汽车发动机冒烟故障分析毕业论文

2017 级 毕 业 设 计汽车发动机冒烟故障分析系 别： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师: 摘要柴油发动机作为一种高效的动力输出输出装置，广泛的应用于载重汽车、工程机械、船舶、应急发电机组等，用途广泛使用量大，因此维持柴油机在使用过程中的各项性能，及时发现以及排除相应的故障便显得尤为重要。中医有“望、闻、问、切”同样的道理也可应用于柴油机故障的判断，通过观察机器运行状态、听运转声音、询问驾驶员故障前后的操作和机器的变化情况、感知相应部位的振动情况，来初步判断机器的故障原因。而柴油机的排烟情况作为柴油机工作状况最直接的反映,通过观察颜色便可大致判断异常的原因，最为直观和方便。本文就是通过对结合对柴油机结构的阐述和对排烟异常原因的分析来判断柴油机的故障原因，将故障排除在初发期。根据气缸中压力和温度变化的特点，柴油机燃烧过程可分为四个时期：预燃期、速燃期、缓燃期和后燃期。影响燃烧过程的因素有：柴油性质、喷油提前角、转速、负荷、冷却强度、压缩比、喷油压力、喷油规律、空气涡流及配气相位等多种原因。燃烧不正常常会以排烟异常形式表现出来。柴油机正常工作时排烟呈淡灰色轻烟，短期大负荷排烟呈深灰色。由于多种原因或故障，可能出现排白烟、蓝烟、黑烟等异常现象，并伴随有起动困难、运转不稳、温度过高、敲缸、机体抖动、功率下降等特征，偶尔也会出现进气管“呛气”、排气管“放炮”等现象。这不仅会影响柴油机的经济性和可靠性，也会造成环境污染，因此有必要对柴油机排烟异常现象进行研究和分析。 关键词：汽车；冒烟；故障；发动机目 录第一章 基本概述11.1 柴油机的基本机构11.2 柴油机的工作原理2.第 2 章 柴油机排烟现象综述3 2.1 排气冒黑烟 32.2 排气冒蓝烟42.3 排气冒白烟42.4 排气冒灰烟4第三章 柴油机冒烟故障分析与排除43.1 柴油机冒黑烟53.1.1 柴油机冒黑烟故障产生的原因53.1.2 冒黑烟的初步判断53.1.3 柴油机冒黑烟故障原因的确认和排除方法53.2 柴油机冒蓝烟7 3.2.1 柴油机冒蓝烟故障的原因7.3.2.2 柴油机冒蓝烟的初步判断83.2.3 柴油机冒蓝烟故障的确认及排除法83.3 柴油机冒白烟93.3.1 柴油机冒白烟故障产生的原因93.3.2 柴油机冒白烟故障的初步判断103.3.3 柴油机冒白烟故障的确认及排除方法10第四章 柴油机其他非正常排烟故障分析114.2 柴油机排气管窜火（或冒火星）114.3 柴油机进气管窜气13第五章 柴油机的使用维护165.1 发动机的日常使用检查165.2 发动机燃油、润滑、进气、冷却系统的维护185.2.1 对燃油的维护185.2.2 对机油的维护19 5.2.3 对空气的维护195.2.4 对冷却液的维护20结论22参考文献240第一章 基本概述1.柴油机的基本机构柴油机的构造及其布置各有差异，但基本结构都是由两个机构、四个系统组成即，曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、启动系组成,1.1 两大机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构是柴油机产生并输出动力的主要机构，由气缸盖、气缸体、曲轴箱、活塞、连杆曲轴与飞轮等主要零件组成。气缸体的内部有气缸套、活塞，其顶部有气缸盖，三者构成燃烧室，燃油在燃烧室内燃烧，气体膨胀而推动活塞运动。活塞通过连杆与曲轴相连，活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而实现热能转化为机械能。配气机构配气机构是按照工作循环的需要定时地向气缸供应充足的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸。它是由进气门、排气门、气门弹簧、凸轮轴等主要零件组成。1.2 四大系统供给系统供给系是按照柴油机工作循环的要求向气缸提供适量的燃油与空气，并引导废气排入大气。柴油机供给系一般由燃油供给系统和进排气系统组成。