柴油发动机冒蓝、黑烟的原因与解决方法
柴油发动机排蓝烟说明机油进入燃烧室,这样燃烧室不仅容易形成积碳,而且也加速了气缸、活塞和活塞环的磨损,导致活塞环在环槽中胶结。发动机排蓝烟可以用肉眼看到,机油消耗量也会有明显的增加。发生这种故障时,应分析机油能从哪些部位进入燃烧室,再根据零部件的磨损和使用情况,从中找出原因进行排除。
产生的主要原因及排除方法:
(一)活塞环功能失效或减弱
一是活塞环在环槽内胶结。由于积碳过多,使活塞环在环槽内胶结,导致活塞环失去了刮油作用,气缸壁上的机油便窜入了燃烧室,引起柴油发动机排蓝烟。发生此种情况,应清除活塞环和环槽上的积碳。
二是活塞环磨损过大,弹力减弱。活塞环弹力减弱、磨损后失圆和切口间隙过大,均会使气缸的密封性降低。同时,因磨损过大使环槽与活塞环的端面间隙增大,活塞环的泵油作用加强,造成大量的机油经活塞环的切口和端面间隙窜到燃烧室,导致柴油发动机排蓝烟。在正常情况下,把机油消耗量增大作为判断活塞环磨损过大的依据是有一定道理的。因此,当活塞环磨损过大,切口间隙和端面间隙超过规定或弹力消失时,应及时更换。活塞环磨损过大不但能引起柴油发动机排蓝烟,还会导致其出现功率下降、起动困难、燃烧不良等现象。
三是活塞与气缸配合间隙过大。由于装配不良或磨损等原因,使活塞与气缸的配合间隙过大,飞溅到气缸壁上的机油便进入燃烧室燃烧,造成柴油发动机排蓝烟。因此,当活塞与气缸的配合间隙超过规定值时,应及时修复,使配合间隙符合要求。
(二)曲轴箱内机油量过多
曲轴箱内机油过多,使大量机油飞溅到气缸壁上,当壁面上的机油量超过了活塞环的刮油能力时,机油便窜入燃烧室,造成柴油发动机排蓝烟。此时可用机油尺检查曲轴箱内的机油面高度,如果机油过多,应放出多余的机油,使油面位于油尺两刻度线之间;但应注意,检查曲轴箱油面高度时,应在柴油发动机停机半小时以后进行,使各润滑部位的机油流回曲轴箱,以求得检查结果的准性。
驾驶员应注意,要经常拔出油标尺观察油底壳中机油油位高低,如果突然发现油位出现异常,可能就是一个故障信号,要么是潜在的故障,要么就是故障已经发生了,所以要立即查明情况,不查明一定不能放过。
如果发现油位没有慢慢地降低,反而突然过高或每天在慢慢地涨高,则有可能是燃油漏入了油底壳的机油中,造成燃油稀释机油的故障,或有可能是防冻液漏入了发动机油底壳的机油中,造成机油水乳化的故障。
以上种种都是较严重的故障,必须马上查明原因并排除故障。因此,经常或每天拔出油标尺观察机油油位是非常重要的。
(三)活塞环与气缸磨合不良
对新装配的柴油发动机或修理中更换气缸套和活塞环的柴油机,如果磨合不良,接触面不平整,表面有残存的加工刀痕,使油环的刮油能力减弱,也会导致机油窜入燃烧室,造成发动机排蓝烟。发生这种情况时,可降低柴油发动机的负荷或卸去负荷,使柴油发动机在低速下运行,磨合一段时间,蓝烟可自行消除。因此,新装配的发动机或修理后的发动机,均需要进行磨合运转。
(四)气门导管磨损过大
气门导管磨损过大,使气门导管与气门杆配合间隙过大,或者向气门导管加注的机油过多,都会使机油窜入燃烧室,引起柴油发动机排蓝烟。因此,当气门导管与气门杆配合间隙过大时,应及时更换气门导管。对需要人工向气门导管加注机油的发动机,应按说明书的要求,按时按量加注机油,不可加注过多的机油。
