道依茨風冷柴油機冒黑煙故障的魚骨分析法

楊永平

摘要：道依茨風冷柴油機在鐵路大型養路機械設備中作為主機動力得到廣泛應用，在現場實際運用中，由于各種原因會出現冒黑煙等故障。本文從可能造成發動機冒黑煙的主要因素運用魚骨分析法來具體分析故障原因，并找出故障的排出方法。

關鍵詞：鐵路；大型養路機械；道依茨；柴油機；冒黑煙；故障；魚骨分析法

前言

道依茨風冷柴油機BFL413F和BFL513系列在鐵路大型養路機械設備中得到廣泛應用。由于鐵路施工現場作業環境復雜，實際運用中經常回出現排氣冒黑煙等故障。排氣冒黑煙的危害性很大，它會降低柴油機的經濟性，使排氣溫度升高，在燃燒室表面積碳，積碳會引起活塞環或活塞卡死，氣閥咬死等事故。所以，當柴油機的排氣冒黑煙時，應分析原因，及時予以解決。

然而，柴油機冒黑煙故障的可能原因很多，但對于一臺柴油機來講，出現冒黑煙故障的可能原因只是其中的一個因素。如何判斷和確認柴油機冒黑煙故障的具體原因，是排除該故障的關鍵所在。

為此，借助魚骨分析法，應用交叉學科理念，對造成冒黑煙故障的諸多因素進行歸納、整理，查找原因，從而尋求有效的應對措施。

1.魚骨分析法

魚骨分析又稱為魚刺圖，就是把故障原因按照發生的因果層次關系用線條連接起來，構成故障的主要原因稱為脊骨，構成這個主要原因的原因稱為大骨，依次還有中骨、小骨、細骨……。圖1顯示了一個典型的魚骨圖。

設備診斷與維修工作者將平時維修診斷的經驗，以魚骨的形式記錄下來。過一段時間需要對魚骨圖進行整理，凡是經常出現的故障原因（大骨）就移動移到魚頭位置，較少發生的原因就向魚尾靠近。今后，設備出現故障，首先按照魚骨圖從魚頭逐漸向魚尾處檢查驗證，檢查出大骨，再依次尋找中骨、小骨、細骨，直到找到故障的根源，可以排除故障為止。

2.原因分析和應對方法

根據發動機的構造和原理，通過從燃燒空氣、排氣背壓、燃油系統、柴油機調整、潤滑系統、煙度限制器六個故障部位（特征），分別分析造成柴油機冒黑煙的各項因素，找出應對方法。并繪制出故障魚骨圖（圖2）。

2.1燃燒空氣

2.1.1 進氣溫度過高

故障原因：進氣溫度高，導致進氣量不足，燃燒惡化而排黑煙。

應對方法：空氣濾清器的安裝位置和排氣管布置須避開柴油機熱風排口，避免柴油機熱輻射作用對進氣的影響。

2.1.2 空氣濾清器臟污

故障原因：空氣濾清器臟污，對空氣流的阻力增大，造成進氣量不足。

應對方法：清洗空氣濾清器。

2.1.3 維護指示器故障

故障原因：空氣濾清器上的維護指示器的任務是起到報警作用，一隊空氣濾清器進行及時的維護保養。柴油機理想的燃燒最大進氣負壓力為300mm水柱，當大于500mm水柱還不報警時，進氣量明顯不足，燃燒惡化。

應對方法：在柴油機運轉時，用硬紙板或者鐵皮慢慢地關閉空氣濾清器的進氣口，在達到一定的負壓后（500mm水柱），維護指示器應報警，若吸氣管已完全封閉而沒有報警，則必須更換維護指示器。

2.1.4 中冷器臟污

故障原因：對于增壓柴油機，壓氣機出口的空氣溫度可達150℃左右，增壓空氣經過中冷器急速冷卻至70℃左右進入燃燒室，中冷器散熱片臟污，將使增壓空氣溫度大大增加，造成進氣壓力不足。

應對方法：清洗中冷器散熱片，使其保持清潔。

2.1.5 進、排氣管不密封

故障原因：進、排氣管不密封，除直接影響進氣量外，對增壓柴油機，排氣能量不能充分利用，降低了渦輪效率，增壓壓力明顯下降，使燃燒惡化并冒黑煙。

應對方法：檢查各個密封圈是否完全、完好；全部法蘭盤螺釘是否擰緊，法蘭盤處是否有損傷；排氣總管不密封時，檢查缸蓋的找正情況和排氣總管的直線度。

2.1.6 增壓器故障

故障原因：廢氣渦輪增壓器的壓氣機臟污會直接降低增壓壓力，引起柴油機冒黑煙。

應對方法：清洗廢氣渦輪增壓器。

2.2 燃油系統

2.2.1 火焰預熱裝置的電磁閥不密封

故障原因：在噴油泵與火焰加熱塞之間的電磁閥只在火焰預熱過程向火焰加熱塞供以燃油。在柴油機運轉時，如電磁閥不密封，燃油會經火焰加熱塞進入柴油機進氣管，導致柴油機冒黑煙，并可能產生過高溫度而產生重大的柴油機事故。

