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柴油机泵排气冒黑烟故障的原因与解决办法

点击次数:7695 发布时间:2015-02-04
 

 柴油机泵冒黑烟的原因,柴油机冒黑烟的原因,柴油机冒黑烟的解决办法

    通常柴油机泵排气冒黑烟的主要原因是喷入汽缸的燃料燃烧不充分、不完全所致。一般情况下,只要柴油机排气出现冒黑烟现象时,柴油机内部或多或少都存在一些问题。大多数柴油机冒黑烟的原因是柴油机自身系统造成的,设备系统因素除了特殊情况外,一般不会导致柴油机严重冒黑烟。因此,如果在使用过程中产生柴油机冒黑烟故障,首先应该在柴油机上找原因。导致柴油机冒黑烟的原因是多种多样的,但综合起来, 柴油机冒黑烟的原因主要有以下几个方面。

    柴油机冒黑烟的原因(1)进、排气系统因素

    柴油机的进、排气系统对排气烟色(主要是黑烟)的影响很大,进、排气不畅都会使柴油

机“消化不良",轻者排气冒黑烟,重者可能导致柴油机不能工作.甚至造成严重的损坏。

    ①进气系统因素如果进气系统存在堵塞现象,势必影响进入汽缸的新鲜空气量,在高

速大负荷下柴油机就会因混合气过浓而严重冒黑烟。

    a.空气滤芯问题空气滤芯堵塞或脏污是不少柴油机带负荷冒黑烟的主要原因,但新的

空气滤芯如果存在质量问题,也可能使柴油机带负荷冒黑烟。判断柴油机黑烟是否是空气滤芯致的基本方法是:如果柴油机平时无黑烟,也无其他异常现象,带负荷时才有黑烟喷出,负荷减小时黑烟消失,一般可以认为是空气滤芯的问题;拆掉空气滤芯,启动柴油机T作,观察带负荷作业时柴油机烟色,如果黑烟减少,则说明需要保养或更换空气滤芯(注意:柴油机不带气滤芯的工作时间不要超过10min,否则,容易造成柴油机缸套等的不良磨损)。

    b.进气管堵塞在某些特定情况下,也可能出现进气管(口)被堵塞的现象,如因进气

管路中的橡胶管被压瘪、内部脱皮、掉块原因堵塞进气管而使气流流通不畅.或汽缸盖进气口被人为堵死等,都可能导致柴油机运行时严重冒黑烟。

  案例1:空气滤清器过渡胶管被吸瘪

  故障现象:一台dci 11电控柴油机泵在运行中出现无力且排气冒黑烟的故障现象。

 故障诊断:经检查,发现空气滤清器过渡胶管被吸(见图4-21),进气管管壁支撑强度不够,引起进气量不足,造成燃烧不充分。


  这种柴油机冒黑烟的解决办法:更换改进后的空滤过渡胶管(带钢丝的新件)。

    案例2:进气系统堵塞

    故障现象:一台dct 11电控柴油机启动后排气冒黑烟严重且易熄火,有时启动很困难。

    原因分析:当柴油机启动后,观察诊断仪器,发现增压压力逐步降低,由0.095MPa降低到0.060MPa,并熄火。由此可以判断进气系统有堵塞的现象。

    进一步询问相关维修人员得知,更换中冷器后才出现了此故障现象。随即将进气管拆开,

发现在进气管中有一个白色的塑料将进气口堵塞。原来是维修人员在更换中冷器时,为了防止外界杂物进入进气系统.采取了将进气口用塑料堵住的保护措施。但后来安装中冷器时,没有将塑料取出,因此就出现了上述问题。

 这种柴油机冒黑烟的解决办法:将进气系统中的阻塞物清除后,柴油机的运转恢复正常。

    ②排气系统因素  柴油机的排气系统是影响柴油机排气是否畅通的关键,如果排气系统

存在堵塞,同样将导致柴油机严重冒黑烟。

    故障原因:排气系统导致柴油机冒黑烟的主要因素如下。

    a.排气消声器内部损坏或排气孔被堵塞。

    b.氧化催化转换器被堵塞或失效。

    c.安装尾气微粒过滤器的柴油机,如果该装置损坏或失效,也可能导致柴油机排气冒黑烟。

    d.排气制动装置故障。对于安装排气制动装置的柴油机而言,当某些原因导致运行中的柴油机出现排气制动阀开启不足或关闭时,柴油机将表现为动力不足并严重冒黑烟。

    故障危害:如果柴油机存在排气不畅因素时,柴油机不仅冒黑烟,而且还将同时出现动力不足、排气温度过高等故障现象,如果不及时处理,可能导致柴油机出现拉缸甚至活塞顶部严重烧蚀故障。因此,必须重视对排气系统的保养和检修。

