柴油機冒黑煙原因分析*

聶永濤　韓志引　李艷芳

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柴油機冒黑煙原因分析*

聶永濤韓志引李艷芳

柴油機因其動力強勁、耗油量少、故障率低，在農用機械、重型汽車、工程機械上作為發動機被廣泛應用。對于使用時間過長或保養和維護不善的柴油機，最常見的故障就是冒黑煙。一般來講柴油機正常工作時尾氣為無色或者淡灰色，如果尾氣中產生了大量的黑煙，同時伴有發動機機體過熱、動力下降、油耗量增加等現象，就應該及時找出柴油機冒黑煙的原因并將其排除，以保證發動機正常工作。柴油機冒黑煙一般有以下五種原因，下面予以具體分析。

1　燃油供給系統故障

1.1噴油泵供油量太大

如果急踩柴油機油門踏板，高壓噴油泵就會向氣缸內噴入大量的霧狀柴油。此時由于慣性和進氣阻力的影響，吸入氣缸內的空氣量不能及時增加，導致氣缸內混合氣暫時過濃，尾氣中就會產生較多的黑煙。一般來講隨著柴油機轉速的提高，這種情況下出現的黑煙應該會逐步消失，否則應該考慮柴油機其他方面的原因導致冒黑煙。

1.2噴油器霧化不良

噴油器針閥偶件磨損嚴重或者密封不嚴會導致噴油壓力下降，噴出的柴油霧化效果不好，嚴重時甚至會出現滴油或者漏油的故障。此時柴油不能與空氣充分混合，混合氣不能充分燃燒，導致柴油機冒黑煙。

排除方法：將柴油機各個氣缸的噴油器拆下，并將其安裝到噴油器試驗臺上進行噴油壓力測試，找出磨損嚴重或者出現故障的噴油器，及時更換噴油器針閥偶件或者整體更換噴油器，可將此類故障排除。

1.3調速器性能不佳

柴油機出現啟動較為困難，啟動后轉速忽高忽低，當負載增加時柴油機轉速急速下降，尾氣中產生大量黑煙等情況，一般是由于柴油機上調速器的調速彈簧彈力不足，調速器與油門控制機構之間不能很好地協調工作。

排除方法：更換柴油機調速器上的調速彈簧或者整體更換調速器。

1.4噴油提前角不正確

柴油機的噴油提前角偏大，過早噴入的柴油容易產生早燃，此時氣缸內的壓力和溫度還沒有達到相對理想的程度，柴油在氣缸內燃燒不完全，尾氣中就會產生大量的黑煙。

與之相反，如果柴油機噴油提前角偏小，噴入氣缸的霧狀柴油錯過了最佳的著火時刻，柴油混合氣后燃期增加，大量還未充分燃燒的氣體即被排出氣缸進入排氣管，柴油機同樣會出現嚴重冒黑煙的故障。

噴油提前角調整方法：用撬棒撬動發動機飛輪，當高壓噴油泵上的指針與連接法蘭上的刻線對齊時觀察飛輪殼檢視孔上飛輪的刻度值是否符合要求的噴油提前角。如果不符合應擰松角度調節板上的拉緊螺栓，將高壓噴油泵與空氣壓縮機的連接斷開，撬動飛輪，使飛輪上規定的提前角刻度值與飛輪殼指針對齊即為柴油機噴油提前角的正確位置，最后擰緊角度調節板拉緊螺栓。

1.5高壓噴油泵壓力下降

高壓噴油泵內柱塞偶件或者出油閥偶件嚴重磨損，噴油泵內產生的柴油壓力將會不同程度地下降，進而導致噴油器噴油的時刻也會相對滯后，柴油燃燒不充分，后燃期增加，尾氣中就會產生大量的黑煙。

