柴油機(jī)排煙顏色異常故障的分析與排除

于清竹，聶永濤

（濰坊工程職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，262500，山東濰坊）

自工業(yè)革命以來，柴油機(jī)作為主流動(dòng)力裝置已經(jīng)取得了長(zhǎng)足發(fā)展。同其他動(dòng)力機(jī)械相比，柴油機(jī)在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和使用壽命等方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)，因而在農(nóng)機(jī)市場(chǎng)中占據(jù)了非常重要的地位。

現(xiàn)在農(nóng)機(jī)市場(chǎng)中占有率最高的柴油機(jī)機(jī)型為四沖程柴油機(jī)，其中排氣行程可以達(dá)到整個(gè)工作循環(huán)的1/3 。依據(jù)柴油機(jī)排煙顏色可以大致判斷出燃燒室內(nèi)的工作狀況，正常情況下排煙的顏色為淺灰色。如果排煙顏色出現(xiàn)異常，就說明柴油機(jī)存在相應(yīng)的故障，需要及時(shí)采取措施進(jìn)行故障排除。

下面介紹常見的幾種排煙異常顏色所對(duì)應(yīng)故障的分析和排除方法，希望能夠?yàn)椴裼蜋C(jī)使用人員和維護(hù)人員提供一定的參考和借鑒。

1 柴油機(jī)排煙顏色為白色的故障分析和排除

柴油機(jī)排煙顏色為白色，代表其在燃燒行程中產(chǎn)生了一定量的水分，在一定范圍內(nèi)水分越多，排煙顏色越白。究其原因，首先是柴油中本身含水量比較高，其次是外部的冷卻水進(jìn)入燃燒室。由于水具有不可壓縮性，如果大量的水進(jìn)入燃燒室，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成液擊現(xiàn)象，導(dǎo)致活塞連桿組件彎曲變形，甚至引起曲軸損壞的重大機(jī)損事故；因此需要及時(shí)采取措施檢查排除冒白煙的故障。排煙顏色為白色的故障排除方法如下。

第一，檢查油水分離器，觀察其下部的水分聚集情況。因?yàn)樗拿芏却笥诓裼偷拿芏?；所以如果水分較多，積水下沉，就會(huì)在油水分離器的下部形成油水分離界面。這時(shí)打開底部的放水螺塞，及時(shí)將水放掉就可以減少柴油中的水分，從而使柴油機(jī)排煙顏色恢復(fù)正常。

第二，檢查冷卻水水箱液位，觀察其水位是否有明顯下降。如果出現(xiàn)水位明顯下降，則可以推斷是冷卻水進(jìn)入了燃燒室，從而造成柴油機(jī)排煙顏色為白色。這種情況比較嚴(yán)重，因?yàn)槌巳菀滓鹨簱敉猓鋮s水的缺失還可能造成柴油機(jī)過熱，兩者疊加從而發(fā)生更大的機(jī)損事故，所以需要進(jìn)行細(xì)致的排查。一般來講，冷卻水進(jìn)入燃燒室的路徑有兩條：一是氣缸套出現(xiàn)裂紋或者麻點(diǎn)致使冷卻水滲入燃燒室；二是氣缸蓋與冷卻水腔交界處的密封圈老化失效引起冷卻水進(jìn)入燃燒室。對(duì)于這種情況，需要拆解相關(guān)部件，檢查氣缸套、冷卻水腔和密封圈等零件，確定具體故障點(diǎn)后進(jìn)行維修或者更換配件，從而使柴油機(jī)恢復(fù)正常狀態(tài)。

2 柴油機(jī)排煙顏色為藍(lán)色的故障分析和排除

柴油機(jī)排煙顏色為藍(lán)色，代表其在燃燒行程中有部分潤(rùn)滑油混入燃燒室，潤(rùn)滑油燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在一定范圍內(nèi)混入的潤(rùn)滑油數(shù)量越多顏色就越藍(lán)，從而使柴油機(jī)排煙顏色變藍(lán)，這種現(xiàn)象就是所謂的“燒機(jī)油”。

眾所周知，潤(rùn)滑油就像人體的血液一樣，它在柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中起著潤(rùn)滑減磨、冷卻降溫、清潔分散、密封防漏、防腐防蝕和減震緩沖等重要作用?！盁龣C(jī)油”會(huì)使曲軸箱里的潤(rùn)滑油減少，從而造成潤(rùn)滑油低壓報(bào)警，進(jìn)一步引起低壓停車的現(xiàn)象。如果安全保護(hù)系統(tǒng)存在故障不能及時(shí)響應(yīng)，有可能會(huì)發(fā)生非常嚴(yán)重的后果。排煙顏色為藍(lán)色的故障排除方法如下。

第一，檢查曲軸箱的潤(rùn)滑油油尺，觀察其油位是否出現(xiàn)明顯下降的跡象。如果出現(xiàn)油位明顯下降，則可以基本判定為是“燒機(jī)油”引起的排煙顏色變藍(lán)現(xiàn)象。這時(shí)候如果柴油機(jī)仍需要運(yùn)轉(zhuǎn)的話，就要補(bǔ)充足夠的潤(rùn)滑油，以維持正常的油壓，保障柴油機(jī)臨時(shí)性運(yùn)轉(zhuǎn)。

