船舶柴油机冒黑烟的原因分析及排除

技术状态完好的柴油机,正常工作时,排气管排出来的废气,应该是浅灰或接近无色透明的气体。如果柴油机工作时排气管冒黑烟,这是喷入的柴油没有得到充分的完全燃烧而造成的。柴油机工作时冒黑烟不仅使柴油机燃料消耗增加,功率下降,磨损加剧,作业量减少,而且使柴油机过热,活塞、活塞环、气门以及燃烧室形成大量积碳,严重时会卡住活塞环,气阀密封不严产生漏气,从而降低柴油机的使用寿命。因此柴油机冒黑烟必须引起重视,及时查明原因并予以排除。柴油机冒黑烟是柴油机较为常见的故障之一,故障的原因有很多,供油系统、燃烧系统﹑进排气系统等故障都会导致柴油机冒黑烟。一、供油系统问题导致柴油机冒黑烟1、供油提前角不正确柴油机的供油提前角是为了保证柴油进入气缸以后能充分燃烧的一个最佳的提前角度,机型不同,提前角也不一样。喷油提前角不正确,使柴油燃烧不充分、不完全,会导致柴油机冒黑烟。（1）供油提前角过大如果供油提前角过大,此时气缸内的压缩压力和压缩温度相对较低,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。（2）供油提前角过小如果供油提前角过小，燃油喷入气缸时错过了最佳时机,供油时间过晚,缩小了燃油与空气混合时间,使混合气不均,将使柴油机后燃增多,大量燃油还未充分燃烧,燃烧不完全的碳质随废气排出,形成黑烟。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的角度,故障即可排除。2、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,使油泵供油压力上升缓慢,从而影响了正常的供油时间,且延长了燃油的喷射过程,影响了喷油雾化质量,燃油燃烧不充分,后燃增多,这是柴油机排气冒黑烟的常见故障原因。排除方法:当柴油机工作过程出现这些问题时,应该检查喷油泵,如果确认故障的原因是由于柱塞和出油阀严重磨损造成的,大修喷油泵后即可排除此故障。3、喷油器（嘴）问题（1）喷油器（嘴）雾化不良、卡死或滴油严重当个别缸的喷油器嘴)损坏时,也即当某缸的喷油器嘴)雾化不良、卡死或滴油严重时,会造成该缸燃油燃烧不完全而导致该缸严重冒黑烟。（2）喷油压力不正确喷油压力不正确（过大或过小）,将影响喷油器的建压时间,延迟或提前供油提前角,使柴油机工作时冒黑烟。喷油压力过大,可能延迟喷油开始时间,柴油机后燃增多。而喷油压力过小,可能提前喷油开始时间,柴油机早燃增多。排除方法:更换该缸喷油器总成。更换喷油器时,应该保证同类合格产品并严格按照要求检查和调整喷油压力,认真观察喷油器的雾化质量或是否存在低速滴油等问题,确保使用质量上乘的喷油器嘴)。4、喷油泵调速器有问题喷油泵调速器有问题,主要是调速器弹簧力不足时,将导致喷油器与油门控制机构之间的不平衡,柴油机从启动开始就会严重冒黑烟。而当外界负荷稍有变化时,柴油机更是浓烟滚滚。排除方法:专业维修喷油泵,更换调速弹簧或调速器总成。5、喷油泵供油量太大喷油泵供油量太大,也将造成柴油机冒黑烟。大量燃油进入气缸后未被充分燃烧即被排出气缸，使柴油机后燃增多。排除方法:专业维修喷油泵,按要求调节喷油泵的供油量。二、燃烧系统问题导致柴油机冒黑烟1、气缸压缩压力不足造成气缸压缩压力不足的原因主要有:压缩比偏小（活塞顶间隙太大或气阀座圈凹入太深）或气阀密封不严等。（1）活塞顶间隙太大如果装配柴油机时，没有严格按照技术要求检查并调整活塞顶间隙,或调整不当。当活塞顶间隙偏大时,直接影响柴油机的压缩比进而影响气缸压缩压力。由于压缩比变小,降低了气缸的压缩压力和温度,使燃油燃烧的条件变得更加恶劣，燃油燃烧不完全、不充分,柴油机严重冒黑烟。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,活塞顶间隙在使用过程中是不会变化的。