應對方法：在柴油機運轉時將火焰加熱塞街頭上的螺絲管松開幾圈檢查電磁閥，如松開的螺絲管處出現燃油，則證明電磁閥不密封，須更換。

2.2.2 噴油器損壞

故障原因：噴油器漏油、散射或噴射壓力不足，均造成不完全燃燒或后燃燒而冒黑煙。

應對方法：①將噴油器裝在噴油器檢查儀上檢查噴射壓力。B/FL413系列柴油機的噴射壓力為（175+8）bar，FL513系列柴油機的噴射壓力為（235+8）bar，BFL513/C系列柴油機的噴射壓力為（270+8）bar，然后觀察噴射圖像，在低于噴射壓力25bar～30bar的條件下，噴油器不得滴油。如達不到技術數據中規定的噴射壓力，則使用調整墊片來修正噴射壓力。②當檢查噴油器噴射有油束時，油束必須形成無偏噴現象的均勻油束。如噴射圖像不好，則更換噴油器。③噴油器噴孔堵塞、針閥卡死而不能出油時，應由專業人員拆洗并研修噴油器偶件或更換新偶件。④將噴油器裝入柴油機時，必須使用新的O型圈和調整墊。

2.2.3 供油提前角不準確

故障原因：供油提前角太小，噴油太遲，使部分燃油在排氣管中燃燒，從而導致冒黑煙。

應對方法：用毛細管油面指示儀檢查和調整法檢查和調整供油提前角。

2.2.4 供油提前器損壞

故障原因：供油提前角太小，噴油太遲，使部分燃油在排氣管中燃燒，從而導致冒黑煙。

應對方法：用供油提前角檢查儀檢測供油提前角的調整情況，如出現不規則情況，則可能是噴油器提前器調整彈簧斷裂、彈簧支承片磨壞、配重塊卡死，須更換或修復。

2.2.5 噴油器回油管堵塞

故障原因：如會有不能流出返回油箱，則在噴油體的彈簧室中產生一過壓，該過壓妨礙噴油器噴針的升程。

應對方法：檢查更換回油管。

2.2.6 噴油器與柴油機安裝條件不匹配

故障原因：噴油泵油量與柴油機所在地區的海拔高度應匹配。對柴油機來說，燃燒室中進氣量與噴油泵量是相互匹配的，他們二者又決定了柴油機的功率與溫度水平。空氣密度是隨著柴油機安裝地點的大氣條件而該變的，所以，柴油機只能在規定的標準技術條件下發出其額定功率。

應對方法：請制造廠協助調整。

2.3 潤滑系統

故障原因：機油油位太高，曲軸在機油中轉到，增加了曲軸在箱體中的甩油量，許多機油被甩濺到氣缸工作表面上，活塞環不能完全刮走這些油量，使多余的機油竄入燃燒室燃燒，導致冒黑煙

應對方法：在柴油機停車15min后將多余的機油放出至規定油面。

2.4 排氣背壓

B/FL413F系列柴油機最大允許排氣背壓為750mm水柱，排氣背壓過大直接影響柴油機廢棄排凈，減少新鮮空氣的充氣量，導致燃燒惡化而冒黑煙。

2.4.1 排氣總管或消音器

故障原因：排氣總管或消音器。

應對方法：清洗排氣總管與消音器，更換已損壞零件。

2.4.2 排氣制動閥失靈

故障原因：排氣制動閥失靈。

應對方法：用目測法檢查排氣制動閥功能是否有效。制動閥軸上的開槽指在制動閥板的位置，在制動閥未制動時，制動閥板必須指在排氣的流動方向。如不是上述情況，需檢查工作氣缸的功能。若制動閥操作不靈活，須修理使其靈活。

2.5 柴油機調整

2.5.1 氣門間隙不符合規定要求

故障原因：氣門間隙不正確、氣門密封不良，導致排氣門漏氣。

應對方法：利用逐缸調整法或簡易調整法進行檢查校驗和氣門間隙調整。道依茨B/FL413F/513/C系列風冷柴油機常溫時的氣門間隙值為：進氣門0.2mm，排氣門0.3mm。氣門間隙的調整只能在柴油機為冷機狀態時進行，柴油機至少要冷卻至7h后調整，數值才能準確；在應急情況下，柴油機冷卻2h后調整，須將盧綸間隙放大0.1mm。在調整氣門間隙工作之前，應檢查搖臂固定螺母的擰緊程度，擰緊力矩為50N.m。按照布置的氣門間隙調整圖，轉動曲柄兩轉，使兩個氣門相重疊，即可完成全部氣門間隙的調整。

2.5.2 空氣壓縮力太低

故障原因：氣缸內壓力不足時，表現為噴油正常但不發火，排氣管內有柴油，致使冒黑煙。

應對方法：按氣缸壓縮壓力檢查調整方法逐項檢查調整。

2.6 煙度限制器

故障原因：煙度限制器是按照已有的增壓空氣壓力限制噴油量。如在加速過程中形成黑色濃煙，也就說明限度限制器過早地開放了調速齒桿的行程。

應對方法：在合適的高壓泵試驗臺上調整煙度限制器，使其只能在較高的增壓空氣壓力下才調節調速齒桿。

3.結束語

造成柴油機冒黑煙的故障原因很多也很復雜，通過運用魚骨圖，在處理故障時，我們能快捷地找到對于一臺柴油機的最終唯一可能故障原因，確保大型養路機械“心臟”的正常運轉。

參考文獻：

[1]大型養路機械職工培訓叢書編寫組編.道依茨風冷柴油機構造與原理.昆明：鐵路大型養路機械培訓中心，2002.