大型礦山電動輪發(fā)動機(jī)異常排煙機(jī)制及故障控制研究

張偉旗

(江西銅業(yè)集團(tuán)銅材有限公司，江西貴溪 335424)

大型礦山電動輪發(fā)動機(jī)異常排煙機(jī)制及故障控制研究

張偉旗

(江西銅業(yè)集團(tuán)銅材有限公司，江西貴溪 335424)

大型礦山電動輪汽車柴油發(fā)動機(jī)異常排煙故障，一直是國內(nèi)外關(guān)注和重點(diǎn)研究的技術(shù)領(lǐng)域。研究異常排煙形成機(jī)制及故障控制關(guān)鍵技術(shù)，可及時采取措施，避免故障擴(kuò)大及不必要的損失，提高車輛可開動率，減少異常排煙，延長壽命，降低能耗。

大型礦山電動輪；柴油發(fā)動機(jī)；異常排煙故障

0 引言

柴油發(fā)動機(jī)功率大、動力性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好、壽命長、節(jié)能環(huán)保，與汽油發(fā)動機(jī)相比熱效率高30%，它是大型露天礦山電動輪汽車的“心臟”，也是動力之源。其維修難度大、專業(yè)技術(shù)含量高、造價昂貴，故其正常運(yùn)行、維修和調(diào)整，對礦山安全生產(chǎn)、有序正常進(jìn)行及經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。目前江銅德興銅礦銅廠和富家塢采礦區(qū)在線使用的830E、730E、630E、EH3500、R-190Ⅲ、R-170型電動輪汽車共63臺，且分別配置SDA16V160、SSA16V159(K2000E)、16V-149TIB、K2000E、MTU12V-4000、16V-149TI型康明斯、小松、底特律柴油發(fā)動機(jī)，對專業(yè)檢修技能要求較高。

該礦電動輪柴油發(fā)動機(jī)工況十分惡劣，以排煙異常故障最為常見。在車輛的二級維護(hù)檢測項目中，也往往根據(jù)發(fā)動機(jī)排氣管的排煙檢測來判斷發(fā)動機(jī)的工況。因操作調(diào)整和維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)，發(fā)動機(jī)零部件潤滑狀況不良、積炭、過度磨損、松脫、斷裂等，易引起發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時工作狀態(tài)異常，如水、氣、油等泄漏，導(dǎo)致排黑煙、白煙、藍(lán)煙、灰煙、不排煙及噴火等故障，使機(jī)件磨損加劇，故障率和維修成本高，燃料消耗量驟升，勢必嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和可靠性，污染環(huán)境，形成公害，嚴(yán)重阻礙和制約生產(chǎn)的順利進(jìn)行，成為該礦生產(chǎn)技術(shù)的“瓶頸”[1]。

1 異常排煙故障機(jī)制及分析

影響柴油機(jī)燃燒過程的因素很多且錯綜復(fù)雜，如噴油提前角、噴油壓力、噴油規(guī)律、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、冷卻強(qiáng)度、壓縮比、空氣渦流、配氣相位、噴火及柴油性質(zhì)等。根據(jù)氣缸中溫度、壓力變化的特點(diǎn)，其燃燒過程可分為滯燃期、速燃期、緩燃期及后燃期。發(fā)動機(jī)排煙是指燃燒室內(nèi)燃料燃燒后向外排放的廢氣，能直接反映整個燃燒室內(nèi)的工況。燃料燃燒主要是指燃料中的碳、氫等元素與空氣中的氧之間產(chǎn)生劇烈氧化反應(yīng)，分別形成CO2、H2O。燃燒不正常時，通常以排煙異常形式表現(xiàn)出來，怠速或高速、重載時更嚴(yán)重，它們是判斷柴油機(jī)故障的條件之一。技術(shù)狀況良好的柴油機(jī)排煙呈無色或淡灰色，短期大負(fù)荷僅呈深灰色。無色并非純凈無色，而是伴有很淺的淡灰色，憑借肉眼幾乎看不到。由于多種原因或故障，可能出現(xiàn)排煙異常，且伴有起動困難、功率下降、溫度過高、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)、敲缸及機(jī)體抖動等特征，偶爾出現(xiàn)進(jìn)氣管“嗆氣”、排氣管“放炮”等現(xiàn)象。異常排煙表明發(fā)動機(jī)工作不正常，即可判斷為發(fā)動機(jī)發(fā)生故障。

