淺談康明斯QSX15型柴油機冒黑煙原因及解決方法

摘要：康明斯QSX15型柴油機為電噴式四沖程柴油柴油機，針對此類柴油機出現的冒黑煙的故障現象，從各個方面分析其故障原因，講述典型故障的排查方法，并舉出故障案例進行分析。

關鍵詞：柴油機;康明斯QSX15;冒黑煙

1" "柴油機冒黑煙的危害

康明斯QSX15柴油機在運行過程中，由于某些原因會出現排氣管冒黑煙問題。常常是設備負荷越大，伴隨產生的黑煙也越濃，長時間大負荷運行一段時間后，柴油機排氣管處常有一層厚厚的積碳，同時還伴隨著排氣管噴火的現象。黑煙產生的同時往往影響著柴油機的正常使用，大幅度降低設備的動力輸出，致使設備不能正常使用。更為重要的是，柴油機排氣管噴火易造成柴油機水溫升高，局部配件高溫造成損壞，降低柴油機的使用壽命。

2" "故障原因分析

分析認為，造成康明斯QSX15型柴油機冒黑煙的主要原因有以下3個方面：一是進排氣系統有故障，二是燃油系統有故障，三是電路有故障。下面從以上三個方面分別檢測、診斷和維修進行分析說明。

3" "故障部位判定

3.1" "進、排氣系統

進氣壓力不足以及進氣口堵塞，均會導致柴油機冒黑煙。與此類故障相關聯的部件包括空氣濾清器、進氣管路、中冷器、增壓器、氣門導管及進排氣門、燃燒室等，現對其分述如下。

3.1.1" "空氣濾清器

若工作環境惡劣，空氣濾芯長時間使用，未及時清潔或更換，易造成空氣濾芯的損壞、堵塞等現象。空氣中的灰塵等雜質易進入空氣濾芯器中，會引起進氣堵塞，使得進氣量減少，進氣壓力不足，在燃油燃燒時不能提供充足的氧氣，導致燃油燃燒不完全，從而冒黑煙。

3.1.2" "進氣管路

康明斯QSX15型柴油機從空濾→增壓器→中冷器→柴油機進氣口有著眾多的進氣管，如果各進氣管中有一條出現破損，或抱箍松動，產生漏氣的現象，將會導致的進氣量減少，進氣壓力降低，柴油機燃油燃燒不完全，從而引起冒黑煙。

3.1.3" "中冷器

中冷器作為進氣系統中重要組成部分，若其出現漏氣現象，會造成柴油機進氣量嚴重不足，進氣壓力降低，從而導致柴油機燃油燃燒異常，造成柴油機冒黑煙。中冷器不易目測其是否損壞漏氣，若中冷器無明顯損壞，判斷中冷器是否漏氣時，可以在中冷器焊縫及其他部位涂抹少量肥皂水，然后啟動設備，或利用打氣泵向中冷器一端吹入氣體，同時觀察涂抹肥皂水的部位是否有氣泡產生。采用本方法，可快速檢測出中冷器焊縫是否開裂漏氣，是否存在砂眼導致的壓力不足。

3.1.4" "增壓器

增壓器是柴油機進氣系統中最為重要的組成部件，用于滿足柴油機所需進氣壓力，為柴油機提供充足的氧氣，若增壓器損壞、存在故障，柴油機的進氣壓力降大幅度降低，嚴重影響柴油機的工況效率。增壓器進氣壓力的不足，會造成柴油機燃燒室燃油燃燒不完全，致使柴油機冒黑煙、發紅、整機無力等。

3.1.5" "氣門導管及進排氣門

當排除所有影響進氣的外部零部件無故障后，則需檢查柴油機內部氣門導管是否密封不良，以及進排氣門、氣門座圈是否磨損嚴重。若氣門導管損壞、密封不良，進排氣門磨損嚴重，氣門座圈磨損嚴重，將會造成柴油機燃燒室燃燒時壓縮力不足，導致需要的壓力達不到燃燒的要求，致使燃燒室內的柴油未燃燒完全便排出。同時會造車給活塞環磨損嚴重。上述問題會造成燃燒室燃油燃燒不完全，導致柴油機冒黑煙、整機無力等。

