柴油机的排烟异常分析及故障诊断

amy外圆磨床 · 发表于 2011-8-8 21:35:22

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在汽车性能检测中，针对柴油车可能出现的排烟污染问题，国家制订了相关的政策法规来检测柴油车的排烟是否超标。同时，在车辆二级维护竣工检验项目里，也通过柴油车的排烟检测来判断发动机工况。柴油发动机的排气应为无色或淡灰色，如果颜色不正常则表示发动机可能存在故障。但我在实际工作中发现，很多车主及修理厂总检员总以柴油发动机是否冒过浓的黑烟为判断发动机质量的标准，这种观念显然是不正确的。为此，国家在新标准GB18285中要求对2001年1月1日以后上牌的在用车，采用新的检测技术来判定排烟的质量。新技术使用不透光烟度分析仪，通过检测排烟各种颜色的浓度来判定其是否合格，这也就对我们的维护工作提出了更高的要求。
以下将对柴油车的排烟异常进行分析，并提供相应的解决方法。
1、柴油车冒黑烟故障
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烟。柴油车冒黑烟是最为常见的故障现象，分析诊断柴油车冒黑烟故障时，要根据具体情况来对待。
现象1：柴油车接通启动机开关后，排气管大量排放黑烟，但发动机无法启动。
这种现象出现在发动机正常运转前。发动机无法运转的原因有多种，主要在燃油供给系统和进气系统。柴油机不易启动，说明柴油虽然进入燃烧室，但由于某种原因使燃烧室不具备压燃条件，使已经喷入的柴油不能燃烧或不能完全燃烧。
常见故障原因及分析
喷油泵驱动联轴节固定螺栓松动或喷油正时调整过早。
喷油泵故障，即喷油泵柱塞、挺杆或凸轮磨损严重，也可能是柱塞挺杆调整螺钉松动。
喷油器故障，即喷油器针阀粘滞不能关闭、针阀与阀座接触不良或泄漏、喷油压力弹簧调整螺钉松动。
在喷油泵柱塞副磨损情况下，调整器调整不当，供油量过大。
汽缸压力过低。
空气滤清器或进气通道堵塞。
故障的诊断
首先检查进、排气通道是否通畅，如空气滤清器有无堵塞、进气胶管是否凹瘪等。
若发动机有敲击声并排黑烟，说明喷油时间过早，应重新调整喷油正时。通常这种情况是由喷油泵联轴节螺钉松动、轴键损坏或被动盘错位所致。如未发现问题，可按下述方法检查喷油正时：拆下第一缸高压油管，使喷油系出油阀压紧座中心孔的油液液面清晰可见，将供油齿条置于供油位置，从放气螺塞处泵出油路中的空气，缓转动曲轴，仔细观察油泵出油阀液面的变化。只要液面有所变化，即说明供油开始，立即停转曲轴，检查喷油提前角是否正确。此时，喷油泵联结盘的定时刻线应与泵体上的刻线重合。
若以上检查都正常，可检查喷油器雾化情况。喷油器在试验台试验时，喷油压力、喷油锥角及射程等应符合标准，否则应拆检其针阀。查看针阀是否卡滞、针阀与座是否密封、喷油压力调整弹簧是否过软或断裂、喷油器座孔密封是否有积炭等。
若供油系一切正常，且发动机排黑烟不能发动，应检查发动机汽缸压力。如果压力不足，应从气门、活塞及汽缸垫等处查找原因。
现象2：发动机运转不均匀，并且排放大量黑烟。
发动机能运转起来，就说明燃油已经进入汽缸，开始工作，但工作的状况不是很稳定，发动机排大量黑烟现象也反映了这个问题。这时的故障主要是由喷油系统引发的，当然，汽缸压力过低也会造成此类故障。
常见故障原因及分析
喷油泵故障，即油泵的个别凸轮或挺杆滚子磨损过度、挺杆调整螺钉调整不当或松动、个别柱塞套扇形小齿轮固定螺钉松动、个别柱塞粘住或弹簧折断、出油阀磨损或弹簧折断等。
喷油器故障，即喷油器的针阀粘住不能关闭、喷油器的针阀密封不良、喷油器的压力调整弹簧断裂或弹力过低、喷油器的密封垫积炭等。
汽缸内压力过低，如活塞环漏气或汽缸密封不严。
故障的诊断
首先要检查发动机的工作情况，可以尝试在发动机运转时进行逐缸断油试验。当某缸断油时，若发动机转速显著降低、黑烟减少、敲击声变弱或消失，说明该缸供油量过多；若发动机无变化或变化很小，则说明该缸供油量过少；若发动机转速变化小而黑烟消失，说明该缸喷油器喷雾质量差。找出有故障的单缸后，再进一步检查故障原因，如该缸喷油泵柱塞副情况、扇形齿轮固定螺钉有无松动及柱塞弹簧有无断裂等。若正常，可拆检喷油器，必要时可换装新喷油器进行对比；若用新喷油器时故障消失，说明原喷油器有故障。
若各缸喷油量均过大，应打开调速器盖，检查调节齿杆的刻度是否向喷油泵壳内移动过多（刻度线应与喷油泵壳后端面平等）。如在柴油机冒黑烟的同时，还可听到汽缸内有清脆敲击声，则说明喷油时刻过早，应正确校准喷油正时。如检查中发现空气滤清器堵塞（滤芯脏污），应即清洗、吹净。
其次，对喷油泵柱塞挺杆带有调整螺钉的，应检查各缸喷油正时是否一致.