判断及处理方法:松开缸盖螺栓,拆下缸盖,在活塞顶部放入铅丝,然后装上缸盖,按要求拧紧缸盖螺栓,然后再松开缸盖螺栓,取下缸盖后测量铅丝的厚度,如果测量值在技术要求范围内,则说明活塞顶间隙正确。反之,则说明活塞顶间隙不对,需要进行调整（主要是根据测量值选择缸垫的厚度）。（2）气阀密封不严气阀密封线严重变形或磨损,将导致气阀密封不严,直接降低气缸压缩压力和温度,使燃油燃烧不完全、不充分,导致柴油机严重冒黑烟。排除方法:如果气阀座圈凹入深度合格,则应仔细检查气阀与气阀座圈之间的密封线。一般情况下,经过长期使用后，气阀与气阀座圈之间的密封线都会有较大的磨损和变形,需要进行修复。具体做法是:铵磨气阀座圈密封线、更换气阀和重新研磨气阀。（3）气阀座圈凹入太深气阀座圈长期经受燃烧高温和气阀的强烈冲击，加之气阀座圈底孔的铝合金性质,将使气阀座圈凹入逐步增加,使气阀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,从而降低了气缸的压缩压力和温度,导致燃油燃烧不完全、不充分,柴油机严重冒黑烟。排除方法:取出缸盖后,仔细观察和测量气阀大头平面与缸盖底面的距离,如果测量数值大于技术要求数值,则说明气阀座圈凹入太深,需要进行修复处理。修复方法是:更换气阀座圈和所有气阀,重新研磨气阀。气阀座圈的具体要求请参照相关技术要求。2、气阀间隙不正确气阀间隙过大会造成气阀迟开、早关,使其开启持续时间缩短,降低了柴油机的过量空气系数,直接影响柴油机的进气量,从而引起进气的不足。柴油机没有充足的新鲜空气吸入，造成柴油机油气混合过浓,燃油燃烧不完全、不充分,柴油机冒黑烟。排除方法:按要求重新调整气阀间隙，使之在正常范围内。3、气缸内压缩不良,压缩阻力减小活塞与缸套磨损过大，活塞环磨损过大或开口在同一方向上,造成气缸漏气。同时也可能是气阀密封不良而漏气。气缸内压缩不良,压缩终了温度较低,同时漏气使空气减少,柴油不能完全燃烧而冒黑烟。排除方法:更换质量符合要求的气缸套、活塞﹑活塞环。三、进气系统问题进气系统造成柴油机冒黑烟的原因主要是:空气滤清器或进气管阻力太大。一般情况下进气管阻力恒定,空气滤清器阻力可能随时变化。1、空气滤清器问题如果空气滤清器脏污或使用了劣质空气滤芯，均能造成近期阻力增加,使进入气缸新鲜空气量减少,导致柴油机冒黑烟。如果柴油机原来不冒烟,在更换了空气滤清器滤芯后烟度增加,则说明空气滤芯质量有问题。2、进气管问题如果进气系统堵塞或管道太长,均可能增加进气阻力。进气阻力太大,会造成柴油机冒黑烟。如果进气温度过高,同样会造成柴油机冒黑烟。四、排气系统问题如果排气系统安装不合理,比如排气管过细、过长或消音器不合适等,均可能增加排气阻力,使柴油机排气不畅,导致柴油机冒黑烟。排除方法:更换消音器,选用排气通过量较大且排气背压较小的消音器;更换柴油机排气管出口与消音器之间的连接管,选择直径较大的排气管且大圆弧过渡,减少直角过渡。五、其他问题如果柴油机冒黑烟,在对上述问题逐项排除后,仍然不能排除时，则必须考虑柴油机冒黑烟是柴油机自身以外的因素造成的。这些因素包括:1、燃油质量问题如果使用的柴油牌号不对,粘度过大,或者柴油的质量太差,不易着火,使排气冒黑烟,同时燃烧室和排气管消音器也容易产生积炭。排除方法:选择质量良好的柴油。2、环境因素问题环境温度太高,使得燃油温度和进气温度升高,充气密度减小,燃油气化和进气量相对减少,使燃烧条件变得恶劣,柴油燃烧不完全,导致柴油机冒黑烟。排除方法:按照环境因素适当修正柴油机输出功率和相关参数。3、设备匹配问题柴油机出现冒黑烟故障,还有可能是柴油机与设备的动力输出装置不匹配或是设备自身问题造成的,如果柴油机原来没有冒黑烟,但是更换了变速齿轮箱或螺旋桨后浓烟滚滚,则很有可能是柴油机与变速齿轮箱或螺旋桨不匹配造成的。排除方法:检修设备或更