對排黑煙故障，從燃燒過程分析，噴入柴油過多或進(jìn)氣量不足，造成柴油與空氣的混合比例失調(diào)，燃料混合氣過濃，燃燒速率下降，導(dǎo)致可燃混合氣形成不良或燃燒不完全即缺氧狀態(tài)，且以多孔性碳粒、CO為主，機(jī)件易早期損壞，油耗大，污染環(huán)境嚴(yán)重。柴油是多組分復(fù)雜的碳?xì)浠衔?，發(fā)動機(jī)在高溫、高壓、局部缺氧的條件下燃燒，裂解過程釋出、聚合而成不完全燃燒產(chǎn)物，形成游離碳懸浮于燃?xì)庵?，混入廢氣排出形成黑煙。因柴油機(jī)屬非均質(zhì)燃燒，燃燒室內(nèi)各區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)條件不一致，會隨著時間的推移而變化，故黑煙生成條件迥異，其形成過程可分為核階段、單粒階段、單粒的燃燒消失或積聚成更大的絮團(tuán)3個階段。若燃油噴射至燃燒室側(cè)壁，形成液態(tài)油膜，其燃燒取決于蒸發(fā)速度、燃料蒸氣與氧的混合速度，若混合速度不夠或周圍氣體中氧濃度太低時，從油膜蒸發(fā)的燃料氣體被分解，會產(chǎn)生未燃烴、不完全氧化產(chǎn)物及黑煙。

對排白煙故障，從燃燒過程分析，水進(jìn)入氣缸內(nèi)受熱汽化形成水蒸汽，隨廢氣一同排出，或燃燒不良，噴入氣缸的部分柴油未完全燃燒，形成油氣排出。排煙顏色呈水蒸汽的白色，它與無色不同，說明排煙中含未燃燒的燃油或混有水分，且以H2O為主。白煙呈液珠狀態(tài)，直徑稍大于藍(lán)煙，在光的折射下呈白色，它是未燃烴(含燃油、潤滑油)、不完全燃燒的中間產(chǎn)物及水蒸汽，除水蒸汽外，皆屬于微粒范疇。發(fā)動機(jī)剛起動或冷機(jī)狀態(tài)，燃油燃燒不良，部分燃油蒸發(fā)為燃油蒸氣，形成白煙，以寒冬臘月時最明顯。冬季寒冷，發(fā)動機(jī)排氣遇冷空氣也會形成白煙，不可誤認(rèn)為發(fā)動機(jī)排白煙。

對排藍(lán)煙故障，從燃燒過程分析，過量機(jī)油混入燃燒室參與燃燒，機(jī)油耗量大，燃燒室里積炭增多，使氣缸、活塞及活塞環(huán)磨損加劇。對新的或大修后的發(fā)動機(jī)，一般磨合時間需30～40 h，方能達(dá)到良好技術(shù)狀況，若未經(jīng)良好磨合而直接帶正常負(fù)荷工作，易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排藍(lán)煙，此時機(jī)油過量竄入燃燒室受熱蒸發(fā)為油氣，且以FC為主。

對排灰煙故障，從燃燒過程分析，主要是發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管路出現(xiàn)問題，如空氣濾清器等故障。對不排煙故障，從燃燒過程分析，主要是燃料系故障不供油即噴油泵不噴油，氣缸內(nèi)無柴油，根本無法完成燃燒。對排氣管噴火或噴火星故障，從燃燒過程分析，主要是配氣相位不準(zhǔn)，噴油過遲或噴油器嚴(yán)重滴油，后燃嚴(yán)重，造成燃燒不完全。

2 異常排煙故障診斷及控制研究

異常排煙是發(fā)動機(jī)內(nèi)部故障的綜合反映，它表明發(fā)動機(jī)燃燒性能已發(fā)生改變，有時可預(yù)告其事故性損傷，在某種程度上也反映了其使用、維修及保養(yǎng)狀況，是簡單而行之有效的故障診斷方法和依據(jù)之一?？稍诎l(fā)動機(jī)暖機(jī)時進(jìn)行排查，且根據(jù)發(fā)動機(jī)在低、中、高速及加速過程中煙色的連續(xù)變化，通過察“煙”觀“色”即可找到故障病根。

