道依茨風(fēng)冷柴油機(jī)冒黑煙故障的魚骨分析法

楊永平

摘要：道依茨風(fēng)冷柴油機(jī)在鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備中作為主機(jī)動(dòng)力得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)用中，由于各種原因會(huì)出現(xiàn)冒黑煙等故障。本文從可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙的主要因素運(yùn)用魚骨分析法來具體分析故障原因，并找出故障的排出方法。

關(guān)鍵詞：鐵路；大型養(yǎng)路機(jī)械；道依茨；柴油機(jī)；冒黑煙；故障；魚骨分析法

前言

道依茨風(fēng)冷柴油機(jī)BFL413F和BFL513系列在鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。由于鐵路施工現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常回出現(xiàn)排氣冒黑煙等故障。排氣冒黑煙的危害性很大，它會(huì)降低柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，使排氣溫度升高，在燃燒室表面積碳，積碳會(huì)引起活塞環(huán)或活塞卡死，氣閥咬死等事故。所以，當(dāng)柴油機(jī)的排氣冒黑煙時(shí)，應(yīng)分析原因，及時(shí)予以解決。

然而，柴油機(jī)冒黑煙故障的可能原因很多，但對于一臺柴油機(jī)來講，出現(xiàn)冒黑煙故障的可能原因只是其中的一個(gè)因素。如何判斷和確認(rèn)柴油機(jī)冒黑煙故障的具體原因，是排除該故障的關(guān)鍵所在。

為此，借助魚骨分析法，應(yīng)用交叉學(xué)科理念，對造成冒黑煙故障的諸多因素進(jìn)行歸納、整理，查找原因，從而尋求有效的應(yīng)對措施。

1.魚骨分析法

魚骨分析又稱為魚刺圖，就是把故障原因按照發(fā)生的因果層次關(guān)系用線條連接起來，構(gòu)成故障的主要原因稱為脊骨，構(gòu)成這個(gè)主要原因的原因稱為大骨，依次還有中骨、小骨、細(xì)骨……。圖1顯示了一個(gè)典型的魚骨圖。

設(shè)備診斷與維修工作者將平時(shí)維修診斷的經(jīng)驗(yàn)，以魚骨的形式記錄下來。過一段時(shí)間需要對魚骨圖進(jìn)行整理，凡是經(jīng)常出現(xiàn)的故障原因（大骨）就移動(dòng)移到魚頭位置，較少發(fā)生的原因就向魚尾靠近。今后，設(shè)備出現(xiàn)故障，首先按照魚骨圖從魚頭逐漸向魚尾處檢查驗(yàn)證，檢查出大骨，再依次尋找中骨、小骨、細(xì)骨，直到找到故障的根源，可以排除故障為止。

2.原因分析和應(yīng)對方法

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和原理，通過從燃燒空氣、排氣背壓、燃油系統(tǒng)、柴油機(jī)調(diào)整、潤滑系統(tǒng)、煙度限制器六個(gè)故障部位（特征），分別分析造成柴油機(jī)冒黑煙的各項(xiàng)因素，找出應(yīng)對方法。并繪制出故障魚骨圖（圖2）。

2.1燃燒空氣

2.1.1 進(jìn)氣溫度過高

故障原因：進(jìn)氣溫度高，導(dǎo)致進(jìn)氣量不足，燃燒惡化而排黑煙。

應(yīng)對方法：空氣濾清器的安裝位置和排氣管布置須避開柴油機(jī)熱風(fēng)排口，避免柴油機(jī)熱輻射作用對進(jìn)氣的影響。

2.1.2 空氣濾清器臟污

故障原因：空氣濾清器臟污，對空氣流的阻力增大，造成進(jìn)氣量不足。

應(yīng)對方法：清洗空氣濾清器。

2.1.3 維護(hù)指示器故障

故障原因：空氣濾清器上的維護(hù)指示器的任務(wù)是起到報(bào)警作用，一隊(duì)空氣濾清器進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)。柴油機(jī)理想的燃燒最大進(jìn)氣負(fù)壓力為300mm水柱，當(dāng)大于500mm水柱還不報(bào)警時(shí)，進(jìn)氣量明顯不足，燃燒惡化。

應(yīng)對方法：在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用硬紙板或者鐵皮慢慢地關(guān)閉空氣濾清器的進(jìn)氣口，在達(dá)到一定的負(fù)壓后（500mm水柱），維護(hù)指示器應(yīng)報(bào)警，若吸氣管已完全封閉而沒有報(bào)警，則必須更換維護(hù)指示器。

