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新聞主題 |
何為柴油發(fā)電機(jī)組排煙故障的“鑒貌辨色” |
摘要：柴油發(fā)電機(jī)在正常工況下，柴油完全燃燒，其排氣煙色應(yīng)該是無(wú)色或淡灰色。而當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)組工作異常時(shí)，所排出的廢氣煙色呈現(xiàn)黑煙、藍(lán)煙、白煙、和灰煙四種。眾所周知，煙色是判斷柴油發(fā)電機(jī)故障的最直觀表象，我們自然也應(yīng)該學(xué)會(huì)“鑒貌辨色”，可以避免同樣問(wèn)題再次出現(xiàn)。因此，可以說(shuō)觀察廢氣顏色法是一種簡(jiǎn)易而快速診斷拖拉機(jī)故障的方法，通過(guò)觀察柴油機(jī)所排出廢氣的顏色，可以及時(shí)診斷出柴油機(jī)故障原因。
一、排氣冒黑煙（碳煙)
1、故障現(xiàn)象分析
黑煙也稱碳煙，康明斯柴油發(fā)電機(jī)排氣冒煙主要是燃料混合氣過(guò)濃，可燃混合氣形成不良或燃燒不完全等原因造成的。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?，噴入燃燒室?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(guò)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(guò)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)。
2、故障原因
柴油機(jī)冒黑煙是由于燃油未充分燃燒，廢氣中含有大量碳粒和游離碳，此現(xiàn)象的故障原因主要有如下幾點(diǎn)：
（1）供油量過(guò)大，柴油不能充分燃燒，此時(shí)柴油機(jī)功率不下降，反而有所提高。
（2）供油提前角過(guò)晚，致使燃油在氣缸中準(zhǔn)備時(shí)間不足，形成遲后燃燒，熱量損失大，柴油機(jī)冒黑煙，功率下降，柴油機(jī)過(guò)熱。
（3）噴油器霧化不良或焦死在開(kāi)啟位置，致使燃油燃燒不良，功率下降，排氣冒黑煙。
（4）空氣濾清器或進(jìn)氣管路堵塞，造成進(jìn)氣量不足，燃料不能充分燃燒，排氣冒黑煙，功率下降，且發(fā)動(dòng)機(jī)有異響。
（5）柴油質(zhì)量不好或拖拉機(jī)超負(fù)荷作業(yè)。
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圖1 柴油發(fā)電機(jī)組冒藍(lán)煙、黑煙及白煙現(xiàn)象 |
圖2 柴油發(fā)電機(jī)組煙色故障檢修現(xiàn)場(chǎng) |
二、排氣冒白煙
1、故障現(xiàn)象
排氣煙色為白色，它與無(wú)色不同，是水蒸氣的顏色，表明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，柴油發(fā)電機(jī)的白煙是未燃烴（含燃油和潤(rùn)滑油）、水蒸氣以及不完全燃燒的中間產(chǎn)物（如含氧碳?xì)洌?，除水蒸氣外，他們也都屬于微粒范疇。柴油發(fā)電機(jī)在剛啟動(dòng)時(shí)或冷機(jī)狀態(tài)時(shí)，排氣管冒白煙，是因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)氣缸內(nèi)溫度低油氣蒸發(fā)而形成，冬季尤為明顯。柴油發(fā)電機(jī)在寒冷天氣運(yùn)行時(shí)，機(jī)組溫度低，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)機(jī)組溫度正常，排氣管溫度也正常時(shí)，仍然排出白色煙霧，說(shuō)明柴油發(fā)電機(jī)工作不正常，可判斷為柴油發(fā)電機(jī)故障。
2、 主要原因
柴油機(jī)冒白煙是廢氣中含有大量水蒸氣，此現(xiàn)象的主要故障原因有：
（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，柴油機(jī)功率下降，水箱冒氣泡，機(jī)體過(guò)熱，從而在排氣時(shí)形成水霧或水蒸氣。
（2）噴油器霧化不良
當(dāng)噴油器霧化不良，噴油壓力過(guò)低，有滴油現(xiàn)象。導(dǎo)致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(guò)小
活塞上行至汽缸頂前噴入氣缸的燃油過(guò)小，形成較稀的可燃混合氣，過(guò)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，燃燒形成大量的水汽煙霧。
（4）燃油中有水分和空氣
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。柴油發(fā)電機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，個(gè)別氣缸內(nèi)不燃燒（特別是冬天），未燃燒的燃油混合器隨其它工作缸的的廢氣排出形成水汽煙霧。
三、排氣冒藍(lán)煙
柴油機(jī)冒藍(lán)煙是由于潤(rùn)滑油進(jìn)入了燃燒室并參與燃燒，生成物呈藍(lán)色氣體隨廢氣排出。此現(xiàn)象的故障原因主要有如下幾點(diǎn)：
（1）空氣濾清器堵塞，進(jìn)氣不暢或有盆內(nèi)油面過(guò)高（油浴式空氣濾清器），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，會(huì)引起排氣冒藍(lán)煙。
（2）機(jī)油油面過(guò)高，使飛濺到缸壁的機(jī)油過(guò)多，其中一少部分潤(rùn)滑油被活塞環(huán)泵入氣缸內(nèi)，機(jī)油隨柴油一起燃燒，柴油機(jī)功率不下降，反而有所提高。
（3）長(zhǎng)期低負(fù)荷（標(biāo)準(zhǔn)功率的40％以下）運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞與缸套之間的間隙過(guò)大，使油底殼內(nèi)潤(rùn)滑油容易竄入燃燒室，與汽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(guò)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(rùn)滑油燃燒后產(chǎn)生藍(lán)色水汽煙霧排出。
（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(duì)口等狀況將致使?jié)櫥蜕细Z燃燒室，并與燃油混合器一同燃燒。
（6）曲軸箱呼吸器與大氣平衡的通氣孔堵塞，導(dǎo)致曲軸箱廢氣壓力大，機(jī)油上竄燃燒室參加燃燒。
（7）氣門與氣門導(dǎo)管間隙過(guò)大，柴油機(jī)吸氣時(shí)，將機(jī)油霧漓吸入燃燒室參與燃燒；排氣時(shí)，廢氣會(huì)竄入氣門室，機(jī)體過(guò)熱。
（8）錐形活塞環(huán)裝反，活塞環(huán)向頂部刮機(jī)油，柴油機(jī)嚴(yán)重冒藍(lán)煙，此時(shí)機(jī)油耗急劇增加。
（9）油環(huán)膠結(jié)失去刮油作用，機(jī)油竄入燃燒室。
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圖3 柴油機(jī)冒白煙故障檢查步驟 |
圖4 氣門導(dǎo)管油封失效導(dǎo)致柴油機(jī)冒藍(lán)煙 |
總結(jié)：
通過(guò)對(duì)上述廢氣顏色所對(duì)應(yīng)的故障現(xiàn)象特點(diǎn)的介紹及故障原因的分析，即可針對(duì)實(shí)際情況找出該故障的部位，采取相應(yīng)的修復(fù)方法排除故障。除了藍(lán)白黑三色故障外，當(dāng)排氣冒淡灰色煙，柴油機(jī)工作還算正常，但煙霧顏色加重呈灰色或接近于玄色就不正常了。此外，根據(jù)康明斯公司維修經(jīng)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)煙色異常的故障是可以避免的。康明斯公司后續(xù)將會(huì)繼續(xù)分享關(guān)于發(fā)電機(jī)各類知識(shí)及故障維修方案供客戶參考。也歡迎讀者指出錯(cuò)誤及提出建議。
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