2.1 排黑煙

排黑煙也稱“碳煙”。主要表現(xiàn)為排黑煙的同時，伴有柴油機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性下降，如發(fā)動機(jī)功率降低，排氣、冷卻水溫度升高，機(jī)體和氣缸蓋發(fā)熱，柴油消耗量增加，易形成積炭，縮短發(fā)動機(jī)使用壽命等。

2.1.1 負(fù)荷過大

車輛加速、爬坡或發(fā)動機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，噴入燃燒室的燃料陡增，過量的柴油與空氣混合不均，燃燒時不可避免地出現(xiàn)局部空氣不足，柴油在高溫、高壓缺氧的狀況下分解、聚合或形成黑碳煙霧，隨廢氣一同排出。發(fā)動機(jī)負(fù)荷過大時，應(yīng)減輕負(fù)荷，盡量避免發(fā)動機(jī)長時間超負(fù)荷工作。

2.1.2 噴油器霧化不良或滴油

柴油機(jī)低速時，該故障最明顯。其故障主因是噴油器壓力調(diào)整過低；噴油器調(diào)壓彈簧折斷或發(fā)卡；噴油器針閥與閥座積炭，針閥卡滯或磨損過甚；噴油泵出油閥減壓環(huán)帶過度磨損，致使噴油器滴油。轉(zhuǎn)速越低，排煙越大，可采用單缸斷油法逐缸進(jìn)行排查，若對某缸暫時停止供油時，排黑煙現(xiàn)象減輕或消失，在噴油泵正常工作的情況下，可判斷該缸噴油器故障，需酌情清洗、研磨噴油器偶件，必要時需調(diào)整或更換。

2.1.3 噴油泵供油過量

燃料供給過大，燃料燃燒不完全，持續(xù)不斷排黑煙，且隨著油門加大而變得越來越嚴(yán)重，可采用單缸斷油法逐缸進(jìn)行排查。若對某缸暫時停止供油時，在噴油器正常工作的情況下，可斷定該缸供油過量。其主因通常是噴油泵校正有誤差，或泵油量調(diào)節(jié)螺釘?shù)人蓜?；煙霧限制器脫落，起動時排黑煙特別嚴(yán)重等。噴油泵供油太多時，應(yīng)調(diào)整噴油壓力，適當(dāng)調(diào)小該缸的供油量，必要時卸下噴油泵，上試驗臺重新進(jìn)行調(diào)試。

2.1.4 供油提前角過小

供油提前角過小，使供油過遲時，后燃增加，燃料不能完全燃燒，形成碳煙隨廢氣排出。需嚴(yán)格按規(guī)定調(diào)校供油提前角。

2.1.5 空氣濾清器堵塞

空氣濾清器濾芯積塵過多堵塞，造成氣缸內(nèi)的新鮮空氣不足，即使噴入氣缸內(nèi)等量的柴油，也沒有充足的空氣與之混合，柴油無法充分燃燒，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排黑煙。若斷開空氣濾清器，發(fā)動機(jī)排黑煙消失或明顯減輕，可斷定空氣濾清器濾芯堵塞，應(yīng)保養(yǎng)進(jìn)氣系統(tǒng)，更換濾芯后重裝時，必須確保空氣濾清器與連接管道密封到位。

2.1.6 柴油品質(zhì)較差

發(fā)動機(jī)對柴油品質(zhì)有較嚴(yán)格的要求，若柴油品質(zhì)不能保證時，如使用劣質(zhì)柴油或柴油中含有雜質(zhì)，易使噴孔堵塞、噴油頭損壞或卡死，造成霧化性能差，甚至不霧化，導(dǎo)致燃燒不完全[2]，易形成碳煙排出，煙色越濃，表明燃燒越不完全，此時往往伴隨有柴油泵柱塞的損壞和動力不足。若運(yùn)行一段時間后該故障自然消失，說明雜質(zhì)被高壓油沖掉，一般不作處理，但應(yīng)使用符合發(fā)動機(jī)在該地區(qū)環(huán)境溫度下正常工作的標(biāo)準(zhǔn)柴油。

