲水,要查清進水原因有針對性的解決。

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