2.1.4 中冷器臟污

故障原因：對于增壓柴油機(jī)，壓氣機(jī)出口的空氣溫度可達(dá)150℃左右，增壓空氣經(jīng)過中冷器急速冷卻至70℃左右進(jìn)入燃燒室，中冷器散熱片臟污，將使增壓空氣溫度大大增加，造成進(jìn)氣壓力不足。

應(yīng)對方法：清洗中冷器散熱片，使其保持清潔。

2.1.5 進(jìn)、排氣管不密封

故障原因：進(jìn)、排氣管不密封，除直接影響進(jìn)氣量外，對增壓柴油機(jī)，排氣能量不能充分利用，降低了渦輪效率，增壓壓力明顯下降，使燃燒惡化并冒黑煙。

應(yīng)對方法：檢查各個(gè)密封圈是否完全、完好；全部法蘭盤螺釘是否擰緊，法蘭盤處是否有損傷；排氣總管不密封時(shí)，檢查缸蓋的找正情況和排氣總管的直線度。

2.1.6 增壓器故障

故障原因：廢氣渦輪增壓器的壓氣機(jī)臟污會(huì)直接降低增壓壓力，引起柴油機(jī)冒黑煙。

應(yīng)對方法：清洗廢氣渦輪增壓器。

2.2 燃油系統(tǒng)

2.2.1 火焰預(yù)熱裝置的電磁閥不密封

故障原因：在噴油泵與火焰加熱塞之間的電磁閥只在火焰預(yù)熱過程向火焰加熱塞供以燃油。在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如電磁閥不密封，燃油會(huì)經(jīng)火焰加熱塞進(jìn)入柴油機(jī)進(jìn)氣管，導(dǎo)致柴油機(jī)冒黑煙，并可能產(chǎn)生過高溫度而產(chǎn)生重大的柴油機(jī)事故。

應(yīng)對方法：在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將火焰加熱塞街頭上的螺絲管松開幾圈檢查電磁閥，如松開的螺絲管處出現(xiàn)燃油，則證明電磁閥不密封，須更換。

2.2.2 噴油器損壞

故障原因：噴油器漏油、散射或噴射壓力不足，均造成不完全燃燒或后燃燒而冒黑煙。

應(yīng)對方法：①將噴油器裝在噴油器檢查儀上檢查噴射壓力。B/FL413系列柴油機(jī)的噴射壓力為（175+8）bar，F(xiàn)L513系列柴油機(jī)的噴射壓力為（235+8）bar，BFL513/C系列柴油機(jī)的噴射壓力為（270+8）bar，然后觀察噴射圖像，在低于噴射壓力25bar～30bar的條件下，噴油器不得滴油。如達(dá)不到技術(shù)數(shù)據(jù)中規(guī)定的噴射壓力，則使用調(diào)整墊片來修正噴射壓力。②當(dāng)檢查噴油器噴射有油束時(shí)，油束必須形成無偏噴現(xiàn)象的均勻油束。如噴射圖像不好，則更換噴油器。③噴油器噴孔堵塞、針閥卡死而不能出油時(shí)，應(yīng)由專業(yè)人員拆洗并研修噴油器偶件或更換新偶件。④將噴油器裝入柴油機(jī)時(shí)，必須使用新的O型圈和調(diào)整墊。

2.2.3 供油提前角不準(zhǔn)確

故障原因：供油提前角太小，噴油太遲，使部分燃油在排氣管中燃燒，從而導(dǎo)致冒黑煙。

應(yīng)對方法：用毛細(xì)管油面指示儀檢查和調(diào)整法檢查和調(diào)整供油提前角。

2.2.4 供油提前器損壞

故障原因：供油提前角太小，噴油太遲，使部分燃油在排氣管中燃燒，從而導(dǎo)致冒黑煙。

應(yīng)對方法：用供油提前角檢查儀檢測供油提前角的調(diào)整情況，如出現(xiàn)不規(guī)則情況，則可能是噴油器提前器調(diào)整彈簧斷裂、彈簧支承片磨壞、配重塊卡死，須更換或修復(fù)。