2.2 排白煙

該故障主要表現(xiàn)為發(fā)動機(jī)不易啟動、啟動時排氣管排白煙。其故障主因是發(fā)動機(jī)溫度過低。若柴油機(jī)溫度、排氣管溫度皆正常時，排氣管仍然排白煙，表明柴油機(jī)工作不正常，即可判斷有故障。判斷白煙是油霧或水蒸汽，可利用手掌來測試，通過“一觀二搓三聞”法進(jìn)行診斷，若觀察呈珠狀即水蒸汽；指搓捻附著物，滑者為油霧，澀者為水蒸汽；附著物柴油味濃者為油霧，味淡或無味者則為水蒸汽；若是水蒸汽，則需進(jìn)一步診斷是冷卻系統(tǒng)還是供油系統(tǒng)故障。

2.2.1 氣缸套裂紋或氣缸墊損壞

隨著冷卻液溫度、壓力的不斷升高，冷卻液會進(jìn)入氣缸內(nèi)，排氣時易形成水蒸汽或水霧，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排白煙。其主因是噴油器霧化不良，使噴油壓力過低，產(chǎn)生滴油現(xiàn)象，造成氣缸中的燃油混合氣體不均勻、燃燒不充分，未充分燃燒的燃油量大，從而產(chǎn)生大量的水蒸汽或水霧。

2.2.2 供油提前角過小

供油提前角過小時，易導(dǎo)致柴油機(jī)發(fā)動機(jī)動力不足，排灰白色煙霧；若伴隨有發(fā)動機(jī)溫度過高、提速減緩的狀況，則表明噴油時間過遲。若突發(fā)該狀況時，大多是因噴油泵軸相對噴油泵齒輪轉(zhuǎn)動，引起供油提前角過小所致。應(yīng)檢查供油提前角，嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行噴油正時的調(diào)校。

2.2.3 噴油時間過遲或過早

柴油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，若出現(xiàn)加速不靈敏、溫度過高、工作不均勻且無力，此時排氣管排灰白色煙霧，表明噴油時間過遲，失去了充分燃燒的時間，氣缸內(nèi)溫度太低，未燃燒的部分柴油易形成白色油霧從排氣管排出?？膳挪楹驼{(diào)整連接盤緊固螺釘、鍵及鍵槽等狀況，緩慢地提前噴油時間，以消除白煙，使柴油機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；若調(diào)整后無明顯好轉(zhuǎn)，則應(yīng)檢查噴油泵各缸柱塞的定時調(diào)整螺釘有無松動?；钊闲兄翚飧醉斍皶r，因噴入氣缸燃油量太少，形成的可燃混合氣體較稀，噴油過遲使預(yù)混燃油量太少，預(yù)混合氣量減少，燃燒速度降低，燃燒結(jié)束滯后，導(dǎo)致燃燒產(chǎn)生的水汽煙霧大[3]。噴油時間過早，壓燃溫度較低，燃油噴入后，充分燃燒條件被破壞，燃油不能完全蒸發(fā)燃燒，未充分氧化的燃油會變成油霧排出。

2.2.4 氣缸運(yùn)行狀況不佳

柴油機(jī)剛起動時，個別氣缸工況不好或拒絕工作，未燃燒的燃油混合氣隨其他工作氣缸的廢氣一并排出，形成水汽煙霧。若發(fā)動機(jī)剛起動時排白煙，溫度升高后卻變?yōu)榕藕跓?，則表明氣缸壓力不足，雖能滿足柴油機(jī)起動的要求，但畢竟溫度過低，部分柴油未經(jīng)燃燒即揮發(fā)成蒸汽排出。必須排查氣缸是否磨損過大；噴油器座孔的密封墊或氣缸墊是否漏氣；氣門關(guān)閉是否嚴(yán)密；配氣相位狀況；活塞環(huán)是否卡滯或其開口是否重合等，再采取針對性的措施。