其中燃油供给系统由低压油路和高压油路两部分组成。低压油路由输油泵从油箱流向柴油滤清器、喷油泵。高压油路由喷油泵提供高压油，喷油器再以雾状喷入燃烧室。润滑系统润滑系统是将洁净的润滑油以一定压力不间断的送入柴油机各摩擦副的摩擦表面，以减少其摩擦阻力和磨损，并带走摩擦产生的热量和金属磨屑，保证运动零件的工作可靠性和耐久性。柴油机润滑系由机油泵、机油滤清器、润滑油道等组成。1冷却系统冷却系是对高温零件进行适当冷却，以保证柴油机正常的工作温度，不仅保证柴油机能够连续运转，而且使柴油机具有良好的动力性和燃烧使用经济性。按冷却方式柴油机冷却系分为水冷式和风冷式两种。风冷式冷却结构比较简单。水冷式结构比较复杂，由水泵、风扇、散热器等组成。此外，为了保持柴油机的正常冷却强度，还配备了一些调温装置。启动系统启动系统是使静止的柴油机转入自行运转状态，它包括启动机及附属装置。1.2 柴油机的工作原理在柴油机汽缸内，活塞往复运动完成四个循环，进气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。柴油机经过四个连续过程后便完成了一个工作循环，此后又开始新的工作循环，如此周而复始的继续下去，柴油机便连续运转而对外做功。进气冲程进气冲程开始时活塞位于上止点,此时,进气门开启、排气门关闭。活塞在曲轴、连杆的带动下从上止点向下止点运动，随活塞向下运动，活塞上方的容积不断增大，气缸内气体压力不断增大，汽缸内气体压力逐渐下降，新鲜气体便在气缸内外压差的作用下进入汽缸。活塞运动到下止点时进气门关闭，进气冲程结束（如图 1-2 a）。压缩冲程进气冲程结束后活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动，此时进气门和排气门都关闭。随着活塞向上运动，汽缸容积逐渐下降，被密封在气缸内的空气逐渐被压缩，其压力和温度随之升高，活塞运动到上止点时压缩冲程结束。此时，气体温度和压力的升高为柴油喷入气缸内形成可燃混合气体自行着火燃烧和膨胀做功创造了必要条件。做功冲程在压缩冲程接近终了时，喷油器以很高的压力将柴油喷入气缸，细小的油雾在高温压缩空气中吸收热量汽化，并与空气2混合形成可燃混合气，自行着火燃烧，放出大量热量，使气缸中的压力和温度急剧升高。由于进气门和排气门是关闭的，所以高温和高压气体便推动活塞由上止点向下止点运动，并通过连杆带动曲轴旋转对外做功，活塞运动到下止点时膨胀冲程结束。排气冲程膨胀冲程结束后曲轴依靠飞轮的转动惯性力继续旋转，并通过连杆带动活塞有下止点向上止点运动。这时排气门开启进气门关闭。废气在气压力及活塞的驱动作用下匀速从排气门排除气缸。当活塞运动到上止点时，排气冲程结束。第二章 柴油机排烟现象综述柴油机在正常工作温度下，其排气烟色应该是无色或淡蓝色的。所谓无色不是完全没有颜色，而是在无色中伴有淡淡的灰色，这是正常排气烟色。柴油机在怠速时排气烟色可能重一些，在高速高负荷时也可能重一些，要注意观察正常排气烟色，才能对非正常排气烟色进行判断和分析。柴油机燃料完全燃烧后，正常烟色应该是淡灰色，负荷略重时为深灰色。柴油机在工作中会经常出现冒烟现象，柴油机排烟有黑烟、蓝烟、白烟、和灰烟等四种，他们是判断柴油机故障的重要条件。2.1 排气冒黑烟 黑烟的主要成分是喷入燃烧室内未燃烧的柴油受高温分解形成的炭黑。炭黑随废气一起排出形成黑色烟雾，表现为即为冒黑烟。因此可以分析冒黑烟的根本原因是柴油燃烧不完全造成的，而燃料混合气过浓即空气过量系数不足或可燃混合气混合不良均会造成燃烧不完全。当负载突然变化偶尔冒黑烟属于正常现象，如果冒黑烟作为一种常态出现，便是柴油机故障的变现，因为冒黑烟会导致发动机功率下降，排气温度及水温过高，从而导致机件磨损，降低发动机寿命。32.2 排气冒蓝烟排气冒蓝烟，一般情况下是柴油机使用日久，慢慢开始烧机油引起的。随着蓝色烟雾的加重，烧机油越来越多，就应考虑维修柴油机了。有时燃油中混有水分，或有水分漏入燃烧室中，引起燃烧的改变，柴油机也会冒浅蓝色烟，燃油中有水分会对发动机造成腐蚀，影响发动机的性能和降低发动机的寿命，因此应该及时更换燃油。