排除方法：更換高壓噴油泵內磨損嚴重的柱塞偶件或者出油閥偶件，更換精密偶件后需要重新校正高壓噴油泵，確保高壓噴油泵工況與柴油機工況相匹配。

2　進氣系統故障

2.1空氣濾清器堵塞

如果柴油機工作環境粉塵較多或者空氣濾清器長時間沒有清潔，就會因空氣濾清器過臟而堵塞進氣系統，進氣阻力增加使進入氣缸的新鮮空氣量減少，導致柴油機冒黑煙。

排除方法：及時對空氣濾清器進行清潔，發現破損或者失效時應對其進行更換。

2.2進氣管道堵塞

如果柴油機進氣管道出現部分堵塞，尤其是帶有中冷器的柴油機，更易出現堵塞，就會增加進氣阻力，影響空氣進入柴油機氣缸的量，會造成柴油機冒黑煙故障的產生。及時清潔和保養柴油機進氣系統，可以有效保證進氣管道暢通，避免因進氣管道堵塞而冒黑煙。

2.3進氣溫度過高

如果發動機機體過熱或者排氣管距離進氣管太近，都有可能使進入氣缸的空氣溫度過高（正常情況下柴油機進氣溫度不得高于45℃）。進氣溫度過高使柴油機進氣量減少和容易出現早燃，導致尾氣中產生大量的黑煙。

排除方法：找出發動機過熱的原因并排除，氣溫較高時避免使用加熱裝置啟動柴油機可以有效地預防進氣溫度過高而導致此類故障的產生。

3　排氣系統故障

柴油機排氣管道或者消聲器內積炭過多、氧化銹蝕，都有可能導致排氣系統發生部分堵塞，增大排氣壓力，造成排氣不暢，嚴重時柴油機會因排氣壓力過大而導致冒黑煙現象的產生。

排除方法：使用積炭清洗劑及時清除排氣管道內的積炭，如果排氣管道氧化腐蝕過于嚴重，應對其進行整體更換。

4　氣缸壓力不足

柴油機氣缸壓力不足時，柴油在氣缸內不能充分燃燒，就會產生大量的黑煙從排氣管排出。柴油機氣缸壓力不足的主要原因有以下幾種。

4.1活塞與氣缸之間的間隙增大

活塞在氣缸內做上下往復運動，如果潤滑不良或者保養不善，活塞和氣缸的摩擦加劇，時間一長氣缸與活塞的間隙增大，發動機燃燒室密封性下降，氣缸壓力隨之下降。

排除方法：更換活塞或者將氣缸套與活塞成對更換，保持氣缸壓力不變。

4.2氣環失效

氣環的作用是保證活塞與氣缸間的密封，防止氣缸中的高溫、高壓燃氣大量漏入曲軸箱。如果氣環折斷、彈性下降、粘接在活塞環槽內，都有可能導致氣環失效起不到應有的密封作用，氣缸壓力就會出現明顯的下降。

排除方法：更換與柴油機活塞相匹配的氣環。

4.3氣門密封不嚴

氣門密封帶嚴重變形或磨損，將導致氣門密封不嚴，氣缸內的壓力和溫度下降，柴油燃燒不充分，柴油機冒黑煙。

排除方法：如果氣門密封帶磨損不是很嚴重，可用氣門研磨機對氣門密封帶和氣門座圈進行配對研磨來修復它們之間的密封性，如果氣門密封帶磨損過于嚴重應對氣門進行整體更換。

4.4氣門座圈凹入太深

氣門座圈長期經受燃燒高溫和氣門的沖擊，加之氣門座圈與安裝機體材料不同，氣門座圈磨損和凹入量會逐步增加，這樣無形中增加了燃燒室的容積，降低了柴油機壓縮比，從而造成氣缸內壓力和溫度降低，導致燃油燃燒不完全、不充分，柴油機冒黑煙。

排除方法：更換氣門座圈。

4.5氣門間隙過小或過大

如果柴油機氣門間隙因調整不當或者因其他原因過小或過大，進、排氣門工作過程中開啟和關閉的時間就會不準確，導致氣缸內進氣不足、排氣不凈，柴油機冒黑煙，動力嚴重下降。

排除方法：調整柴油機氣門間隙到合適的數值。

5　其他因素

除上述原因外，柴油機使用劣質燃油，外部環境變化（如海拔升高導致的氧氣含量下降），以及柴油機與動力輸出設備不匹配等，都有可能導致柴油機冒黑煙故障的出現。

作者信息：濰坊工程職業學院，262500，山東青州

*基金項目：濰坊市2015科學技術發展計劃編號2015GX098