2.2.5 噴油器滴油或霧化不良

因噴油器或噴油泵自身故障，引起噴油器滴油、霧化不良，部分燃油未經(jīng)燃燒排出氣缸，尤以噴油器噴油結(jié)束滴油，排白煙現(xiàn)象最嚴(yán)重，且白煙是非連續(xù)、一股一股的。若針閥咬死、噴油壓力不足，引起噴油器滴油、霧化不良，產(chǎn)生大量、連續(xù)的白煙，且伴有功率下降明顯，排氣、冷卻水溫度降低，需修理噴油器?？得魉筀系列發(fā)動機(jī)排白煙且工作溫度升高，當(dāng)冷卻液溫度達(dá)70 ℃時，若白煙變?yōu)楹跓煟砻鲊娪推鞯斡突蜢F化不良，可利用逐缸斷油法排查，再校驗故障噴油器；若噴油時滴油，需排查噴油壓力是否過低、針閥體是否變形或磨損過度。

2.2.6 燃油中混入水、空氣

柴油中含水量大，易被蒸發(fā)成水蒸汽排出；氣缸襯墊沖壞或氣缸蓋螺栓不全或氣缸體、氣缸蓋冷卻水套破損時，水便進(jìn)入氣缸；混入燃油的空氣和水，隨著燃油噴射進(jìn)氣缸內(nèi)，使燃油混合氣不均勻，燃燒不完全，產(chǎn)生大量的未然烴排出機(jī)外；氣缸套、活塞等磨損過大，使壓縮力不足，燃燒不完全。

可利用單缸斷油法判斷漏水氣缸。若影響柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，說明該氣缸工況良好，否則表明該氣缸不工作，需卸下噴油器，排查噴孔上是否有水跡，分析是氣缸墊被沖壞或氣缸破裂；若各缸未發(fā)生異常狀況，仍出現(xiàn)工作無力且排白煙，則可打開燃油箱和燃油濾清器的螺塞，檢查柴油中是否帶水。

2.2.7 環(huán)境溫度太低

冬季冷車啟動后，呈乳白色的油煙從排氣管排出，較為普遍。因環(huán)境氣溫太低，柴油發(fā)動機(jī)燃燒室溫度過低，燃油噴入氣缸后，部分柴油不完全燃燒，變成油氣隨廢氣排出，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)大量排白煙。發(fā)動機(jī)啟動后，空車低速或低速、低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間，隨著發(fā)動機(jī)溫度的升高，再增大負(fù)荷，乳白煙會逐漸消失，轉(zhuǎn)變?yōu)檎ｎ伾?/p>

2.3 排藍(lán)煙

排藍(lán)煙也稱“燒機(jī)油”。其故障主因是發(fā)動機(jī)潤滑油混入燃燒室。其主要表現(xiàn)為發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，排氣管大量排藍(lán)煙，且伴有發(fā)動機(jī)潤滑油耗量過多。需解體發(fā)動機(jī)排查，冷機(jī)狀態(tài)發(fā)動機(jī)排煙呈藍(lán)色，但機(jī)油消耗正常，與燃料有關(guān)，則視為正常。

2.3.1 活塞、活塞環(huán)與缸套配合不良

因缸套、活塞、活塞環(huán)嚴(yán)重磨損或裝配不良，使活塞與氣缸配合間隙過大時，機(jī)油易飛濺至氣缸壁上，易上竄至燃燒室，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排藍(lán)煙。一旦發(fā)動機(jī)活塞與氣缸的配合間隙過大，甚至超過規(guī)定值時，應(yīng)更換缸套或鏜缸匹配更換大的活塞和活塞環(huán)，直至配合間隙符合規(guī)定要求。

對修理中更換的活塞環(huán)、氣缸套或新裝配柴油發(fā)動機(jī)，若磨合不良，接觸面不平整，表面殘存的加工刀痕會削弱油環(huán)刮油能力，機(jī)油易竄入燃燒室，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排藍(lán)煙。應(yīng)卸去或降低發(fā)動機(jī)負(fù)荷，低速運(yùn)行，只要磨合運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后，藍(lán)煙會自行消失。