第二，柴油機(jī)停機(jī)后需要進(jìn)一步檢查潤(rùn)滑油進(jìn)入燃燒室的原因。首先，現(xiàn)在大多數(shù)柴油機(jī)的潤(rùn)滑方式為飛濺潤(rùn)滑，其特點(diǎn)是利用連桿大端或者攪油棒將潤(rùn)滑油甩入氣缸套表面，再利用活塞環(huán)的上行布油、下行刮油作用對(duì)活塞和氣缸套之間的摩擦面進(jìn)行潤(rùn)滑。因此可能是活塞環(huán)磨損嚴(yán)重致使刮油作用失效，產(chǎn)生了“燒機(jī)油”現(xiàn)象。這種情況就需要查看活塞環(huán)的更換記錄，視情況進(jìn)行吊缸作業(yè)，更換活塞環(huán)。其次，在柴油機(jī)氣缸蓋中的搖臂與氣門之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)也是需要潤(rùn)滑的，如果氣門桿處的密封裝置磨損或者老化，就會(huì)造成潤(rùn)滑油沿著氣門桿往下流動(dòng)，當(dāng)氣門打開的時(shí)候潤(rùn)滑油就進(jìn)入了燃燒室，這樣也會(huì)引起“燒機(jī)油”現(xiàn)象。這種情況需要拆檢氣閥，檢查密封裝置，視情況進(jìn)行更換。再次，還有一種情況是有些柴油機(jī)氣缸蓋里的噴油器安裝位置裝有橡膠密封圈，如果此橡膠密封圈因老化損壞而失去密封作用，也會(huì)使?jié)櫥脱刂鴩娪推鳚B入到燃燒室，進(jìn)而出現(xiàn)“燒機(jī)油”現(xiàn)象。這種情況，需要將噴油器抽出，檢查密封圈，如果失效予以更換即可。最后，某些柴油機(jī)采用了注油器的潤(rùn)滑方式，注油量調(diào)節(jié)不當(dāng)也會(huì)造成“燒機(jī)油”現(xiàn)象。這種情況比較容易解決，只需調(diào)節(jié)注油量便可恢復(fù)柴油機(jī)的正常工況。

3 柴油機(jī)排煙顏色為黑色的故障分析和排除

柴油機(jī)排煙顏色為黑色的故障，一般情況下是由柴油機(jī)在燃燒行程中燃燒狀況不良造成的。燃燒不良不僅會(huì)使柴油機(jī)達(dá)不到最佳工況，而且會(huì)造成柴油的利用率下降，產(chǎn)生大量積炭，對(duì)相關(guān)運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生阻礙，進(jìn)一步來講冒黑煙也會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染。

眾所周知，燃燒是需要可燃物和助燃物的，而在柴油機(jī)中分別是指柴油和空氣。具體來講，可從燃油系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)這兩大系統(tǒng)進(jìn)行分析。排煙顏色為黑色的故障排除方法如下。

第一，檢查柴油本身的質(zhì)量，盡量選擇品質(zhì)有保障的柴油，并按照規(guī)定保養(yǎng)周期及時(shí)清洗或者更換柴油濾清器。

第二，檢查噴油泵、高壓油管和噴油器，也就是“泵-管-嘴”的工作狀況。首先，查看每個(gè)噴油泵外觀有無柴油泄漏，對(duì)比檢查各個(gè)噴油泵的齒條刻度是否一致即檢查各個(gè)氣缸的循環(huán)供油量有無異常，條件允許時(shí)可以進(jìn)一步檢查并調(diào)整其供油正時(shí)。其次，可以用手觸摸高壓油管的方式來感受油管內(nèi)有無不正常的脈動(dòng)情況。有些高壓油管內(nèi)裝有縫隙式濾芯，如果其臟堵柴油就無法進(jìn)入噴油器，此時(shí)需要及時(shí)對(duì)縫隙式濾芯進(jìn)行清洗。最后，對(duì)噴油器進(jìn)行啟閥壓力試驗(yàn)和霧化試驗(yàn)，檢查噴油效果，視情況調(diào)整啟閥壓力和更換噴油嘴。

第三，檢查空氣濾清器是否臟堵，及時(shí)清潔和更換空氣濾清器。如果是廢氣渦輪增壓的柴油機(jī)，需要查看進(jìn)氣壓力表，檢查進(jìn)氣壓力是否正常，并且可以根據(jù)增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況大體判斷進(jìn)氣工況是否正常。

第四，對(duì)于燃燒室內(nèi)的燃燒狀況，可以通過排溫表觀察排氣溫度、通過爆壓表測(cè)量最高爆發(fā)壓力和通過示功器測(cè)繪示功圖等方式更直觀地顯示其工況，根據(jù)數(shù)據(jù)和圖表分析相對(duì)應(yīng)的故障，從而采取針對(duì)性的措施解決問題。

通過以上幾種方法和措施，基本上可以解決大部分柴油機(jī)冒黑煙的問題。

4 結(jié)語

隨著農(nóng)機(jī)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，柴油機(jī)在大型農(nóng)用機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，伴隨而來的是對(duì)柴油機(jī)工作性能的要求也逐漸提高。在日常使用中，加強(qiáng)對(duì)柴油機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)和正確及時(shí)排除故障，能夠確保柴油機(jī)處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而提升柴油機(jī)的可靠性并延長(zhǎng)其使用壽命，進(jìn)一步提高農(nóng)用機(jī)械設(shè)備的工作效率。