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柴油机黑烟故障

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【摘要】:
柴油机排气冒黑烟,说明燃料在燃烧室内空气不足的情况下进行燃烧,燃料在高温缺氧情况下分解聚合成墨结晶状的碳烟,随废气排出而呈黑色。
柴油机在运转状态下,从烟囱冒出程度不同的黑烟。
  柴油机排气冒黑烟,说明燃料在燃烧室内空气不足的情况下进行燃烧,燃料在高温缺氧情况下分解聚合成墨结晶状的碳烟,随废气排出而呈黑色。
  当柴油机刚启动时,可以从烟囱看到有股类似磨菇云的浓黑烟气冲出,然后消失,排烟转向正常。这是由于柴油机刚启动时,喷油泵齿条所处刻线位置较大,而增压器没有废气能量进行驱动,造成燃烧室内新鲜空气严重缺少,使燃料与气体的混合不成比例。柴油机启动后,联合调节器使喷油泵有一个回调,增压器的工作逐渐趋向正常,燃烧室内获得的新鲜空气量逐渐增多,使燃油与空气的混合比例趋向正常,冒黑烟情况消失。因此柴油机启机时的冒黑烟并非属柴油机的故障。
  在柴油机正常运转后,若仍继续冒黑烟,有时甚至还较严重,说明柴油机的工作状态不正常,此时须查找原因,并进行适当处理。
  后果:
  (1)柴油机冒黑烟正因为是由于燃烧不良所引起的,因此冒黑烟的柴油机,经济性必定较差,而且还会污染环境。
  (2)排气冒黑烟正是由于形成碳烟而呈黑色,因此它会污染喷油器、气门、气门座、活塞、活塞环、缸套、增压器的喷咀环和涡轮等,不但影响了这些零部件的使用寿命,而且使燃烧状态加剧恶化。
  (3)有时排气冒黑烟,是由于柴油机中某些零部件出了故障,例如增压器转子与壳体发生碰擦,气门弹簧断裂,喷油器喷头裂等问题,如不进行及时处理,会扩大事故,造成严重损失。
  1.原因分析:
  (1)柴油机超载
  ①柴油机功率整定过高(包括部分负载时的功率);
  ②主要运动机件发生故障,造成耗功大,如抱轴、抱缸等;
  ③各缸喷油泵供油量不均,或个别气缸不工作,造成某些气缸超载;
  ④地区气候条件变化,应进行功率修正而未修正。
  (2)压缩压力偏低(要求为2.65~2.84MPa)
  ①柴油发电机组安装时,压缩比调整偏小,即活塞到达上止点位置时,活塞顶面到气缸盖底面的距离偏大(要求为3.8~4.0mm);
  ②缸盖与缸套之间漏气;
  ③活塞、活塞环,缸套磨耗超限;
  ④活塞环组装时,开口没错开,或活塞环折断,卡死在环槽内;
  ⑤气门关闭不严,可能原因是:气门弹簧力不足甚至折断,气门座松动脱落,气门座面有剥离损伤,气门横臂跳转使气门失控,气门杆与导管拉伤或气门杆弯曲等;
 
  ⑥油、水温度过低,使有关运动副的相应零件在较大的间隙下工作,造成燃烧室压缩空气时发生漏气。
  (3)进气系统故障:
  ①空气滤清器堵塞严重;
  ②进气道漏泄严重,特别是压气机出口至中冷器进口连接用的胶管发生破裂;
  ③中冷器冷却效率低,使增压空气得不到足够的冷却,造成燃烧室内的空气质量不足。造成中冷器冷却效率低的原因有:中冷器的冷却水温过高,中冷器内的冷却水管因裂漏而焊堵的根数过多;
  ④涡轮增压器的压气机效率过低,使柴油机吸入空气量不足。
  2.判断及处理:
  (1)如机车运行于高原地带,则应先考虑柴油机的功率是否没按规定进行修正。
  (2)测量爆发压力,如整台柴油机各缸爆发压力偏高,而且柴油机又冒黑烟,此时如操纵台显示的功率又偏高,说明柴油机的功率整定过高,则须调整联合调节器的功率悬挂点。
  如操纵台上显示的功率合适,而各缸爆发压力又相差较多,各喷油泵的齿条刻线相互接近,说明爆发压力过低的缸的喷油泵供油量过小。
  (3)测量压缩压力。
  架修时拆检组装出现问题,会造成压缩压力偏低。
  如习惯按尺寸下限选择缸盖的调整垫片,之后也不测量活塞与缸盖之间的压缩值;又如从气缸盖上拆下气门后,搬运存放不小心,使气门发生了弯曲,重装时也未检测,也不在安装状态下,对气门与气门座进行相对的研磨,造成燃烧室漏气。这些都是必须避免和纠正的。
  (4)用手伸入到两个气缸盖之间,靠近缸盖与缸套的结合面处,检查是否漏气。在缸盖安装喷油器进油管的截面上,刚度相应较差,气缸盖与缸套之间漏气,一般首先发生在此处。如发现此处漏气,可在停机后,重新紧固缸盖螺栓。
  (5)柴油机运转中观察差示压力计显示的差压是否过大。如过大,说明燃烧室的曲轴箱漏气严重,柴油机停机后,打开曲轴箱检查孔盖,观察气缸套的工作镜面是否有严重拉伤现象。
  (6)观察中冷器水温是否过高。如发现该水温过高,应对低压水系统进行检查,找出原因,并进行处理。
  (7)对空气滤清器进行清洗。如机车运行于风砂大的区段,更须经常清洗。
  (8)检查进气系统有无漏泄,如有漏泄,设法消除。
  检查中冷器内的冷却水管焊堵情况,按规定中冷器中的每组冷却单元允许焊堵水管数不超过4根,整台中冷器允许焊堵水管数不超过20根。
  (9)检查增压器转子转动是否灵活,轴向间隙和径向间隙是否符合要求,转子与壳体之间有无碰擦现象。
  (10)柴油机工作时的油、水温度是否偏低。
  (11)活塞环本身及其安装在活塞上的状态是否合乎要求。
  (12)检查气门杆有无弯曲(检查方法见“气门弯裂的早期判断”部分有关内容)。
  (13)检查油环的弹力是否符合要求,按规定弹力为160~200N。当装球铁活塞和中凸型活塞时,宜偏上限,装用铝活塞时宜偏下限。(若机务段内同时有东风4型和北京型机车,它们的油环却是同一个图号,即外形和尺寸完全相同,但北京型机车油环的弹力要求为200~240N,如果在东风4型机车上误装了北京型机车的油环,就易造成拉缸。)