浅析挖掘机发动机冒黑烟问题原因及解决方案

李勇强 刘海奇 张欣 王吉海

摘要：冒黑烟是指柴油发动机在燃料燃烧不充分时，排放出夹杂大量黑色碳微粒的黑色尾气的现象。造成柴油燃烧不充分主要有两种可能：进气量不足和供油不正常。文章论述了挖掘机发动机冒黑烟问题的原因及检查方法和解决方案。

关键词：挖掘机；检查；发动机

中图分类号：S219文献标识码： A

挖掘机是以开挖土方、石方为主要用途的一种机械设备，是建设中使用最广泛的重要工程机械，通常应用于矿石开采、水利水电施工、工业与民用建筑、交通运输工程、农田土壤改良、国防建设等工程中，对节省人力、减轻体力劳动、保证工程质量、缩短工期、降低工程造价和提高劳动生产率具有非常重要的作用。

挖掘机使用柴油发动机，排放的黑烟主要以炭黑颗粒为主，属粉尘颗粒物。柴油的不充分燃烧是导致发动机冒黑烟的根本原因，而造成柴油燃烧不充分主要有两种可能：进气量不足和供油不正常。发动机一旦出现冒黑烟现象，首先需要做一些常规检查来确定冒黑烟原因，以下几点是本着先易后难的检查顺序来对故障点进行排查。

1 正常冒黑烟

设备在正常使用过程中如突遇负载增加，柴油机调速器可根据发动机负载变化进行迅速响应，改变高压泵的供油量，保证发动机有足够的功率输出，以满足液压系统对动力的需求。虽然供油系统能够对负载的变化做出迅速的相应，但进气系统却无法提供相同的响应速度，从而导致了进气系统在面对负载方面做出反应时产生了延迟，令燃油与空气混合浓度过大，造成柴油燃烧不彻底，产生大量炭黑颗粒物，排出大量黑烟。而在此时冒黑烟现象极易出现，这种瞬时出现冒黑烟现象比较正常。

2 滤芯堵塞

原因：挖掘机空滤一般由内外两级空滤组成，如果空滤堵塞会造成进气不畅，从而导致冒黑烟现象发生。

检查排除：拆掉空滤，轻轻拍打空滤外壳，观察空滤是否有灰尘散落；并检查空滤罩壳内是否有灰尘聚集，如果发现大量灰尘，则需要对空滤进行清洗或更换。更换新空滤后，试机观察黑烟是否明显变小；若排气烟度无明显变化，则要检查进气系统的其他部件。

3进气管阻力大

原因：挖掘机用发动机机大多安装了涡轮增压器。由于增压器抽真空作用，如果进气管出现漏点，则影响发动机进气的通畅度，增加进气阻力，降低了发动机进气量，从而导致发动机燃油与空气混合不均匀，造成黑烟的产生。

检查排除：听，起动机器中高速运转并仔细听进气管路是否发出呲呲声；看，重点检查进气橡胶管是否有挤压、破损、老化现象，卡箍是否松动；试，用轻飘型物体如纸条在进气管连接处或管道上慢慢滑过，检查是否有漏气现象。如果在检查过程中发现有漏点，应及时处理泄露或更换管路，若处理后排气烟度无变化，则进行下一项检查。

4柴油滤芯失效

原因：现阶段国内使用的油品参差不齐，一些柴油中颗粒物及水分含量不达标；另外，一些滤清器品质也不达标，或者滤清器没有按时更换，则会造成杂质颗粒和水份随柴油一起进入发动机燃烧，并损坏燃油系统。

检查排除：打开燃油箱排水开关，用透明容器接收放出来的部分燃油。静置收集的燃油，观察燃油是否分层或者有大量颗粒物，以检查是否由于油箱含有大量杂质及水分而使柴油污染，导致发动机冒黑烟。随后更换柴油滤芯后观察排气烟度变化，若黑烟现象依然存在，则进行下一步检测。

5喷油器、高压泵柱塞或出油阀故障

原因：油品质量差，未及时保养等问题会导致喷油器针阀开启卡滞，喷油器雾化不良，喷油压力不正确，造成该缸燃油燃烧不充分，产生大量黑烟。

检查排除：启动机器低速运转，逐缸断油并观察排气管出口烟度的变化情况，如果某缸断油后，柴油机烟度减小，则说明该缸供油系统存在问题。确定该缸供油系统存在问题后，与其他缸的喷油器进行互换，并观察烟度变化情况。若烟度明显减小或消失，则证明该缸喷油器故障，需要对喷油器进行修复或更换喷油器总成；若烟度无明显变化，则可断定为该缸高压泵柱塞或出油阀存在故障，需要对损坏部件的总成进行更换，并对高压泵进行调校并测试，以确定高压泵达到正常工作水平。

6涡轮增压器故障

原因：当涡轮增压器中过载安全阀损坏或叶轮损坏时，涡轮增压器无法正常工作，也无法提供发动机所需的足够进气量,。

检查排除：（1）拆解涡轮增压器连接管路，检查叶轮是否能转动，如果能够轻松拨动则证明增压器正常，反之，则增压器故障；（2）观察增压器叶轮叶片有无断裂、变形，并观察叶轮外围，增压器壳体内是否有划痕，增压器是否扫膛；（3）检查增压器叶轮轴的间隙量过大（间隙最大不超过3mm）。更换或维修涡轮增压器零件或总成后，继续进行下一检查。

7排气背压高

原因：燃油或机油质量不高，排气门卡住或排气管受撞击凹陷，导致排气背压升高。

检查排除：需要使用专业的测量工具进行检测，如废气检测仪。将废气检测仪探头插入排气管口，怠速状态时读取HC值，然后将发动机加速到2000rpm再读取HC值。若HC值明显升高，则证明排气背压高，需要检查更换排气管。

8供油提前角问题

原因：不管供油角偏大或偏小时，燃油喷入气缸时错过了最佳燃烧时期，燃油燃烧不充分造成冒黑烟现象。

检查排除：此时涉及发动机内部参数的调整，必须使用专业检测仪器及数据来进行测量调节，建议与厂家或发动机售后服务人员进行检查维修，以保证维修质量。

9其它方面问题

以上几点判断是从发动机及其附件方面来判断，实际上其它部件出现故障也可导致发动机冒黑烟现象发生。

（1）电气系统：现在的挖掘多数采用电子功率控制系统，即液压系统主泵的输出功率和电控系统有关，当电子功率控制系统出现问题是也可导致冒黑烟现象出现；

（2）液压系统：液压主泵斜盘或柱塞出现卡死，会导致发动机负载瞬时增加，从而导致导致冒黑烟现象。

参考文献：

[1]王晓伟，张青.液压挖掘机构造与维修[M].北京：化学工业出版社,2011.

[2]同济大学.单斗液压挖掘机[M].中国建筑工业出版社,1986.