(五)增压器转子轴油封损坏
由于使用不当和保养不及时造成增压器转子轴油封损坏而渗漏机油,混入新鲜空气中进入气缸,或从涡轮端随废气排出时被高温废气汽化,引起柴油发动机排蓝烟。增压器转子轴是否漏油,拆开进、出气管便一目了然。若漏机油应更换油封,并应清除涡轮积碳,检查转子轴的轴承间隙,避免损坏新油封。柴油机在使用中一定要注意,柴油机高速运行后不能立即停机熄火,停车熄火前要怠速运转3-5min左右,使各部机件逐渐冷却,以防止增压器轴承缺油、机油过热、增压器轴承及涡轮叶轮咬死、油封失效等情况。
二、柴油发动机冒黑烟的原因及处置
当柴油发动机排黑烟时,说明气缸内燃油燃烧不良,全部或部分燃油没有完全燃烧,能量没有充分发挥出来,便以炭烟的形式由排气管排出。烟色越浓,说明燃油燃烧越不完全。发动机排黑烟时眼睛可以看到,同时还会出现功率降低、排气温度升高、冷却水温度升高、气缸盖和机体发热、燃油消耗量增大等现象。这不仅容易损坏零件,污染空气,而且也浪费燃料。因此,发现发动机排黑烟,应及时查找原因并予以排除。主要的产生原因与排除方法:
(一)柴油机长时间超负荷运行
按规定柴油发动机超过额定功率的10%时,连续运行1h是不允许排黑烟的。如果超负荷过大,运行时间过长,喷油泵的供油量增多,而进入气缸内的空气量变化不大,使供油量和空气量的比例失调,部分燃油得不到足够的空气,不能完全燃烧而随烟气排出,就会导致柴油发动机排黑烟。因此,在实际操作中,一般不应超负荷运行,若需要超负荷,则应按规定进行,并且超负荷不能过大,运行时间不能超过30min。在排黑烟的情况下,如果减小柴油发动机的负荷,烟色就变浅,说明负荷过大;如果烟色仍然是黑的,说明还有其它问题,应进行检查并予以排除。
(二)喷油泵供油正时不准
由于装配调整不当,喷油泵供油正时太晚,使燃油的燃烧过程向后推迟,部分燃油在气缸内燃烧不完全,在排气管中继续燃烧,最后以炭粒的形式由排气管排出,也会造成柴油发动机排黑烟。由于喷油泵供油正时太晚而引起的排黑烟,通常称作后燃。此时柴油发动机的排气温度、冷却水温度、气缸盖和机体的温度都会有明显升高,严重时排气管冒出火花。在这种情况下,柴油发动机功率下降,油耗增大,气缸盖和机体因过热而产生较大的热应力,使气缸盖和机体有可能发生破裂,此时应检查和调整供油正时。
由于调速器失灵、调速机构卡滞等原因,使喷油泵供油量过多,部分燃油得不到足够的空气,不能完全燃烧,也会造成柴油发动机排黑烟。如喷油泵维修时间不长,排气管排黑烟,动力不足,则应考虑是否是喷油泵调试不当使供油量过多,对此应重新校正喷油泵在各种工况下的供油量,使之符合规定。
(三)喷油器雾化不良或滴油
喷油压力过低、喷孔堵塞或破裂、针阀咬死及喷油泵的故障等,均会造成雾化不良或滴油,使喷入气缸内的燃油油粒过大,不能与空气混合均匀,部分燃油因得不到足够的空气,不能完全燃烧而排黑烟。此时,发动机排出的黑烟是一股一股的,并发出爆燃敲击声。这种情况应对喷油器进行检查和修复。
