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(huì)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(cuò),都會(huì)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(huì)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粒可以基本燒完,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?huì)使滯燃期加長,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(huì)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(huì)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)?,除水蒸氣外,它們也都屬于微粒范疇。柴油機(jī)在剛起動(dòng)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,F(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;钊闲兄翚飧醉斍皣娙霘飧椎娜加瓦^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(dòng)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。