柴油机冒黑烟原因分析*

聂永涛　韩志引　李艳芳



柴油机冒黑烟原因分析*

聂永涛韩志引李艳芳

柴油机因其动力强劲、耗油量少、故障率低，在农用机械、重型汽车、工程机械上作为发动机被广泛应用。对于使用时间过长或保养和维护不善的柴油机，最常见的故障就是冒黑烟。一般来讲柴油机正常工作时尾气为无色或者淡灰色，如果尾气中产生了大量的黑烟，同时伴有发动机机体过热、动力下降、油耗量增加等现象，就应该及时找出柴油机冒黑烟的原因并将其排除，以保证发动机正常工作。柴油机冒黑烟一般有以下五种原因，下面予以具体分析。

1　燃油供给系统故障

1.1喷油泵供油量太大

如果急踩柴油机油门踏板，高压喷油泵就会向气缸内喷入大量的雾状柴油。此时由于惯性和进气阻力的影响，吸入气缸内的空气量不能及时增加，导致气缸内混合气暂时过浓，尾气中就会产生较多的黑烟。一般来讲随着柴油机转速的提高，这种情况下出现的黑烟应该会逐步消失，否则应该考虑柴油机其他方面的原因导致冒黑烟。

1.2喷油器雾化不良

喷油器针阀偶件磨损严重或者密封不严会导致喷油压力下降，喷出的柴油雾化效果不好，严重时甚至会出现滴油或者漏油的故障。此时柴油不能与空气充分混合，混合气不能充分燃烧，导致柴油机冒黑烟。

排除方法：将柴油机各个气缸的喷油器拆下，并将其安装到喷油器试验台上进行喷油压力测试，找出磨损严重或者出现故障的喷油器，及时更换喷油器针阀偶件或者整体更换喷油器，可将此类故障排除。

1.3调速器性能不佳

柴油机出现启动较为困难，启动后转速忽高忽低，当负载增加时柴油机转速急速下降，尾气中产生大量黑烟等情况，一般是由于柴油机上调速器的调速弹簧弹力不足，调速器与油门控制机构之间不能很好地协调工作。

排除方法：更换柴油机调速器上的调速弹簧或者整体更换调速器。

1.4喷油提前角不正确

柴油机的喷油提前角偏大，过早喷入的柴油容易产生早燃，此时气缸内的压力和温度还没有达到相对理想的程度，柴油在气缸内燃烧不完全，尾气中就会产生大量的黑烟。

与之相反，如果柴油机喷油提前角偏小，喷入气缸的雾状柴油错过了最佳的着火时刻，柴油混合气后燃期增加，大量还未充分燃烧的气体即被排出气缸进入排气管，柴油机同样会出现严重冒黑烟的故障。

喷油提前角调整方法：用撬棒撬动发动机飞轮，当高压喷油泵上的指针与连接法兰上的刻线对齐时观察飞轮壳检视孔上飞轮的刻度值是否符合要求的喷油提前角。如果不符合应拧松角度调节板上的拉紧螺栓，将高压喷油泵与空气压缩机的连接断开，撬动飞轮，使飞轮上规定的提前角刻度值与飞轮壳指针对齐即为柴油机喷油提前角的正确位置，最后拧紧角度调节板拉紧螺栓。

1.5高压喷油泵压力下降

高压喷油泵内柱塞偶件或者出油阀偶件严重磨损，喷油泵内产生的柴油压力将会不同程度地下降，进而导致喷油器喷油的时刻也会相对滞后，柴油燃烧不充分，后燃期增加，尾气中就会产生大量的黑烟。