若以上各项均无问题，可对有故障的单缸进行压力测试，以判断是否因汽缸、活塞、活塞环等的磨损漏气或气门密封不良而造成故障。
发动机排放黑烟的其它检修项目
排放黑烟除了燃油供给系统的原因之外，还需要留意由于进气量的不足而造成未完全燃烧。在观察空气滤芯是否有堵塞、进气管道是否漏气后，也要注意排气管道是否堵塞或背压太高，造成进气量的不足，从而影响空燃比。在排除上述故障之后，应该再检查气门间隙的调整是否正确、气门与座圈密封性能如何、气门弹簧的工作状况是否正常等。有的发动机使用的柴油质量差或牌号有误，也同样会引起排气冒黑烟，应根据机型、结构及温差条件选择适当的柴油，应严格按照制造商的使用说明来使用。
2、柴油车冒蓝烟故障
提到排烟出现蓝色，就会联想到汽油车也经常出现的排放蓝色烟雾的故障。在此例故障中，两种燃烧型式的发动机排出的蓝色烟雾一般是由润滑油窜入燃烧室后燃烧而成。因此，发现蓝色烟雾后建议进行如下检查：
检查油底壳油面是否过量。因为曲轴高速转动会使机油飞溅到汽缸壁上，并窜入燃烧室。值得注意的是，检查油面过高时，切不可在发动机停止工作后就立即抽出油尺查看，因为此刻飞溅到曲轴箱壁上的润滑油尚未流回，须停机10MIN后再抽出油尺。
检查缸套、活塞和活塞环的状况。如果磨损严重，间隙过大，造成机油上窜至燃烧室外燃烧，同时伴有发动机曲轴箱废气增多，应及时更换磨损的活塞。活塞环失去作用，机油大量上窜至燃烧室燃烧，出现排放蓝烟，应拆下活塞环、清除积炭、正确装配各活塞环，必要时更换活塞环。对于新车或刚大修过的汽车，一般不会因活塞与汽缸的间隙过大而引起润滑油上窜。往往是活塞环内、外切口（或切角）装反而引起润滑油上窜，应该注意查看。
气门和导管间隙过大，机油被大量吸入燃烧室燃烧，应更换磨损了的气门和气门导管。对于涡轮增压发动机，若出现烧机油、排烟呈蓝色，但发动机的动力未下降，且在压缩空气出口处或进气软管上可看到粘附有机油油污，可基本判定是涡轮增压器漏油。机油随气流进入燃烧室燃烧，此时应更换增压器，还应检查润滑油是否已污染，必要时更换。
检查空气滤清器是否堵塞。空气滤清器堵塞会使汽缸进气过程中阻力增加，进气不畅。汽缸内有一定负压，也会将润滑油吸入燃烧室。因此，出现冒蓝烟时，也应检查与清洁滤清器。
3、柴油车排气冒白烟故障
燃油中含有水分或冷却水漏入汽缸，经炽热后化为蒸汽由排气管喷出，常常成为白烟。柴油机喷油时刻过迟、喷油压力低、雾化不良都可导致柴油未经充分燃烧即化作白色烟雾排出。需要说明的是，在冬季冷启动时，排气管冒大量白烟，但运转一段时间后白烟逐渐消失，是正常现象。
常见故障原因及分析
发动机温度过低。部分柴油未燃烧便变成油蒸汽，从排气管中随废气排出，冒白烟。
供油系中有水。燃油中或燃烧室中有水分，水在汽缸内被燃烧放出的热量加热成水蒸气，从排气管排出形成白烟。
喷油时间过迟。由于喷油时间晚，喷油时汽缸温度已下降，部分柴油未燃烧变成油蒸气，冒白烟。
喷油嘴雾化不良。雾化不良导致柴油未完全燃烧，从而冒白烟。
汽缸压力过低。部分柴油未经燃烧就变成油蒸气，因此从排气管冒白烟。
故障诊断和排除
柴油机刚启动时冒白烟、温度升高后变成冒黑烟。这说明汽缸压力不足，此压力虽能维持柴油机启动，但启动时因温度过低使部分柴油未燃烧便挥发成蒸气排出。应检查气门关闭严密程度、配气相位情况、汽缸垫或喷油座孔的密封垫是否漏气、汽缸磨损是否过大、活塞环有无卡滞或其开口是否重合等。
柴油机工作无力、冒白烟。可将手靠近排气管，当白烟掠过手面有水珠则说明汽缸内已有水进入，此时可用单缸断油法找出漏水的汽缸。若单缸断油时影响柴油机的转速，说明该缸工作良好，否则说明该缸不工作，应拆下喷油器检查喷孔上有无水迹；若发现有水应检查进水原因，查明是汽缸破裂还是汽缸垫冲坏；若各缸情况一样，仍然工作无力、冒白烟，则应检查柴油中是否有水。这时可打开燃油箱和燃油滤清器的放污螺塞，检查燃油中是否有水。
柴油机高速运转时工作不均匀、加速不灵敏、温度过高、工作无力、排气管冒灰白色烟雾。这说明喷油时间过迟，应检查并调整连接盘固定螺丝紧固情况以及键和键槽情况，慢慢提前喷油时间，使白烟消除、发动机运转正常；若调整后仍无好转，则应检查喷油泵各缸柱塞的定时调整螺钉是否失调，并采取措施。
柴油机冒白烟时可提高发动机的工作温度，如在水温70℃左右时排气颜色由冒白烟转为冒黑烟，便可判断为喷油器雾化不良、滴油。用逐缸断油的方法查出有故障的喷油器，然后校验喷油器；若在喷油时有滴油现象，则应进一步检查是由于喷油压力过低还是由于针阀体变形或磨损过甚而造成的，从而改进。
文章关键词：柴油机、发动机

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