柴油機(jī)冒黑煙、藍(lán)煙、白煙的原因是什么

 　　柴油機(jī)在正常工作溫度下，其排氣煙色應(yīng)該是無色或淡灰色，所謂無色不是完全無色，不能像汽油機(jī)那樣無色，而是在無色中伴有淡淡的灰色，這是正常排氣煙色。柴油機(jī)在怠速時(shí)排氣煙色可能重一些，在高速、高負(fù)荷時(shí)也可能重一些，要注意觀察正常排氣煙色，才能對非正常的排氣煙色進(jìn)行判斷和分析。柴油機(jī)燃料完全燃燒后，正常顏色一般為淡灰色，負(fù)荷工作時(shí)為深灰色。柴油機(jī)在工作中，會經(jīng)常出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，柴油機(jī)排煙有黑煙、藍(lán)煙、白煙和灰色四種，它們是判斷柴油機(jī)故障的條件之一，具體分析如下：

 

　　一、排氣冒黑煙（碳煙）黑煙也稱碳煙，柴油機(jī)排氣冒黑煙主要是燃料混合氣過濃，可燃混合氣形成不良或燃燒不完善等原因造成的。柴油機(jī)在高溫、高壓燃燒條件下，局部缺氧、裂解并脫氫而形成的以碳為主要成分的固體微小顆粒，是燃燒室內(nèi)燃料燃燒不完全的表現(xiàn)。由于柴油機(jī)是非均質(zhì)燃燒，燃燒室內(nèi)各區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)條件是不一致的，而且隨著時(shí)間而變化的，所以黑煙很可能是由許多不同途徑生成的。柴油是復(fù)雜的碳?xì)浠衔铮瑖娙肴紵覂?nèi)未燃燒的柴油受高溫分解，形成炭黑，排氣時(shí)隨同廢氣一起排出形成黑色煙霧。黑煙是不完全燃燒產(chǎn)物，是烴燃燒在高溫缺氧情況下裂解過程釋出并聚合而成的。某些情況下燃油噴射在燃燒室壁面上，形成液態(tài)油膜，油膜是最后蒸發(fā)的一部分，它的燃燒取決于其蒸發(fā)速度和燃料蒸氣與氧的混合速度。如果周圍氣體中氧的濃度太低，或混合的速度不夠時(shí)，從油膜蒸發(fā)的燃料氣體將被分解，并產(chǎn)生未燃烴、不完全氧化產(chǎn)物和黑煙。

 

　　按照上述定性描述，柴油機(jī)燃燒過程中黑煙的生成可以概括為三個(gè)階段——成核階段、單粒階段、單粒的燃燒消失或附聚成更大絮團(tuán)。影響其生成的主要原因?yàn)椋?/p>

 

　　1．活塞環(huán)、氣缸套等磨損

 

　　氣門、活塞環(huán)、氣缸套磨損后，引起壓縮壓力不足以及機(jī)油上竄燃燒室，使氣缸在壓縮行程結(jié)束時(shí)，混合氣混合的正常比例改變，使燃油在無氧條件下燃燒，燃燒過程容易產(chǎn)生積炭，排出的廢氣形成大量黑色煙霧。

 

　　2．燃燒室形狀改變

 

　　燃燒室形狀因制造質(zhì)量及長期使用導(dǎo)致技術(shù)狀況下降，使壓縮余縫過大、過小以及活塞位置裝錯，都會使燃燒室形狀和容積改變，從而影響燃油與空氣混合質(zhì)量，使燃油燃燒條件變壞。

 

　　3．噴油器工作不良

 

　　柴油機(jī)排氣煙度與燃油霧化品質(zhì)的關(guān)系密切，在柴油機(jī)噴油過程中，每次噴油臨結(jié)束時(shí)，噴油壓力下降，霧化質(zhì)量差，使液滴直徑比主要噴射階段的油滴大4??—5倍（體積約增大100倍），這些油滴蒸發(fā)與燃燒的時(shí)間短，周圍氧的濃度低，容易產(chǎn)生碳煙。噴油器不霧化、霧化不良或滴油，使燃料不能充分地與氣缸內(nèi)的空氣混合，也不能完全燃燒。由噴油器工作不良引起的排黑煙現(xiàn)象在柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)較為明顯，因?yàn)榈退龠\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣缸內(nèi)進(jìn)氣渦流較弱，油滴或油束被氣流沖散的可能性減少并且停留的時(shí)間較長，更容易形成碳黑排出。

 

　　4．供油量過大

 

　　供油量過大，使進(jìn)入汽缸內(nèi)的油量增多，造成油多氣少燃油燃燒不完全。另外，工作負(fù)荷過重、燃油質(zhì)量低劣、工作溫度過低也會引起排氣冒黑煙。

 

　　柴油機(jī)中燃料的高溫裂解反應(yīng)是不可避免的，特別是在空間混合燃燒的柴油機(jī)中，由于高溫氣體包圍著液態(tài)的油滴，造成了有利于裂解反應(yīng)的條件，因此在燃燒初期產(chǎn)生了大量的碳粒。柴油機(jī)在正常燃燒時(shí)，在排氣門打開以前，燃燒初期所形成的大量碳?？梢曰緹?，排氣基本上是無煙的。只是在某些不利工況下，碳粒不能及時(shí)燃燒反而團(tuán)聚吸附，在氣缸中和排氣過程中形成更大的碳煙粒子或絮團(tuán)，使排氣冒黑煙。

 

　　5．供油提前角調(diào)整不當(dāng)

 