2.3 排气冒白烟白烟的主要成分是未燃烃（含燃油和润滑油）、水蒸气以及不完全燃烧的中间产物（如含氧碳氢）。当柴油机刚启动的时候冒白烟属于正常现象，因为柴油机为了获得良好的启动性能常设计有启动加浓，而冷机启动气缸内温度低，燃油过量加上雾化质量不良，有一部分燃油伴随着废气直接排出，表现为冒白烟。在冬季，由于气缸内温度和燃油温度都很低，加上排气管内凝结的水分的蒸发，因此在刚启动的时候冒白烟表现的尤为明显。若当柴油机温度正常，排气管温度也正常时，仍然排出白色烟雾，说明柴油机工作不正常，可判断为柴油机故障。迟明亮：柴油发动机排烟异常的原因及排除2.4 排气冒灰烟排气冒淡灰色烟，柴油机工作还算正常，但烟雾颜色加重呈灰色或接近于黑色就不正常了，一般是进气不畅即空气供给不好的原因。当取下进气空气滤清器后，排气烟色由深变浅甚至变为无色时，就是空气滤清器堵塞了。否则应检查引起进气不畅的原因。第三章 柴油机冒烟故障分析与排除柴油机正常工作时，排气管排出的烟气应该是无色或淡灰色的，偶尔有瞬时冒黑烟现象。长时间冒黑烟则是不正常4的。柴油机长时间冒黑烟，会使燃油消耗增加、柴油机过热、烧蚀和积碳严重、磨损加剧,造成起动困难、功率不足。因而柴油机冒黑烟必须引起重视，及时查明原因予以排除。3.1 柴油机冒黑烟3.1.1 柴油机冒黑烟故障产生的原因气缸内充气不足或漏气压缩不良，超负荷作业；燃油供给系统工作不正常，如喷油器滴油、压力低、雾化不良、喷油泵供油量大、供油时间过早过晚、供油凸轮磨损。燃烧室烧损，失去正常作用，造成燃油与空气混合不良。3.1.2 冒黑烟的初步判断如果是化油器车冒黑烟那原因就更复杂了，比如冷启动时，火花塞工作不好，要打半天火才能启动，这样积在缸内的混合气不能完全燃烧自然就会有黑烟排出了，或是车辆点火时间不对，提前或错后也会导致黑烟产生。电喷车一般冒黑烟的很少，如果真冒出了黑烟，那多半是缸体内出现了故障。再如白烟可能是由于发动机汽缸的缸垫有磨损，水汽进入缸内造成，冒蓝烟多是由于发动机内部故障，导致机油蹿入燃烧室燃烧而产生，所以通过发动机“呼气”就能判断故障。 如果是化油器的车冒黑烟，要经常检查化油器等机件的老化程度，化油器车不同于电喷轿车，要经常进行保养和调校，养成好的用车习惯，电喷车要每隔 3 万公里检查缸线，每隔 1万公里检查火花塞，有问题的要及时更换3.1.3 柴油机冒黑烟故障原因的确认和排除方法、供油系统问题导致柴油机冒黑烟故障原因的确认和排除方法（）、供油提前角不正确 柴油机的供油提前角，是为保证燃油进入汽缸后能够充分燃烧的最佳提前角度，机型不同，提前角也不相同,喷油提前角不正确，使柴油机燃油燃烧不充分、不完全，会导致柴油机冒黑烟。 、供油提前角偏大 如果柴油机的供油提前角偏大，此时汽缸内的压缩压力和温度相对较低，将直接影响燃油的燃烧性能，柴油机早燃增多，燃油燃烧不完全，柴油机严重冒黑烟。供油提前角偏大除了导5致柴油机冒黑烟故障外，还有下列现象： 有强烈的燃烧噪音 柴油机功率不足 燃油消耗量明显增加 排气管接口处湿润或有滴油现象 排气温度可能较高，排气管可能有烧红现象 、供油提前角偏小 如果柴油机的供油提前角偏小，燃油喷入汽缸时错过了最佳燃烧时机，将使柴油机后燃增多，大量燃油还未充分燃烧即被排除汽缸，柴油机将严重冒黑烟。供油提前角偏小除了导致柴油机冒黑烟故障外，还有下列现象： 排气温度高，排气管有烧红现象 柴油机整体温度高，柴油机因后燃增多而过热 柴油机功率不足 燃油消耗量明显增加 排除方法：如果确认柴油机冒黑烟的原因是由于供油提前角不对造成的，只要将供油提前角调整到设计角度，故障即可排除。 （）喷油泵柱塞或出油阀严重磨损 个别或全部喷油泵柱塞或出油阀严重磨损将导致喷油泵泵油压力下降，使喷油器（嘴）建压相对滞后，燃油燃烧不充分，后燃增多，所以柴油机严重冒黑烟。个别汽缸的柱塞和出油阀有问题，除了造成柴油机冒黑烟外，不会对柴油机的使用产生太大的影响。但如果喷油泵大多数的柱塞和出油阀严重磨损，在造成柴油机严重冒黑烟的同时，还有下列现象： 柴油机启动困难 柴油机润滑油油量可能增加 柴油机动力不足 柴油机排气温度高，排气管可能烧红 柴油机可能因后燃增