    案例:排气制动电磁阀故障

    故障现象:dci 11电控柴油机在整车仪表盘上显示“柴油机压缩电磁阀开路或断路",柴油机运行无力,冒黑烟。

    故障原因:排气制动电磁阀损坏后,导致柴油机排气不畅,从而出现动力不足且严重冒黑烟等问题。排气制动电磁阀故障有两个可能:一是排气制动阀机械损坏(如制动阀插销脱落.见图4 22);二是电磁阀的线束故障(插接不良或破损等)。

 这种柴油机冒黑烟的解决办法:更换排气制动电磁阀或重新插接线束。


 柴油机冒黑烟的原因(2)配气机构因素

    配气机构是柴油机的“呼吸器官",如果配气正时不对.势必影响柴油机的进气量,柴油机将因进气不足而冒黑烟。配气机构导致柴油机冒黑烟的主要因素如下。

①气门间隙不正确  这直接影响柴油机配气正时,亦即气门该打开时未打开,该关闭时

未关闭,进而影响了柴油机的进气量和排气通畅,降低了柴油机的过量空气系数,造成柴油机油气混合物过浓,燃油燃烧不完全、不充分,柴油机冒黑烟。气门间隙不正确除了使柴油机冒黑烟外,还有下列现象:柴油机动力不足;柴油机可能启动困难;配气机构可能有强烈的金属碰撞声。

   确认气门间隙是否正确的基本方法是:打开气门室盖,用手感或塞尺检查气门间隙。

 ②气门密封不严这不仅导致汽缸压缩过程中气体外窜而减小汽缸内的空气量,而且还

将影响汽缸压缩压力,进而使柴油机排气冒黑烟且动力不足。

    案例:气门间隙调整不当(dclll电控柴油机故障)

    故障现象:柴油机动力有轻微下降,上部出现异响,加速时冒黑烟。

    原因分析:一般情况下由于柴油机气门间隙调整不当所致。

   这种柴油机冒黑烟的解决办法:重新调整柴油机的气门间隙。

    注意事项:少数维修人员在更换气门或配气机构的相关部件时,由于装配调整不当,导致气门间隙超差,从而出现上述问题。因此,维修人员应严格按照调整规范来进行(对于dc-11电控柴油机而言,其正确的气门间隙为:进气门0.4mm;排气门0.7mm)。

    柴油机冒黑烟的原因(3)汽缸压缩压力不足

    柴油机的汽缸压缩压力如果存在问题,将直接影响压缩终点时汽缸内的压力和温度,如果汽缸压缩压力不足,将使压缩终点的压力和温度降低.这将严重影响燃油的燃烧效率和效果。柴油机将会严重冒黑烟。汽缸压缩压力不足时,除了使柴油机冒黑烟外.还有下列现象:柴油机工作时动力不足;柴油机加速无力(加速性能太差);燃油消耗增加;柴油机可能启动困难。导致汽缸压缩压力不足的主要原因如下。

  ①活塞顶间隙太大如果大修装配柴油机时,没有严格按照要求检查并调整活塞顶间隙,

或汽缸垫使用不当使活塞顶间隙偏大时,将使压缩比减小,直接影响柴油机的汽缸压缩压力。由于压缩比变小,降低了汽缸压缩终点的压力和温度,使燃油燃烧的条件变得更加恶劣,燃油燃烧不完全、不充分,柴油机动力不足且严重冒黑烟。确保活塞顶间隙的正确是装配柴油机时必须严格做到的重要事情之一。在装配柴油机时,必须将活塞顶间隙调整在技术规范要求的公差范围内。一般情况下,只要安装正确,活塞顶间象在使用过程中是不会变化的。

 ②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,直接降低汽缸压

缩压力和温度,使燃油燃烧不完全、不充分,导致柴油机严重冒黑烟。

 ③气门座圈凹入太深  气门座圈长期经受燃烧高温和气门的强烈冲击,加之气门座圈底孔的铝合金性质,将使气门座圈凹入逐步增加,使气门平面与缸盖底面之间的尺寸相对增加,相应增加了燃烧室的容积,降低了柴油机压缩比,从而降低了汽缸的压缩压力和温度,导致,油燃烧不完全、不充分,柴油机严重冒黑烟。一般柴油机都对气门座的下沉量有较为严格的要求,维修时必须严格执行。

