汽车柴油机的排气烟色异常分析与解决方法
目前柴油机特别是直喷式柴油机因其燃油经济性好,C02排放量低而得到汽车行业的广泛应用:与同类汽油机相比,车用柴油机排出的C02和碳氢化合物含量较低,黑烟是柴油机汽车三种不正常排气烟色中危害大,对大气污染严重的一种,通常发现排出黑烟就意味着排气中至少有0.15g/m3的碳烟被直接排放于大气中,是排放碳烟超标的主要表现。黑烟中的碳粒往往钻附有C02及致癌物,并带有异味,给人造成直接的厌恶感,对人和生物都有一定危害。一般说来少量的碳烟吸入气管后可排出体外,对身体影响不大,但碳烟吸入肺部后会沉积起来,除了致癌作用外,这种碳烟吸入肺部,会导致慢性病。为了保护环境,世界各国关于汽车排放的法规也日趋严格,因此对柴油汽车排放黑烟加以关注势在必行。
(1)汽车柴油机的排气烟色异常故障特征
技术状况良好,排放合格的柴油汽车,在常用工况下,排气管排出的废气是无色透明的气体。只有柴油机在短时间内超负荷运转或启动时,废气才呈现出灰色或深灰色,当发生不正常燃烧时,会形成排气冒烟。如果在常用工况下,废气具有特种颜色,这就是排放超标的反映:不正常的排气烟色一般分为三种,即黑烟、蓝烟和白烟。不同的烟色形成的原因各不相同。目前对黑烟的形成,一般认为,起决定作用的是温度,在250℃以下形成的烟色通常为白色,从250℃到看火温度易形成蓝烟。而黑烟只有在达到着火点后才出现一一已黑烟通常在柴油机大负荷时发生。当柴油机高负荷运转时,喷入燃烧室的燃料增多,由于柴油机混合气形成不均匀,即使平均过量空气系数大于1,仍不可避免地产生局部区域空气不足,此时,由于燃烧室温度较高,燃料在高温缺氧情况下不完全燃烧,主要由多孔性碳粒构成。柴油机的白烟和蓝烟,包含未燃烃(含燃油和润滑油)、水蒸气以及不完全燃烧中间产物(如含氧碳氢),除水蒸气外,都属于微粒范畴,在排气过程中,它们大部分吸附在固态的碳基颗粒上,相互凝结形成大的絮团,在光的折射下,便排气冒白烟或蓝烟。
(2)汽车柴油机的排气烟色异常故障原因
黑烟也称碳烟,它主要是柴油机在高压燃烧条件下。局部高温、缺氧、裂解并脱氢而形成以碳为主要成分的固体微小颗粒,在排气过程中,形成更大的碳烟粒子或絮团,使排气冒黑烟。柴油机排气微粒中碳烟所占的比例与柴油机的运行状态有关,一般柴油机高负荷运转时,微粒以碳烟为主,小负荷或怠速时以碳氢化合物为主。
柴油机在有负荷的情况下,运转不均匀,排气管排出黑烟或白烟。
排黑烟一般是喷油量过大,喷油泵供油量过多或各缸供油不均匀度太大,喷油量不均;喷油时间过早;空气滤清器堵塞,造成进气量不足;喷油器喷雾质量不佳或喷油器滴油;供油时间过早;活塞环磨损过度或各开口间隙对口;调速器失常;大油量限止螺钉调整不当等。
柴油机排气黑烟多,大多是由各汽缸供油量不均匀或过多、吸入空气量不足、雾化不良、喷射时间过早等原因引起的不完全燃烧造成的。首先拆下空气滤清器,观察排气烟色。若稍会儿排烟情况好转,故障系空气滤清器脏污严重造成的;再检查供油时间是否过早,若过早应调整;在发动机运转时,可逐缸断油试验。当某缸断油时,发动机转速降低,黑烟明显减少,敲击声变弱或消失,说明该缸供油量过多。若发动机转速变化小而黑烟消失,说明该缸喷油器喷雾质量差。找出有故障的汽缸后,拆检喷油器。必要时,可换装新喷油器进行对比,若用新喷油器时故障消失,说明原喷油器有故障。用上述方法仍不能排除故障时,对于喷油泵柱塞挺杆具有调整螺钉的,应检查各缸喷油是否一致,必要时进行调整。检查喷油泵供油量过大和供油不均匀度是否符合标准时,应在试验台上进行。
(3)汽车柴油机的排气烟色异常故障诊断与排除
诊断与排除时,用单缸断油法检查各缸喷油量。若检查缸不再冒黑烟且柴油机运转变化很小,为此缸喷油量过大,应检修该缸喷油嘴或喷油泵。若各缸喷油量都大,应检查调速器调节齿杆的刻线位置是否正确,飞重块是否卡滞。当上述检查无异常发现时,应检查喷油时间是否失准,必要时按规范给予调校。
排白烟多是由于喷雾不良,使燃油得不到燃烧而呈白烟排出。仍可用逐缸断油法来检查,找出有故障的喷油器,调整其喷油压力。排气冒白烟而且发动机无力,容易过热,则说明喷油过退,应调校喷油准时。检查低温启动预热装置是否完好,如果完好仍不能启动,应检查和调整喷油正时,供油是否过多或过少。再检查喷油雾化情况,喷油器针阀有无滞住,汽缸压力是否过低。
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