摘 要：明確了柴油機(jī)排煙煙色的概念，進(jìn)一步闡述其生成機(jī)理，并對柴油機(jī)在使用過程中產(chǎn)生的排煙煙色的故障原因作出準(zhǔn)確判斷和分析。

一、概述：

柴油機(jī)自設(shè)計(jì)投產(chǎn)至今，已有近百年的歷史，柴油機(jī)的品種、質(zhì)量和產(chǎn)量都有了很大的發(fā)展和提高，各種系列的變型和配套產(chǎn)品多達(dá)幾百種，作為汽車、工程機(jī)械、船舶、電站、農(nóng)業(yè)排灌機(jī)械和其它工業(yè)配套的動(dòng)力設(shè)備，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了積極作用。本文主要對柴油機(jī)的排煙煙色生成機(jī)理進(jìn)行敘述、判斷和分析，仔細(xì)觀察柴油機(jī)排氣煙色，正確的判斷及科學(xué)的分析能有效地改善柴油機(jī)使用性能，降低故障發(fā)生率，提高柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性能。

柴油機(jī)在正常工作溫度下，其排氣煙色應(yīng)該是無色或淡灰色，所謂無色不是完全無色，不能像汽油機(jī)那樣無色，而是在無色中伴有淡淡的灰色，這是正常排氣煙色。柴油機(jī)在怠速時(shí)排氣煙色可能重一些，在高速、高負(fù)荷時(shí)也可能重一些，要注意觀察正常排氣煙色，才能對非正常的排氣煙色進(jìn)行判斷和分析。柴油機(jī)燃料完全燃燒后，正常顏色一般為淡灰色，負(fù)荷略重時(shí)為深灰色。柴油機(jī)在工作中，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，柴油機(jī)排煙有黑煙、藍(lán)煙、白煙和灰色四種，它們是判斷柴油機(jī)故障的條件之一，具體分析如下：

二、柴油機(jī)出現(xiàn)冒黑煙的故障原因：

（一）、柴油機(jī)排氣冒黑煙主要是燃料混合氣過濃。

    1）、黑煙也稱碳煙，柴油機(jī)排氣冒黑煙主要是燃料混合氣過濃，可燃混合氣形成不良或燃燒不完善等原因造成的。柴油機(jī)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衔铮瑖娙肴紵覂?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。

    2）、通過實(shí)驗(yàn)觀察，B.B Chakraborty和R.Long根據(jù)他們的研究和他人的資料，提出了黑煙形成機(jī)理如下圖所示：

開鏈烴→高溫裂解脫氫→烯烴，主要是乙烯（CH2=CH2）→進(jìn)一步裂解脫氫→炔烴，主要是乙炔（CH≡CH）→聚合脫氫→乙烯基乙炔（CH≡C-CH=CH2）或聯(lián)乙炔（CH≡C-C≡CH）→進(jìn)一步裂解脫氫、基團(tuán)聚合→大于1000℃時(shí)，聚縮乙炔具有多個(gè)（-C=C-），它很不活潑，至此已經(jīng)形成固體碳初核→經(jīng)聚合→聚合物→環(huán)構(gòu)化并進(jìn)一步脫氫（大于1000℃高溫時(shí)）→含氫的多環(huán)碳絡(luò)合物或不溶性多環(huán)碳?xì)浠衔铩劬АU(kuò)大→六方晶格的碳晶體，這是碳煙的實(shí)體→表面吸附異物，本身附聚—→碳煙（黑煙）

按照上述定性描述，柴油機(jī)燃燒過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)。

（二）、柴油機(jī)排氣冒黑煙的故障產(chǎn)生的主要原因：

1．活塞環(huán)、氣缸套等磨損

氣門、活塞環(huán)、氣缸套磨損后，引起壓縮壓力不足以及機(jī)油上竄燃燒室，使氣缸在壓縮行程結(jié)束時(shí)，混合氣混合的正常比例改變，使燃油在無氧條件下燃燒，燃燒過程容易產(chǎn)生積炭，排出的廢氣形成大量黑色煙霧。

2．燃燒室形狀改變

燃燒室形狀因制造質(zhì)量及長期使用導(dǎo)致技術(shù)狀況下降，使壓縮余縫過大、過小以及活塞位置裝錯(cuò)，都會(huì)使燃燒室形狀和容積改變，從而影響燃油與空氣混合質(zhì)量，使燃油燃燒條件變壞。#p#分頁標(biāo)題#e#

3．噴油器工作不良

柴油機(jī)排氣煙度與燃油霧化品質(zhì)的關(guān)系密切，在柴油機(jī)噴油過程中，每次噴油臨結(jié)束時(shí)，噴油壓力下降，霧化質(zhì)量差，使液滴直徑比主要噴射階段的油滴大4­—5倍（體積約增大100倍），這些油滴蒸發(fā)與燃燒的時(shí)間短，周圍氧的濃度低，容易產(chǎn)生碳煙。噴油器不霧化、霧化不良或滴油，使燃料不能充分地與氣缸內(nèi)的空氣混合，也不能完全燃燒。由噴油器工作不良引起的排黑煙現(xiàn)象在柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)較為明顯，因?yàn)榈退龠\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣缸內(nèi)進(jìn)氣渦流較弱，油滴或油束被氣流沖散的可能性減少并且停留的時(shí)間較長，更容易形成碳黑排出。

4．供油量過大

供油量過大，使進(jìn)入汽缸內(nèi)的油量增多，造成油多氣少燃油燃燒不完全。另外，工作負(fù)荷過重、燃油質(zhì)量低劣、工作溫度過低也會(huì)引起排氣冒黑煙。柴油機(jī)中燃料的高溫裂解反應(yīng)是不可避免的，特別是空間混合燃燒的柴油機(jī)。

5、從柴油機(jī)排煙狀況來判斷故障產(chǎn)生的原因，進(jìn)而采取相對應(yīng)的解決措施。