  ④活塞环或缸套磨损严重这会使汽缸密封不严,导致压缩压力不足。不仅导致因柴油机烧机油而冒蓝烟,大负荷时还将冒黑烟且伴随动力不足。因活塞环磨损而导致柴油机冒黑烟故障时,柴油机还将出现下列现象:柴油机烧机油,机油耗量增加;柴油机动力不足;柴油机低负荷怠速时冒蓝烟,大负荷时冒蓝黑烟;曲轴箱废气压力大。

气门、活塞环、汽缸套磨损后,引起压缩压力不足以及机油上窜燃烧室,使汽缸在压缩行程结束时,混合气混合的正常比例改变,使燃油在无氧条件下燃烧,燃烧过程容易产生积炭。排出的废气形成大量黑色烟雾。

⑤燃烧室形状改变  燃烧室形状因制造质量及长期使用导致技术状况下降,使活塞顶间

隙过大、过小以及活塞位置装错.都会使燃烧室形状和容积改变,从而影响燃油与空气混合质量,使燃油燃烧条件变坏,也将使柴油机排气冒黑烟。

⑥汽缸压缩压力的测量与分析如果柴油机在使用过程中出现上述问题或现象时,可以使用专用的汽缸压力检查表测量汽缸压缩压力。汽缸压缩压力测量装置一般安装在喷油器孔

内,单缸测试,逐缸进行。然后与标准值进行比较,确认是否过低。检测活塞到达上止点时汽缸压缩压力的大小可以检验汽缸密封性能的好坏。

柴油机冒黑烟的原因(4)燃油系统因素

燃油系统存在问题.如喷油量过大、喷油时间不正确、喷油器故障等,都可能导致柴油机严重冒黑烟,具体分析如下。

①喷油泵供抽量太大

 故障现象:供油量过大,使进入汽缸内的油量增多,造成油多气少燃油燃烧不完全,柴油机排气一定会冒黑烟。此时,柴油机除了冒黑烟外,还有下列现象:燃油消耗明显增加;柴油机因后燃增多而使排气温度太高且排气管可能被烧红;可能会出现拉缸或活塞烧顶现象;柴油机动力没有明显变化,感觉可能是动力强劲。

      特别提示:调整喷油泵的供油量时,必须考虑柴油机喷油系统的下列因素。

a.喷油器的喷油压力  因为陔油量是在特定喷油压力下的供油量。如果喷油压力有变化.供油量也将产生相应的变化。如果喷油泵试验台标准喷油器的压力高,而实际喷油器的喷油压

力低,则实际的喷油量将大于调试喷油量。反之,则小于调试喷油量。压力差别越大,供油量的差别也越大。

b.标准高压油管的内径尺寸’如果调试时使用的标准高压油管的内径小于实际高压油管的内径,可能使实际供油量大于调试供油量。反之,则小于调试供油量。

   这种柴油机冒黑烟的解决办法:柴油机的循环供油量,必须定期在喷油泵试验台上检查。检查供油量时,也需要检查一下各缸的供油角度。

②喷油器(嘴)故障喷油器(嘴)影响柴油机冒黑烟主要有下列几个方面的原因。

a.喷油嘴雾化不良、卡死或滴油严重或损坏  柴油机排气烟度与燃油雾化品质的关系密

切,在柴油机喷油过程中,每次喷油临结束时,喷油压力下降,雾化质量差,使油滴直径比主要喷射阶段的油滴大4~5倍(体积约增大1∞倍),这些油滴蒸发与燃烧的时间短,周围氧的浓度低,容易产生碳烟。

    喷油器不雾化、雾化不良或滴油,使燃料不能充分地与汽缸内的空气混合,也不能完全燃烧。由喷油器工作不良引起的排黑烟现象在柴油机低速运转时较为明显,因为低速运转时汽缸内进气涡流较弱,油滴或油束被气流冲散的可能性减少并且停留的时间较长,更容易形成炭黑排出。喷油器(嘴)有问题时,除了造成柴油机冒黑娴外,还有下列现象:排气管接口处湿润,严重时可能滴柴油;该缸的活塞可能产生顶部烧蚀或拉缸故障;该缸可能有强烈的燃烧噪声;油底壳油面可能升高。

  案例:喷油器不良

  故障现象:在整车仪表盘上显示“一缸喷嘴开路"或能感觉到柴油机明显缺缸运转,排气

管冒黑烟等。

    原因分析:喷油器的电磁阀紧固螺母(见图4 23)松脱后,将导致这一缸的喷油被切断;