排除方法：更换高压喷油泵内磨损严重的柱塞偶件或者出油阀偶件，更换精密偶件后需要重新校正高压喷油泵，确保高压喷油泵工况与柴油机工况相匹配。

2　进气系统故障

2.1空气滤清器堵塞

如果柴油机工作环境粉尘较多或者空气滤清器长时间没有清洁，就会因空气滤清器过脏而堵塞进气系统，进气阻力增加使进入气缸的新鲜空气量减少，导致柴油机冒黑烟。

排除方法：及时对空气滤清器进行清洁，发现破损或者失效时应对其进行更换。

2.2进气管道堵塞

如果柴油机进气管道出现部分堵塞，尤其是带有中冷器的柴油机，更易出现堵塞，就会增加进气阻力，影响空气进入柴油机气缸的量，会造成柴油机冒黑烟故障的产生。及时清洁和保养柴油机进气系统，可以有效保证进气管道畅通，避免因进气管道堵塞而冒黑烟。

2.3进气温度过高

如果发动机机体过热或者排气管距离进气管太近，都有可能使进入气缸的空气温度过高（正常情况下柴油机进气温度不得高于45℃）。进气温度过高使柴油机进气量减少和容易出现早燃，导致尾气中产生大量的黑烟。

排除方法：找出发动机过热的原因并排除，气温较高时避免使用加热装置启动柴油机可以有效地预防进气温度过高而导致此类故障的产生。

3　排气系统故障

柴油机排气管道或者消声器内积炭过多、氧化锈蚀，都有可能导致排气系统发生部分堵塞，增大排气压力，造成排气不畅，严重时柴油机会因排气压力过大而导致冒黑烟现象的产生。

排除方法：使用积炭清洗剂及时清除排气管道内的积炭，如果排气管道氧化腐蚀过于严重，应对其进行整体更换。

4　气缸压力不足

柴油机气缸压力不足时，柴油在气缸内不能充分燃烧，就会产生大量的黑烟从排气管排出。柴油机气缸压力不足的主要原因有以下几种。

4.1活塞与气缸之间的间隙增大

活塞在气缸内做上下往复运动，如果润滑不良或者保养不善，活塞和气缸的摩擦加剧，时间一长气缸与活塞的间隙增大，发动机燃烧室密封性下降，气缸压力随之下降。

排除方法：更换活塞或者将气缸套与活塞成对更换，保持气缸压力不变。

4.2气环失效

气环的作用是保证活塞与气缸间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱。如果气环折断、弹性下降、粘接在活塞环槽内，都有可能导致气环失效起不到应有的密封作用，气缸压力就会出现明显的下降。

排除方法：更换与柴油机活塞相匹配的气环。

4.3气门密封不严

气门密封带严重变形或磨损，将导致气门密封不严，气缸内的压力和温度下降，柴油燃烧不充分，柴油机冒黑烟。

排除方法：如果气门密封带磨损不是很严重，可用气门研磨机对气门密封带和气门座圈进行配对研磨来修复它们之间的密封性，如果气门密封带磨损过于严重应对气门进行整体更换。

4.4气门座圈凹入太深

气门座圈长期经受燃烧高温和气门的冲击，加之气门座圈与安装机体材料不同，气门座圈磨损和凹入量会逐步增加，这样无形中增加了燃烧室的容积，降低了柴油机压缩比，从而造成气缸内压力和温度降低，导致燃油燃烧不完全、不充分，柴油机冒黑烟。

排除方法：更换气门座圈。

4.5气门间隙过小或过大

如果柴油机气门间隙因调整不当或者因其他原因过小或过大，进、排气门工作过程中开启和关闭的时间就会不准确，导致气缸内进气不足、排气不净，柴油机冒黑烟，动力严重下降。

排除方法：调整柴油机气门间隙到合适的数值。

5　其他因素

除上述原因外，柴油机使用劣质燃油，外部环境变化（如海拔升高导致的氧气含量下降），以及柴油机与动力输出设备不匹配等，都有可能导致柴油机冒黑烟故障的出现。

作者信息：潍坊工程职业学院，262500，山东青州

*基金项目：潍坊市2015科学技术发展计划编号2015GX098