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当前位置:首页 » 故障与排除 » 柴油机冒黑烟、蓝烟、白烟的原因是什么?

柴油机冒黑烟、蓝烟、白烟的原因是什么?

来源:微信 作者:DJ编辑 更新时间:2015-7-20 13:37:10
摘要:柴油机在正常工作温度下,其排气烟色应该是无色或淡灰色,所谓无色不是完全无色,不能像汽油机那样无色,而是在无色中伴有淡淡的灰色,这是正常排气烟色。柴油机在怠速时排气烟色可能重一些,在高速、高负荷时也可能重一些,要注意观察正常排气烟色,才能对非正常的排气烟色进行判断和分析。柴油机燃料完全燃烧后,正常颜色一般为淡灰色,负荷工作时为深灰色。
  柴油机在正常工作温度下,其排气烟色应该是无色或淡灰色,所谓无色不是完全无色,不能像汽油机那样无色,而是在无色中伴有淡淡的灰色,这是正常排气烟色。柴油机在怠速时排气烟色可能重一些,在高速、高负荷时也可能重一些,要注意观察正常排气烟色,才能对非正常的排气烟色进行判断和分析。柴油机燃料完全燃烧后,正常颜色一般为淡灰色,负荷工作时为深灰色。柴油机在工作中,会经常出现冒烟现象,柴油机排烟有黑烟、蓝烟、白烟和灰色四种,它们是判断柴油机故障的条件之一,具体分析如下:   一、排气冒黑烟(碳烟)黑烟也称碳烟,柴油机排气冒黑烟主要是燃料混合气过浓,可燃混合气形成不良或燃烧不完善等原因造成的。柴油机在高温、高压燃烧条件下,局部缺氧、裂解并脱氢而形成的以碳为主要成分的固体微小颗粒,是燃烧室内燃料燃烧不完全的表现。由于柴油机是非均质燃烧,燃烧室内各区域的化学反应条件是不一致的,而且随着时间而变化的,所以黑烟很可能是由许多不同途径生成的。柴油是复杂的碳氢化合物,喷入燃烧室内未燃烧的柴油受高温分解,形成炭黑,排气时随同废气一起排出形成黑色烟雾。黑烟是不完全燃烧产物,是烃燃烧在高温缺氧情况下裂解过程释出并聚合而成的。某些情况下燃油喷射在燃烧室壁面上,形成液态油膜,油膜是最后蒸发的一部分,它的燃烧取决于其蒸发速度和燃料蒸气与氧的混合速度。如果周围气体中氧的浓度太低,或混合的速度不够时,从油膜蒸发的燃料气体将被分解,并产生未燃烃、不完全氧化产物和黑烟。   按照上述定性描述,柴油机燃烧过程中黑烟的生成可以概括为三个阶段——成核阶段、单粒阶段、单粒的燃烧消失或附聚成更大絮团。影响其生成的主要原因为:   1.活塞环、气缸套等磨损   气门、活塞环、气缸套磨损后,引起压缩压力不足以及机油上窜燃烧室,使气缸在压缩行程结束时,混合气混合的正常比例改变,使燃油在无氧条件下燃烧,燃烧过程容易产生积炭,排出的废气形成大量黑色烟雾。   2.燃烧室形状改变   燃烧室形状因制造质量及长期使用导致技术状况下降,使压缩余缝过大、过小以及活塞位置装错,都会使燃烧室形状和容积改变,从而影响燃油与空气混合质量,使燃油燃烧条件变坏。   3.喷油器工作不良   柴油机排气烟度与燃油雾化品质的关系密切,在柴油机喷油过程中,每次喷油临结束时,喷油压力下降,雾化质量差,使液滴直径比主要喷射阶段的油滴大4 —5倍(体积约增大100倍),这些油滴蒸发与燃烧的时间短,周围氧的浓度低,容易产生碳烟。喷油器不雾化、雾化不良或滴油,使燃料不能充分地与气缸内的空气混合,也不能完全燃烧。由喷油器工作不良引起的排黑烟现象在柴油机低速运转时较为明显,因为低速运转时气缸内进气涡流较弱,油滴或油束被气流冲散的可能性减少并且停留的时间较长,更容易形成碳黑排出。   4.供油量过大   供油量过大,使进入汽缸内的油量增多,造成油多气少燃油燃烧不完全。另外,工作负荷过重、燃油质量低劣、工作温度过低也会引起排气冒黑烟。   柴油机中燃料的高温裂解反应是不可避免的,特别是在空间混合燃烧的柴油机中,由于高温气体包围着液态的油滴,造成了有利于裂解反应的条件,因此在燃烧初期产生了大量的碳粒。