3.1.6" "燃燒室

若柴油機的燃燒室形狀和體積發生改變，會使原有的燃燒環境改變，造成空氣與燃油的壓縮比改變，導致其燃油與空氣混合質量下降，不能形成良好的混合氣，從而致使柴油機燃燒不充分、冒黑煙。

3.2" "燃油系統

3.2.1" "燃油

若使用的燃油性能指標低，達不到設備柴油機使用標準要求，將導致柴油機燃料燃燒不良，從而產生黑煙。

3.2.2" "燃油泵

在柴油機運行過程中，需要燃油泵提供充足的供油壓力，為柴油機提供燃料。若燃油泵存在故障，引起柴油機供油系統異常，造成燃油壓力降低，不能提供充足的燃料，會使空氣與燃油的壓縮比改變，導致柴油機冒黑煙。

3.2.3" "燃油濾芯

柴油機的燃油濾芯為柴油機平穩、安全運行提供了重要保障，若燃油濾芯長時間未更換，柴油箱進入雜質，會造成燃油濾芯及油路的堵塞，阻礙燃油進入噴油器噴射到氣缸內，導致其燃油與空氣混合質量下降，使柴油機燃燒室燃燒不完全冒黑煙。

3.2.4" "噴油器

噴油器噴射燃油質量差，不僅會造成混合氣體濃度偏高、偏低。噴油壓力不足，噴油嘴磨損，均會造成霧化不良。這些問題均會造成柴油燃燒不充分，致使柴油機冒黑煙。

3.3" "電路系統

3.3.1" "線束

若控制各個噴油器的線束出現接觸不良、斷裂，以及電腦板其他傳輸燃油信息的線束出現故障，將造成柴油機燃油系統異常，噴油量過大或過小，導致的燃油燃燒不完全，致使柴油機冒黑煙。

3.3.2" "電磁閥與傳感器

柴油機噴油正時傳感器、凸輪軸位置傳感器出現故障，致使噴油正時過早，以及噴油電磁閥損壞，將導致柴油機噴油異常，燃油燃燒不完全、冒黑煙。

4" "故障排查案例

4.1" "故障描述

兩臺裝配康明斯QSX15型柴油機的液壓挖掘機在運行過程中，當駕駛員啟動后柴油機排氣管冒出濃濃的黑煙，并且設備負荷越大，伴隨產生的黑煙也越濃。當長時間大負荷運行一段時間后，柴油機排氣管處有一層厚厚的積碳，同時還伴隨著排氣管噴火的現象。

4.2" "故障排查

對于此類故障，需要認真、仔細進行分析，遵循先易后難、先外后內的原則。

第一步排查進氣系統方面是否存在故障。檢查空氣濾芯是否損壞及堵塞，若空氣濾芯完好，再進一步檢查各進氣管是否存在破損、漏氣，無異常后檢查中冷器是否開裂、漏氣。若中冷器運行完好，再檢查增壓器是否完好

第二步檢查燃油系統。檢查燃油濾芯、油路是否堵塞，燃油管路是否漏油，燃油壓力是否異常;若無異常則進行下一步。

第三步檢查控制各個噴油器的線束是否接觸不良、線束是否破損，電腦版其他控制傳輸燃油信息的線束是否短路、斷路，以及電磁閥、傳感器是否完好。

第四步在上述檢查無異常的前提下，進一步檢查噴油器、氣門導管、進排氣門、燃燒室燃燒等柴油機內部密封情況及燃燒環境。

通過上述排查方法，最終維修人員拆解2臺柴油機后檢查發現，1臺康明斯QSX15型柴油機的增壓器殼體出現裂紋。另1臺康明斯QSX15型柴油機氣門導管密封損壞，存在漏氣現象。

由于增壓器殼體出現裂紋，導致柴油機進氣量不足，燃燒異常冒黑煙。由于氣門導管密封存在漏氣現象，致使柴油機運轉時燃油燒燒不充分、冒黑煙，同時在排氣管處出現噴火現象，并伴有大量黑煙。

5" "結語

康明斯QSX15型柴油機在運行過程中，由于某些原因會出現排氣管冒黑煙問題。常常是設備負荷越大，伴隨產生的黑煙也越濃，長時間大負荷運行一段時間后，柴油機排氣管處常有一層厚厚的積碳，同時還伴隨著排氣管噴火的現象。本文針對于此，從各個方面分析其故障原因，講述典型故障的排查方法，并舉出故障案例進行分析，可為類似故障提供參考。