对于转速不均,断续排黑烟,发动机无力的诊断可采用逐缸断油法检查。当某缸断油时,发动机转速明显降低,黑烟减少,异响也消失,则说明该缸供油量过多,应对该缸喷油量.进行检查调整。若发动机转速变化较小,黑烟消失,则说明该缸喷油器喷雾质量差,应对该喷油器进行检查维修。
若发动机转速仍无变化,则说明该缸不工作,应检查该缸的高压供油情况,如喷油泵柱塞副、出油阀副的配合情况怎样,拔插在油量调节拉杆上的固定螺钉(或齿圈的紧固螺钉)有无松动,柱塞弹簧有无折断等。若均正常,则应检查喷油器的土作情况和该气缸是否有机械故障。
(四)燃烧室空气量不足
一是进气系统堵塞。若柴油发动机突然排黑烟,但运行一段时间后故障自然消失,则多为燃油质量较差所致,由于油中的杂质堵塞喷油器,导致喷射质量差,燃烧不完全而排黑烟,运行一段时间后杂质一般会被高压油冲掉,此种故障不用处理。柴油发动机若连续排黑烟,可考虑检查进气是否通畅,进气管是否变形增加了进气阻力。
空气滤清器堵塞,会使进入气缸内的空气量减少,导致气缸内的燃油与空气比例失调,燃油因空气量不足而不能完全燃烧,导致发动机排黑烟。一般情况下,由此引起的排黑烟,发动机的排气温度、冷却液温度、气缸盖和机体的温度不会有明显升高,但其功率却有明显降低。先拆下空气滤清器盖,取出滤芯并清理维护后重新试机,观察排气管是否仍继续排黑烟。如果排黑烟明显减少,则说明是空气滤清器过脏或安装有问题,影响了进气量,应加强对进气系统的维护保养。
二是密封不严漏气。气缸垫漏气,气门、气门座、气缸套、活塞、活塞环磨损过大,气门间隙过小,减压机构间隙过小等原因,均会造成燃烧室密封不良,使进入气缸内的新鲜空气从这些部位泄漏出去,造成气缸内的空气量不足,使燃油在燃烧室中得不到足够的空气而不能完全燃烧,导致柴油发动机排黑烟。在这种情况下,气缸内的压缩压力和温度降低,燃烧过程延后,功率下降,油耗增大,排气温度、冷却液温度、气缸盖和机体的温度会升高。应对漏气部位进行修理或更换。
三是增压器工作失效。当增压器工作失效时,发动机进气量减少,进气终了的压力降低,致使压缩终了温度、压力均下降,影响燃油的喷射雾化和燃烧温度,使燃油得不到完全燃烧,造成柴油发动机排黑烟。这种情况应检查增压器的工作是否正常。定期做好增压器维护保养工作非常重要,按使用说明书要求,应定期对压气机叶轮清洗(注意清洗时不可用对铝有腐蚀作用的清洗液和使用钢丝刷)。
检查叶轮有无损伤及细小裂纹、转子轴和浮动轴承之间的间隙及转子的轴向蹿动量、转子静平衡和动平衡等,如不符合规定或有损伤,应调整、修复或更换。拆卸增压器时,要保持清洁,各管接头一定要用清洁的布堵塞好,防止杂物掉进增压器内,损坏转子。由于增压器经常处于高温下运转,它的机油管线因受高温作用,内部机油容易有部分结焦,这样会造成增压器轴承因润滑不足而损坏。因此,机油管线在运行一段时间后要进行清洗。
(五)运动部件摩擦阻力过大
由于装配不当、零件变形、润滑或冷却不良等,造成运动部件摩擦加剧,零件发热膨胀,使运动部件的摩擦阻力进一步增大,严重时便会发生烧瓦或拉缸事故,导致柴油发动机的负荷过大而排黑烟。在这种情况下,机油温度急剧升高,零部件发热,发动机发出沉闷的异常声响和油焦味。因此应首先卸去发动机的负荷,使其怠速运转,再根据发出声响的部位和零部件温度的高低,进行检查和排除。