同时若喷油器堵塞,燃油雾化不良,造成燃油燃烧不完全.柴油机动力不足并伴随排气冒黑

烟、排气管放炮等现象。


图4-23  电控喷油器电磁阀紧固螺母的位置

    这种柴油机冒黑烟的解决办法:将开路缸的喷油器电磁阀螺母紧固或更换相应缸的喷油器。

    b.喷油压力不正确喷油压力偏大或偏小,将影响喷油器的建压时间.延迟或提前供油

提前角度,使柴油机工作时冒黑烟。喷油压力偏大,可能延迟喷油开始时问,柴油机后燃增

多。而喷油压力偏小,可能提前喷油开始时间,柴油机早燃增多。两者产生的问题和现象与前述的供油提前角不正确相似。

    确认某缸喷油器(嘴)是否有问题的有效方法是断缸法,某缸断缸后该缸不再冒黑烟,则

说明该喷油器(嘴)有问题。

    c.喷油器安装错误某些柴油机喷油器的安装.有严格的安装方向.但没有特别的标记

予以说明,所以就容易出现安装相差180。的问题。此时,柴油机就会严重冒黑烟。

    d.喷油嘴与燃烧室匹配如果喷油嘴的喷油角度与燃烧室不匹配或喷油嘴型号错误,也

旖导致柴油机工作时冒黑烟。

    柴油机冒黑烟的原因(5)电控系统元件因素

    对于采用Bosch共轨系统(cRs2.0)的柴油机而言,柴油机出现排气冒黑烟故障时,可

按下列程序诊断和排除。

    ①冷却液温度传感器故障(指示值过低)

    故障现象:冷却液温度传感器的电阻值及输出信号电压值在正常工作范围内,但输出值低于实际值。

     这种柴油机冒黑烟的解决办法:用故障诊断仪读取冷却液温度传感器的数据流,与实际值比较并判断。

必要时可将冷却液温度传感器插头拔掉,启动后比较。

  ②共轨压力信号漂移

 故障现象:共轨压力传感器输出信号的电压值在正常的工作范围内,但实际值大于输出值。

   这种柴油机黑烟的解决办法:诊断仪会出现相关的故障码,更换共轨压力传感器。

    ③进气压力信号漂移

    故障现象:进气压力传感器输出信号的电压值在正常范围内.但实际值大于输出值。

    这种柴油机冒黑烟的解决办法:诊断仪会出现相关的故障码,检修或更换进气压力传感器。

    (6)其他系统故障

    电控柴油机冒黑烟故障,也可能是非电控系统因素造成的。下列原因也需要引起注意:

机械故障,如气门漏气、气门间隙调整不当;废气涡轮增压系统故障;EGR系统故障等。

    案例1:EDc7电控系统喷油器有问题

    故障现象:

    ①启动柴油机,听柴油机工作声音较粗暴(异常)、抖动大。

    ②诊断仪检测,柴油机怠速不稳[(700±l0)r/min],燃油喷射率偏高(34.7mg/循环,:

共轨压力稳定,计量单元占空比正常(17.86%),可排除高压油泵和共轨问题。

    ③加载路试,柴油机加速抖动、发突无力,感觉缺缸;上坡时油门踏板位置100J%,柴油机转速1650r/min,增压压力仅为157.7kPa(正常应在240kPa左右)。

    ④检查进、排气系统,进气管路、排气制动阀、增压器、中冷器、进气管等均正常,定

进、排气管进行短路试验也无变化。

    ⑤断缸测试,给一定的喷油量后断缸检测柴油机转速变化情况:l缸1059r/min;2缸

1084r/min;3缸1063r/min“;4缸1065r/min;5缸1067r/min;6缸1066r/min。柴油机各缸

转速稳定但普遍偏低(正常为l 600~1700r/min)。

    通过第②条和第⑤条异常数据可初步判定为喷油器工作不良。

这种柴油机冒黑烟的解决办法:更换喷油器及高压连接管,然后检查更换喷油器后的情况。


①怠速检测,柴油机声音平顺,转速稳定[(700±1r/min].喷油器工作正常(燃油喷射率14mg/循环)。

  ②加载路试.柴油机加速平稳、无抖动发突现象;平直路面油门踏板位置70%,柴油机转速1650r/min时,增压压力为0.2276MPa,正常。

    ③断缸测试,1缸1714r、min“;2缸1720r/min“;3缸1724r/min;4缸1729r/min;5缸1720r/min;6缸17l6r/min。属正常范围。

    案例2:信号盘错齿导致柴油机冒黑烟

    故障现象:dc 11电控柴油机启动后排气冒黑烟严重且加速无力。

    原因分析:根据现象分析认为可能是飞轮信号盘错齿(见图4 24).当信号盘错齿时,转速传感器采集错误的柴油机上止点信号,导致Ecu给出的喷油提前角过迟或过早,燃油不完全燃烧,于是就出现了冒黑烟的问题。

这种柴油机冒黑烟的解决办法:更换飞轮信号盘总成。

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