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            柴油機冒黑煙、藍煙、白煙的原因是什么?
            頁面更新時間:2016-02-28 08:46

                  

              柴油機在正常工作溫度下,其排氣煙色應該是無色或淡灰色,所謂無色不是完全無色,不能像汽油機那樣無色,而是在無色中伴有淡淡的灰色,這是正常排氣煙色。柴油機在怠速時排氣煙色可能重一些,在高速、高負荷時也可能重一些,要注意觀察正常排氣煙色,才能對非正常的排氣煙色進行判斷和分析。柴油機燃料完全燃燒后,正常顏色一般為淡灰色,負荷工作時為深灰色。柴油機在工作中,會經常出現冒煙現象,柴油機排煙有黑煙、藍煙、白煙和灰色四種,它們是判斷柴油機故障的條件之一,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,是燃燒室內燃料燃燒不完全的表現。由于柴油機是非均質燃燒,燃燒室內各區域的化學反應條件是不一致的,而且隨著時間而變化的,所以黑煙很可能是由許多不同途徑生成的。柴油是復雜的碳氫化合物,噴入燃燒室內未燃燒的柴油受高溫分解,形成炭黑,排氣時隨同廢氣一起排出形成黑色煙霧。黑煙是不完全燃燒產物,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,形成液態油膜,油膜是最后蒸發的一部分,它的燃燒取決于其蒸發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,從油膜蒸發的燃料氣體將被分解,并產生未燃烴、不完全氧化產物和黑煙。

              按照上述定性描述,柴油機燃燒過程中黑煙的生成可以概括為三個階段——成核階段、單粒階段、單粒的燃燒消失或附聚成更大絮團。影響其生成的主要原因為:

              1.活塞環、氣缸套等磨損

              氣門、活塞環、氣缸套磨損后,引起壓縮壓力不足以及機油上竄燃燒室,使氣缸在壓縮行程結束時,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量及長期使用導致技術狀況下降,使壓縮余縫過大、過小以及活塞位置裝錯,都會使燃燒室形狀和容積改變,從而影響燃油與空氣混合質量,使燃油燃燒條件變壞。

              3.噴油器工作不良

              柴油機排氣煙度與燃油霧化品質的關系密切,在柴油機噴油過程中,每次噴油臨結束時,噴油壓力下降,霧化質量差,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),這些油滴蒸發與燃燒的時間短,周圍氧的濃度低,容易產生碳煙。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象在柴油機低速運轉時較為明顯,因為低速運轉時氣缸內進氣渦流較弱,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,使進入汽缸內的油量增多,造成油多氣少燃油燃燒不完全。另外,工作負荷過重、燃油質量低劣、工作溫度過低也會引起排氣冒黑煙。

              柴油機中燃料的高溫裂解反應是不可避免的,特別是在空間混合燃燒的柴油機中,由于高溫氣體包圍著液態的油滴,造成了有利于裂解反應的條件,因此在燃燒初期產生了大量的碳粒。柴油機在正常燃燒時,在排氣門打開以前,燃燒初期所形成的大量碳?梢曰緹,排氣基本上是無煙的。只是在某些不利工況下,碳粒不能及時燃燒反而團聚吸附,在氣缸中和排氣過程中形成更大的碳煙粒子或絮團,使排氣冒黑煙。

              5.供油提前角調整不當

              (1)供油提前角過大,燃油過早噴入燃燒室內,由于此時氣缸內壓力溫度較低,燃料不能著火燃燒,當活塞上行,氣缸內達到一定壓力和溫度,可燃混合氣燃燒。

              在直噴式柴油機中,當其它參數不變時,加大噴油提前角可以降低排氣煙度。因為加大噴油提前角會使滯燃期加長,使著火前噴入氣缸的油量增加,預混合量增加,預混合氣增多,加快了燃燒速度,燃燒可較早結束,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間,有利于碳粒氧化消失。然而過早的噴油增加了預混燃料量,使柴油機工作粗暴,燃燒噪音增大,并引起較大的機械負荷,以及較多的黑煙排放。

              (2)供油提前角過小,噴入汽缸內的燃油過遲,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、排氣冒藍煙

              排氣冒藍煙,一般情況下是柴油機使用日久,慢慢開始燒機油引起的,隨著藍色煙霧的加重,燒機油越來越多,就應考慮維修柴油機了。有時燃油中混有水分,或有水分漏入燃燒室中,引起燃燒的改變,柴油機會冒淺藍色煙。

              影響其生成的主要因素為:

              1.空氣濾清器阻塞,進氣不暢或油缸內油面過高,使進入汽缸內的氣量減少,燃油混合氣正常比例改變,造成油多氣少燃油燃燒不完全,也會引起排氣冒藍煙。

              2.油底殼內潤滑油加入過多,柴油機運行中潤滑油易竄入燃燒室。

              3.長期低負荷(標定功率的40%以下)運轉,活塞與缸套之間的間隙過大,使油底殼內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,引起排氣冒藍煙。

              4.活塞環卡住或磨損過多,彈性不足,安裝時活塞環倒角方向裝反,使機油進入燃燒室,潤滑油燃燒后產生藍色水氣煙霧排出。

              5.在機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對口等狀況將致使潤滑油上竄燃燒室,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,和藍煙相比較直徑稍大,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物(如含氧碳氫),除水蒸氣外,它們也都屬于微粒范疇。柴油機在剛起動時或冷機狀態時,排氣管冒白煙,是因為柴油機氣缸內溫度低油氣蒸發而形成,冬季尤為明顯。柴油機在寒冷天氣運行時,柴油機溫度低,排氣管溫度也低,有水蒸氣排氣凝結成水氣形成白色排煙,是正,F象。若當柴油機溫度正常,排氣管溫度也正常時,仍然排出白色煙霧,說明柴油機工作不正常,可判斷為柴油機故障。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,冷卻水進入氣缸。排氣時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,有滴油現象。在氣缸中燃油混合氣不均勻,燃燒不完全,產生大量的未燃烴,排氣時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混燃料量,預混合量減少。預混合氣減少,降低了燃燒速度,燃燒結束較晚,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,產生大量的未燃烴排出機外。

              5.活塞、氣缸套等磨損嚴重引起壓縮力不足,造成燃燒不完全。

              6.柴油機剛啟動時,個別氣缸內不燃燒(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。

             

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