机车柴油机冒黑烟故障分析及处理办法

　　摘要：详细分析了东风4DD柴油机冒黑烟的故障原因，有针对性地提出了处理办法。
　　关键词：柴油机；黑烟原因；故障点判断及处理办法
　　中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2013）23019502
　　1前言
　　内燃机车东风4DD机车普遍使用于煤矿企业重载调车编组及运转作业，配属龙家堡矿业公司使用，运转基本正常，但在近一段时间内，机车柴油机出现冒黑烟现象，不仅导致燃油消耗量增加，机车功率下降，而且长期由于柴油机在运行途中冒黑烟而易造成运缓，为此，对冒黑烟现象进行及时地分析和处理是非常重要的。
　　2柴油机产生黑烟的原因及危害
　　（1）柴油的主要成分是烃类有机物（CnHm），因此完全燃烧时产生二氧化碳和水，排气管烟色正常应很淡，但在实际燃烧时产生一氧化碳（CO）、碳氢化合物、氮氧化物、水、二氧化碳、碳等。能否充分燃烧取决于燃烧空间内是否有充足的氧气、合适的温度、优良的油气混合条件及高品质的燃油等从化学反应过程中来看，黑烟主要就是柴油在汽缸内燃烧不充分，造成油料裂解聚合不完全的产物。柴油机排放出来的黑烟包括两种物质，即碳烟微粒和一些可溶性的有机物，因而与柴油燃烧过程有关的所有因素都有可能影响到黑烟的形成。
　　（2）燃烧柴油主要污染物排放量
　　QSO2=20×S×W/ρ
　　QNO2=8.57×W/ρ
　　Q烟尘=18×W/ρ
　　式中：Q-污染物排放量（kg）；S-含硫率；W-耗油量（t）；ρ-燃油密度，0#柴油取0.86g/cm3。
　　燃一吨柴油，排放2000xS%千克二氧化硫，1.2万立方米废气，排放1千克烟尘。
　　黑烟会产生大量的污染物，污染大气，浪费资源。
　　3故障点的判断和解决措施
　　（1）机车在启动过程中，柴油机瞬间冒黑烟严重，这种冒黑烟现象是联合调节器升速针阀或步进电机驱动器的升速脉冲频率等调整不当缘故，应校正联合调节器。黑烟较为轻微则是因为定压式涡轮增压器的加速性能较差，柴油机升速时增压器转速变化跟不上柴油机的转速变化，导致新鲜空气没有及时跟上供油量，同时各缸刚开始压缩，受机体温度的影响加上增压空气量不足而造成瞬间燃烧不充分而冒黑烟，待增压器转速达到要求，并满足柴油机升速燃烧需要的空气量时，冒黑烟现象自然消失。
　　（2）机车带负荷运行过程中，柴油机冒黑烟，这时应首先判断柴油机是否过载，可观察柴油机的机械转速表指示值是否低于标定转速，柴油机满转时观察机车是否低于持续速度，其次到机械室检查柴油机各缸喷油泵供油齿条是否已拉到最大供油刻线，如果是，说明柴油机已经过载，应立即减负荷运行；再次是倾听柴油机的运转声音有无明显异音及振动，如果有，应立即停机，说明主要零部件发生了故障，应回库后打开曲轴箱检查孔盖及缸头罩盖，检查气缸套及活塞的可见部件，检查缸头各部件是否正常，油底盒有无乌金等异物，如直观检查无异常，应吊缸排查。
　　（3）各缸供油不均匀是导致柴油机冒黑烟故障的一种原因，此时柴油机运转声音正常但是冒黑烟，造成供油不均的原因是个别缸喷油泵齿条卡滞或柱塞偶件卡滞使供油量不能随司机手柄位置而变化，再者油泵柱塞套筒定位螺钉过长，堵住了套筒上的回油孔，造成回油孔不畅，引起供油量增加，柴油燃烧不完全，出现冒黑烟，同时还可能会引起柴油机不能熄火。如供油不均匀或个别缸喷油泵供油量较大，可进行调整，调整时应注意各缸喷油泵齿条露出差不大于刻线单位的1/2。
　　（4）联合调节器故障：功率滑阀组件抗劲，增减载针阀调整不当或者松动，使联合调节器在增减功率是调整过量，或者功率伺服器（油马达）转动不灵活，由于电刷组件转动不灵活，当柴油机需要改变功率时，滑阀套不能及时准确的开通油马达油腔的油路，导致柴油机转速和功率不匹配而引发冒烟，此种情况须对联合调节器进行修理。
　　（5）燃油雾化系统的故障，在检查柴油机未发现过载，各喷油泵齿条也未拉到最大位，可用手触高压油管，检查脉动和温度如无脉动或脉动微弱，温度又比正常值明显偏低，这就说明喷油器头部已经裂损，应该立即停机检查如过手触高压油管脉动和温度都正常，也可能是喷油器雾化不良或喷油提前角过小造成的，可进行切缸试验，不良者进行修理检验；检验喷油器的喷射压力是否为34.5+0.5MPa，喷油提前角是否为20.5度。
　　（6）柴油机部分汽缸压缩力偏低也是造成冒黑烟的一个重要原因，气缸内压缩不良，压缩阻力减小。这可能是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。同时也可能是气门密封不严漏气。气门不严的主要原因有：①压缩间隙不符合标准；②气门杆磨损严重；③活塞环错口不符合规定；④密封垫损坏漏气；⑤气门与气门座口之间的密封漏气，气门老化击穿等现象。由于气缸内压缩不良，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，而冒黑烟在检修中柴油机在空转最低稳定转速下测量的压缩力应为2.65MPa-2.85MPa，各缸差不大于0.15MPa，如压力缩小于2.25MPa应进行压铅试验，若压铅值超过规定值则为该缸连杆小端衬套和连杆瓦磨损，视磨损程度可通过调整汽缸垫片使线性压缩值达到要求。