　　（1）供油提前角過大，燃油過早噴入燃燒室內(nèi)，由于此時(shí)氣缸內(nèi)壓力溫度較低，燃料不能著火燃燒，當(dāng)活塞上行，氣缸內(nèi)達(dá)到一定壓力和溫度，可燃混合氣燃燒。在直噴式柴油機(jī)中，當(dāng)其它參數(shù)不變時(shí)，加大噴油提前角可以降低排氣煙度。因?yàn)榧哟髧娪吞崆敖菚箿计诩娱L，使著火前噴入氣缸的油量增加，預(yù)混合量增加，預(yù)混合氣增多，加快了燃燒速度，燃燒可較早結(jié)束，從而使主燃期的形成碳粒具有較高的溫度和高溫下停留較多的時(shí)間，有利于碳粒氧化消失。然而過早的噴油增加了預(yù)混燃料量，使柴油機(jī)工作粗暴，燃燒噪音增大，并引起較大的機(jī)械負(fù)荷，以及較多的黑煙排放。

 

　　（2）供油提前角過小，噴入汽缸內(nèi)的燃油過遲，一部分燃料來不及形成可燃混合氣就被分離或排出，致使部分在排氣管中隨廢氣排出的燃油料受高溫分解、燃燒，形成黑煙隨廢氣一同排出。

 

　　二、排氣冒藍(lán)煙

 

　　排氣冒藍(lán)煙，一般情況下是柴油機(jī)使用日久，慢慢開始燒機(jī)油引起的，隨著藍(lán)色煙霧的加重，燒機(jī)油越來越多，就應(yīng)考慮維修柴油機(jī)了。有時(shí)燃油中混有水分，或有水分漏入燃燒室中，引起燃燒的改變，柴油機(jī)會冒淺藍(lán)色煙。

 

　　影響其生成的主要因素為：

 

　　1．空氣濾清器阻塞，進(jìn)氣不暢或油缸內(nèi)油面過高，使進(jìn)入汽缸內(nèi)的氣量減少，燃油混合氣正常比例改變，造成油多氣少燃油燃燒不完全，也會引起排氣冒藍(lán)煙。

 

　　2．油底殼內(nèi)潤滑油加入過多，柴油機(jī)運(yùn)行中潤滑油易竄入燃燒室。

 

　　3．長期低負(fù)荷（標(biāo)定功率的40%以下）運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞與缸套之間的間隙過大，使油底殼內(nèi)潤滑油容易竄入燃燒室，與氣缸中的燃料混合氣混合，改變混合氣正常比例，燃燒不完全，引起排氣冒藍(lán)煙。

 

　　4．活塞環(huán)卡住或磨損過多，彈性不足，安裝時(shí)活塞環(huán)倒角方向裝反，使機(jī)油進(jìn)入燃燒室，潤滑油燃燒后產(chǎn)生藍(lán)色水氣煙霧排出。

 

　　5．在機(jī)體通向氣缸蓋油道附近的氣缸墊燒毀，活塞、氣缸套磨損以及活塞環(huán)對口等狀況將致使?jié)櫥蜕细Z燃燒室，并與燃油混合氣一同燃燒。

 

　　三、排氣冒白煙

 

　　白煙是指排氣煙色為白色，它與無色不同，白色是水蒸氣的白色，表示排煙中含有水分或含未燃燒的燃油成分。白煙呈液珠狀態(tài)，和藍(lán)煙相比較直徑稍大，一般大于1μm。在光的折射下呈白色，柴油機(jī)的白煙是未燃烴（含燃油和潤滑油）、水蒸氣以及不完全燃燒的中間產(chǎn)物（如含氧碳?xì)洌?，除水蒸氣外，它們也都屬于微粒范疇。柴油機(jī)在剛起動時(shí)或冷機(jī)狀態(tài)時(shí)，排氣管冒白煙，是因?yàn)椴裼蜋C(jī)氣缸內(nèi)溫度低油氣蒸發(fā)而形成，冬季尤為明顯。柴油機(jī)在寒冷天氣運(yùn)行時(shí)，柴油機(jī)溫度低，排氣管溫度也低，有水蒸氣排氣凝結(jié)成水氣形成白色排煙，是正常現(xiàn)象。若當(dāng)柴油機(jī)溫度正常，排氣管溫度也正常時(shí)，仍然排出白色煙霧，說明柴油機(jī)工作不正常，可判斷為柴油機(jī)故障。影響其生成的主要因素為：

 

　　1．氣缸套有裂紋或氣缸墊損壞，隨著冷卻水溫度和壓力的升高，冷卻水進(jìn)入氣缸。排氣時(shí)形成容易形成水霧或水蒸氣。

 

　　2．噴油器霧化不良，噴油壓力過低，有滴油現(xiàn)象。在氣缸中燃油混合氣不均勻，燃燒不完全，產(chǎn)生大量的未燃烴，排氣時(shí)容易形成水霧或水蒸氣。

 

　　3．供油提前角過小。活塞上行至氣缸頂前噴入氣缸的燃油過少，形成較稀的可燃混合氣，過遲的噴油減少了預(yù)混燃料量，預(yù)混合量減少。預(yù)混合氣減少，降低了燃燒速度，燃燒結(jié)束較晚，燃燒形成大量的水氣煙霧。

 

　　4．燃油中有水份和空氣。水和空氣隨著燃油噴射入氣缸形成不均勻燃油混合氣，燃燒不完全，產(chǎn)生大量的未燃烴排出機(jī)外。

 

　　5．活塞、氣缸套等磨損嚴(yán)重引起壓縮力不足，造成燃燒不完全。

 

　　6．柴油機(jī)剛啟動時(shí)，個(gè)別氣缸內(nèi)不燃燒（特別是冬天），未燃燒的燃油混合氣隨其它工作缸的廢氣排出形成水氣煙霧。（靜蘭）