2.2.5 噴油器回油管堵塞

故障原因：如會(huì)有不能流出返回油箱，則在噴油體的彈簧室中產(chǎn)生一過壓，該過壓妨礙噴油器噴針的升程。

應(yīng)對方法：檢查更換回油管。

2.2.6 噴油器與柴油機(jī)安裝條件不匹配

故障原因：噴油泵油量與柴油機(jī)所在地區(qū)的海拔高度應(yīng)匹配。對柴油機(jī)來說，燃燒室中進(jìn)氣量與噴油泵量是相互匹配的，他們二者又決定了柴油機(jī)的功率與溫度水平?？諝饷芏仁请S著柴油機(jī)安裝地點(diǎn)的大氣條件而該變的，所以，柴油機(jī)只能在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件下發(fā)出其額定功率。

應(yīng)對方法：請制造廠協(xié)助調(diào)整。

2.3 潤滑系統(tǒng)

故障原因：機(jī)油油位太高，曲軸在機(jī)油中轉(zhuǎn)到，增加了曲軸在箱體中的甩油量，許多機(jī)油被甩濺到氣缸工作表面上，活塞環(huán)不能完全刮走這些油量，使多余的機(jī)油竄入燃燒室燃燒，導(dǎo)致冒黑煙

應(yīng)對方法：在柴油機(jī)停車15min后將多余的機(jī)油放出至規(guī)定油面。

2.4 排氣背壓

B/FL413F系列柴油機(jī)最大允許排氣背壓為750mm水柱，排氣背壓過大直接影響柴油機(jī)廢棄排凈，減少新鮮空氣的充氣量，導(dǎo)致燃燒惡化而冒黑煙。

2.4.1 排氣總管或消音器

故障原因：排氣總管或消音器。

應(yīng)對方法：清洗排氣總管與消音器，更換已損壞零件。

2.4.2 排氣制動(dòng)閥失靈

故障原因：排氣制動(dòng)閥失靈。

應(yīng)對方法：用目測法檢查排氣制動(dòng)閥功能是否有效。制動(dòng)閥軸上的開槽指在制動(dòng)閥板的位置，在制動(dòng)閥未制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)閥板必須指在排氣的流動(dòng)方向。如不是上述情況，需檢查工作氣缸的功能。若制動(dòng)閥操作不靈活，須修理使其靈活。

2.5 柴油機(jī)調(diào)整

2.5.1 氣門間隙不符合規(guī)定要求

故障原因：氣門間隙不正確、氣門密封不良，導(dǎo)致排氣門漏氣。

應(yīng)對方法：利用逐缸調(diào)整法或簡易調(diào)整法進(jìn)行檢查校驗(yàn)和氣門間隙調(diào)整。道依茨B/FL413F/513/C系列風(fēng)冷柴油機(jī)常溫時(shí)的氣門間隙值為：進(jìn)氣門0.2mm，排氣門0.3mm。氣門間隙的調(diào)整只能在柴油機(jī)為冷機(jī)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行，柴油機(jī)至少要冷卻至7h后調(diào)整，數(shù)值才能準(zhǔn)確；在應(yīng)急情況下，柴油機(jī)冷卻2h后調(diào)整，須將盧綸間隙放大0.1mm。在調(diào)整氣門間隙工作之前，應(yīng)檢查搖臂固定螺母的擰緊程度，擰緊力矩為50N.m。按照布置的氣門間隙調(diào)整圖，轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄兩轉(zhuǎn)，使兩個(gè)氣門相重疊，即可完成全部氣門間隙的調(diào)整。

2.5.2 空氣壓縮力太低

故障原因：氣缸內(nèi)壓力不足時(shí)，表現(xiàn)為噴油正常但不發(fā)火，排氣管內(nèi)有柴油，致使冒黑煙。

應(yīng)對方法：按氣缸壓縮壓力檢查調(diào)整方法逐項(xiàng)檢查調(diào)整。

2.6 煙度限制器

故障原因：煙度限制器是按照已有的增壓空氣壓力限制噴油量。如在加速過程中形成黑色濃煙，也就說明限度限制器過早地開放了調(diào)速齒桿的行程。

應(yīng)對方法：在合適的高壓泵試驗(yàn)臺上調(diào)整煙度限制器，使其只能在較高的增壓空氣壓力下才調(diào)節(jié)調(diào)速齒桿。

3.結(jié)束語

造成柴油機(jī)冒黑煙的故障原因很多也很復(fù)雜，通過運(yùn)用魚骨圖，在處理故障時(shí)，我們能快捷地找到對于一臺柴油機(jī)的最終唯一可能故障原因，確保大型養(yǎng)路機(jī)械“心臟”的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]大型養(yǎng)路機(jī)械職工培訓(xùn)叢書編寫組編.道依茨風(fēng)冷柴油機(jī)構(gòu)造與原理.昆明：鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械培訓(xùn)中心，2002.