活塞環(huán)磨損失圓、彈力不足和切口間隙過大時，氣缸密封性降低，環(huán)槽與活塞環(huán)端面間隙隨之變大，活塞環(huán)泵油能力變強(qiáng)，大量機(jī)油通過活塞環(huán)切口、端面間隙竄入燃燒室，或活塞環(huán)磨損過大、機(jī)油耗量增大，且伴有功率下降、啟動困難、燃燒不良等，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排藍(lán)煙，需更換切口和端面的間隙超過規(guī)定值或彈力消失的活塞環(huán)；怠速時排藍(lán)煙主要表現(xiàn)為熱車急加速，故障主因是：活塞環(huán)工況差，上機(jī)油；活塞銷堵片松動，竄機(jī)油；掃氣泵油封漏油；830E、730E柴油發(fā)動機(jī)泵噴嘴定時線路斷開等。冷車急加速時排藍(lán)煙故障主因是：泵噴嘴滴油；活塞環(huán)狀況差，上機(jī)油；活塞銷堵片松動竄機(jī)油等。

2.3.2 曲軸箱內(nèi)機(jī)油過多

曲軸箱內(nèi)機(jī)油過多時，曲軸高速旋轉(zhuǎn)易將大量機(jī)油飛濺至氣缸壁上，當(dāng)超過油環(huán)的刮油能力時，機(jī)油易竄入燃燒室，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排藍(lán)煙?？刹捎脵C(jī)油尺檢查曲軸箱內(nèi)機(jī)油面高度，為保證檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性，需待柴油發(fā)動機(jī)停車半小時后方可進(jìn)行，以使各潤滑部位的機(jī)油流回曲軸箱，應(yīng)放出多余機(jī)油，使油面放至標(biāo)準(zhǔn)位置。凡大修過的車輛或新車，通常不會因活塞與氣缸的間隙過大而引起潤滑油上竄，但活塞環(huán)內(nèi)外切口(或切角)裝反會引起潤滑油上竄。

2.3.3 氣門桿導(dǎo)管間隙過大或注油過多

氣門導(dǎo)管磨損過大，使氣門桿與導(dǎo)管配合間隙過大，或向氣門導(dǎo)管注油過多時，機(jī)油易竄入燃燒室參與燃燒，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排藍(lán)煙。應(yīng)及時更換氣門導(dǎo)管，且按說明書要求按時按量向氣門導(dǎo)管人工加注機(jī)油。

2.3.4 油環(huán)磨損嚴(yán)重或積炭過多

油環(huán)磨損嚴(yán)重、開口間隙過大或油環(huán)裝反時，需更換活塞和缸套；積炭過多時，油環(huán)易在環(huán)槽內(nèi)膠結(jié)，失去刮油功能，氣缸壁的機(jī)油便竄至燃燒室，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排藍(lán)煙，機(jī)件磨損加劇。應(yīng)及時清除油環(huán)、環(huán)槽上的積炭或更換油環(huán)，重新安裝活塞環(huán)。

2.3.5 渦輪增壓器漏油

該故障較少見。渦輪增壓發(fā)動機(jī)燒機(jī)油排藍(lán)煙，但動力未下降，進(jìn)氣軟管或壓縮空氣出口處有機(jī)油油污，其故障主因是渦輪增壓器漏油。如發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)灰或缸蓋氣門頭斷裂時，引起渦輪增壓器葉輪損壞或斷裂，引起轉(zhuǎn)子動平衡被破壞或溫度高，浮動油封損壞，機(jī)油進(jìn)入進(jìn)、排氣系統(tǒng)，燃燒不完全的機(jī)油混入排氣管中進(jìn)行二次燃燒而排藍(lán)煙。若使用不當(dāng)、保養(yǎng)不及時，引起轉(zhuǎn)子軸油封損壞而滲漏機(jī)油，混入新鮮空氣中或從渦輪端隨廢氣排出時被高溫廢氣汽化而排藍(lán)煙。應(yīng)更換油封，清除渦輪積炭，檢查轉(zhuǎn)子軸軸承間隙，避免損壞新油封。

2.4 排灰煙

發(fā)動機(jī)排煙呈淡灰色，說明柴油機(jī)工作正常。排煙顏色逐漸加深，呈灰色抑或是黑色，則表明工作不正常。其故障主因除上述排黑煙的因素外，還有空氣供給不暢即進(jìn)氣不良。卸下進(jìn)氣空氣濾清器后，若排煙由深變淺或變成無色，則表明空氣濾清器堵塞嚴(yán)重，必須排查進(jìn)氣管路故障原因[4]。