柴油机在正常燃烧时,在排气门打开以前,燃烧初期所形成的大量碳粒可以基本烧完,排气基本上是无烟的。只是在某些不利工况下,碳粒不能及时燃烧反而团聚吸附,在气缸中和排气过程中形成更大的碳烟粒子或絮团,使排气冒黑烟。   5.供油提前角调整不当   (1)供油提前角过大,燃油过早喷入燃烧室内,由于此时气缸内压力温度较低,燃料不能着火燃烧,当活塞上行,气缸内达到一定压力和温度,可燃混合气燃烧。   在直喷式柴油机中,当其它参数不变时,加大喷油提前角可以降低排气烟度。因为加大喷油提前角会使滞燃期加长,使着火前喷入气缸的油量增加,预混合量增加,预混合气增多,加快了燃烧速度,燃烧可较早结束,从而使主燃期的形成碳粒具有较高的温度和高温下停留较多的时间,有利于碳粒氧化消失。然而过早的喷油增加了预混燃料量,使柴油机工作粗暴,燃烧噪音增大,并引起较大的机械负荷,以及较多的黑烟排放。   (2)供油提前角过小,喷入汽缸内的燃油过迟,一部分燃料来不及形成可燃混合气就被分离或排出,致使部分在排气管中随废气排出的燃油料受高温分解、燃烧,形成黑烟随废气一同排出。   二、排气冒蓝烟   排气冒蓝烟,一般情况下是柴油机使用日久,慢慢开始烧机油引起的,随着蓝色烟雾的加重,烧机油越来越多,就应考虑维修柴油机了。有时燃油中混有水分,或有水分漏入燃烧室中,引起燃烧的改变,柴油机会冒浅蓝色烟。   影响其生成的主要因素为:   1.空气滤清器阻塞,进气不畅或油缸内油面过高,使进入汽缸内的气量减少,燃油混合气正常比例改变,造成油多气少燃油燃烧不完全,也会引起排气冒蓝烟。   2.油底壳内润滑油加入过多,柴油机运行中润滑油易窜入燃烧室。   3.长期低负荷(标定功率的40%以下)运转,活塞与缸套之间的间隙过大,使油底壳内润滑油容易窜入燃烧室,与气缸中的燃料混合气混合,改变混合气正常比例,燃烧不完全,引起排气冒蓝烟。   4.活塞环卡住或磨损过多,弹性不足,安装时活塞环倒角方向装反,使机油进入燃烧室,润滑油燃烧后产生蓝色水气烟雾排出。   5.在机体通向气缸盖油道附近的气缸垫烧毁,活塞、气缸套磨损以及活塞环对口等状况将致使润滑油上窜燃烧室,并与燃油混合气一同燃烧。   三、排气冒白烟   白烟是指排气烟色为白色,它与无色不同,白色是水蒸气的白色,表示排烟中含有水分或含未燃烧的燃油成分。白烟呈液珠状态,和蓝烟相比较直径稍大,一般大于1μm。在光的折射下呈白色,柴油机的白烟是未燃烃(含燃油和润滑油)、水蒸气以及不完全燃烧的中间产物(如含氧碳氢),除水蒸气外,它们也都属于微粒范畴。柴油机在刚起动时或冷机状态时,排气管冒白烟,是因为柴油机气缸内温度低油气蒸发而形成,冬季尤为明显。柴油机在寒冷天气运行时,柴油机温度低,排气管温度也低,有水蒸气排气凝结成水气形成白色排烟,是正常现象。若当柴油机温度正常,排气管温度也正常时,仍然排出白色烟雾,说明柴油机工作不正常,可判断为柴油机故障。影响其生成的主要因素为:   1.气缸套有裂纹或气缸垫损坏,随着冷却水温度和压力的升高,冷却水进入气缸。排气时形成容易形成水雾或水蒸气。   2.喷油器雾化不良,喷油压力过低,有滴油现象。在气缸中燃油混合气不均匀,燃烧不完全,产生大量的未燃烃,排气时容易形成水雾或水蒸气。   3.供油提前角过小。活塞上行至气缸顶前喷入气缸的燃油过少,形成较稀的可燃混合气,过迟的喷油减少了预混燃料量,预混合量减少。预混合气减少,降低了燃烧速度,燃烧结束较晚,燃烧形成大量的水气烟雾。   4.燃油中有水份和空气。水和空气随着燃油喷射入气缸形成不均匀燃油混合气,燃烧不完全,产生大量的未燃烃排出机外。   5.活塞、气缸套等磨损严重引起压缩力不足,造成燃烧不完全。   6.柴油机刚启动时,个别气缸内不燃烧(特别是冬天),未燃烧的燃油混合气随其它工作缸的废气排出形成水气烟雾。
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