2.5 不排煙

該故障較明顯。其主因是燃料系統(tǒng)故障不供油，如柴油濾清器堵塞，使高壓油路不供油；油箱油量不足，或油箱蓋通氣閥失靈，油泵難以正常吸油；輸油泵損壞如彈簧折斷，無法泵油；噴油泵故障；油管內(nèi)混入空氣，不能保證柴油正常供給等。應(yīng)先松開噴油泵放氣螺釘，用手油泵泵油，觀察放氣螺釘處是否流油，流油或排氣泡說明低壓油路故障；流油正常則表明高壓油路故障。

2.6 噴火或噴火星

該故障較明顯。其故障主因是配氣相位不準(zhǔn)如排氣門開啟提前角過大等時，部分燃燒在排氣管中進(jìn)行，且伴有“噴火”、“放炮”現(xiàn)象；噴油過遲或噴油器嚴(yán)重滴油，造成后燃嚴(yán)重；排氣門彈簧彈力變?nèi)趸驍嗔?，排氣門卡滯或間隙過小、排氣密封不嚴(yán)等，導(dǎo)致排氣提前或使部分燃燒在排氣管中進(jìn)行，必須立即進(jìn)行排查、調(diào)整或更換。

而實(shí)際操作中，要準(zhǔn)確地描述柴油發(fā)動機(jī)排氣煙色則應(yīng)綜合考量，除煙色變化的連續(xù)性外，還應(yīng)知曉報煙色的人是否色弱色盲及外部環(huán)境對察“煙”觀“色”的影響。因而有時向別人咨詢異常排煙故障時，不妨直問是有負(fù)荷煙或無負(fù)荷煙、熱車煙或冷車煙、濃煙或淡煙及設(shè)備所處的環(huán)境。

3 結(jié)束語

發(fā)動機(jī)排煙顏色的變化與其故障有著千絲萬縷的聯(lián)系，直接影響其工作效率、故障率及成本能耗水平，是判斷發(fā)動機(jī)故障的重要標(biāo)志之一。對使用中后期車輛，異常排煙故障原因更錯綜復(fù)雜，需據(jù)現(xiàn)場實(shí)際診斷分析，針對大型礦山電動輪發(fā)動機(jī)異常排煙機(jī)制及故障控制進(jìn)行深入的研究，可準(zhǔn)確、快速地判斷故障，保證發(fā)動機(jī)正常工作。

【1】張偉旗.礦用汽車發(fā)動機(jī)故障診斷與維修關(guān)鍵技術(shù)研究[J].重型汽車，2015(3)：42-44.

【2】周寧.車用柴油機(jī)排煙異常的原因分析[J].南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2006，11(2)：98-101.

【3】魏東升.淺談柴油發(fā)動機(jī)冒白煙故障診斷[J].中國科技博覽，2011(37):419.

【4】丁群.通過排煙分析柴油發(fā)動機(jī)的故障[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2010，23(2)：80-81.

Exhaust Smoke Abnormal Mechanism and Fault Control Researchfor Large Mine Electric Wheel Engine

ZHANG Weiqi

(Copper Co.，Ltd.,Jiangxi Copper Corporation，Guixi Jiangxi 335424，China)

The abnormal exhaust smoke failure of diesel engine of large mining electric wheel cars，is a technical field of attention and focus research at home and abroad. The forming mechanism of abnormal exhaust smoke and fault control key technologies were studied. Measures could be taken timely, to avoids failure expansion and unnecessary loss. So the vehicle actuate rate is high，abnormal discharge smoke is less，the service life is long，and energy consumption is low.

Large mine electric wheel cars；Diesel engine；Abnormal discharge smoke failure

2015-11-24

張偉旗(1965—)，男，工學(xué)學(xué)士，高級工程師，中國機(jī)械工程學(xué)會高級會員，主要研究方向為礦山機(jī)械、銅加工、有色冶金、機(jī)電設(shè)備工程。E-mail:Zhangwq678@126.com。