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柴油機冒藍煙故障原因分析與排除
2012-07-27       Angelia    瀏覽:43486    5  

一、導致柴油機冒藍煙的主要因素

柴油機冒藍煙的主要原因是有機油進入氣缸參與燃燒,生成藍色氣體排出。匯總起來,導致柴油機冒藍煙的主要因素有以下幾點:

①空氣濾清器阻塞,進氣不暢或油盆內油面過高(油浴式空氣濾清器),使進入氣缸內的氣量減少,燃油混合氣正常比例改變,造成油多氣少燃油燃燒不完全,也會引起排氣冒藍煙。

②油底殼內潤滑油加入過多,柴油機運行中潤滑油易竄入燃燒室。

③長期低負荷(標定功率的40%以下)運轉,活塞與缸套之間的間隙過大,使油底殼內潤滑油容易竄入燃燒室,與氣缸中的燃料混合氣混合,改變混合氣正常比例,燃燒不完全,引起排氣冒藍煙。

④活塞環卡住或磨損過多,彈性不足,安裝時活塞環倒角方向裝反,使機油進入燃燒室,潤滑油燃燒后產生藍色水氣煙霧排出。

⑤在機體通向氣缸蓋油道附近的氣缸墊燒毀,活塞、氣缸套磨損以及活塞環對口或氣門油封損壞等狀況將致使潤滑油上竄燃燒室,并與燃油混合氣一同燃燒。

⑥油冷式(冷卻機油來自柴油機)空壓機內竄氣(空壓機活塞環磨損或排氣閥堵塞等)導致曲軸箱廢氣壓力大,使機油竄入燃燒室參加燃燒。

⑦閉式循環的曲軸箱呼吸器堵塞,是曲軸箱與大氣平衡裝置失去功能,導致曲軸箱廢氣壓力增大,機油進入燃燒室參加燃燒。

⑧增壓器故障:對于增壓柴油機,如果增壓器壓氣機側浮動軸承損壞,可能導致大量機油通過壓氣機進入柴油機進氣管并進入氣缸參與燃燒,導致柴油機作業時嚴重冒藍煙。

二、柴油機冒藍煙原因分析

①主現象是連續冒藍煙。伴隨現象是功率增加及空轉轉速升高。

原因:油底殼油面或油浴式空濾器油盆油面過高。

分析:油底殼油面過高,導致飛濺潤滑油量過大,活塞環泵人燒機油量多;油盆油面過高,在吸氣過程將飛濺的機油霧粒連同空氣一起吸人氣缸而被燃燒,故排氣冒藍煙。又因機油燃燒產生較大熱量而使柴油機功率增高,該油量不受調速器控制,因此空轉轉速增高。

②主現象是連續冒藍煙。伴隨現象是功率下降和機油耗量增加。

原因:活塞環邊間隙過大。

分析:由于活塞環邊間隙過大,在活塞做直線往復運動時,將缸壁上的機油刮人環槽中,并泵人活塞頂部,故燒機油而耗量增加而冒藍煙。

③主現象是連續冒藍煙。伴隨現象是排煙大,曲軸箱廢氣壓力(也稱下排氣)正常。

原因:氣門桿與氣門導管間隙大。

分析:由于氣門桿與導管間隙大,在吸氣過程,氣門罩中的機油從進氣門桿與導管間隙吸人氣缸,而排氣時,廢氣從排氣門桿與導管間隙擠入氣門罩,故燒機油冒藍煙,上排氣量大。

④主現象是連續冒藍煙。伴隨現象是功率下降及曲軸箱廢氣壓力大。

原因:缸套與活塞配合間隙大。

分析:由于缸套與活塞配合間隙大,吸氣過程將機油吸人活塞頂部,作功和壓縮行程廢氣及空氣擠入油底,故燒機油冒藍煙,曲軸箱廢氣壓力大且功率下降。

⑤主現象是連續冒藍煙。伴隨現象是從排氣管竄機油(修后或換環后的柴油機)。

原因:扭曲環裝反。

分析:扭曲環裝反,在活塞往復運動時,將缸壁機油刮人活塞頂部,這樣,不僅燒機油冒藍煙,且有一部分機油隨廢氣從排氣管排出。

⑥主現象是間斷冒藍煙。伴隨現象是功率下降,曲軸箱廢氣壓力大,旋轉曲軸時可以聽見呼吸器有排氣聲。

原因:活塞環對口或拉缸。

分析:活塞環對口或拉缸,造成活塞環與缸套封閉不嚴,吸氣行程時,把機油吸人氣缸;在作功和壓縮行程時,廢氣及空氣排人油底殼,由于氣體高速流動產生撒氣聲(可在加油口處聽診),故產生間斷冒藍煙現象。

⑦主現象是連續冒藍煙,伴隨現象是曲軸箱廢氣壓力大,但動力正常。

原因:可能是呼吸器堵塞或空壓機內竄氣嚴重。

分析:如果呼吸器與大氣平衡的小孔堵塞,將導致曲軸箱與大氣的平衡關系被打破,曲軸箱內的氣體不能隨時排除,就會增加曲軸箱內的壓力,迫使機油竄入燃燒室燃燒。同樣,如果冷卻機油來自柴油機的油冷式空壓機內竄氣嚴重,大量的壓力空氣就會隨機油回流到曲軸箱內,這將造成曲軸箱內超大的廢氣壓力,燒機油也就不奇怪了。

⑧主現象是冒藍白煙,且轉速越高,藍煙現象越重,并伴隨有增壓器的不正常聲音。

原因:增壓器損壞的可能性最大。

分析:一般增壓器都是壓力機油潤滑,如果壓氣機浮動軸承磨損或損壞,大量機油就會進入進氣管后進入燃燒室。如果是渦輪機損壞,大量的機油就會直接進入排氣管,會產生非常嚴重的藍白色煙霧。

三、柴油機冒藍煙故障實例

1.柴油機內機油太多導致冒藍煙故障

一臺北方大巴車的動力F8L413F風冷柴油機,該車采用外掛式機油箱。柴油機的油底殼僅僅起一個暫時收集機油的作用。該柴油機配有兩個機油泵,一個是壓油泵負責將機油從外掛機油箱內吸出并輸送到柴油機的各潤滑部位;另一個是回油泵負責將油底殼內的機油抽回外掛油箱。但在一次使用中發現,外掛油箱的機油少了一些,沒有引起注意,只是簡單的補充了一些機油,繼續行駛。中途休息時,再次檢查機油油位時,又發現少了一些,此時柴油機已經開始冒藍煙。雖然如此,由于柴油機動力、聲音等都正常,所以,還是沒有引起駕駛員的注意,又補充了一些機油后繼續行駛。但此時柴油機的排氣藍煙已經變得狠嚴重,由于該車柴油機后置,所以駕駛員并未發現。直到后來變成濃煙滾滾,車上的乘客發現不對后告訴駕駛員,駕駛員才停車怠速檢查,此時柴油機的排氣管已經是一個煙霧彈;檢查機油又少了許多。

出現如此嚴重的燒機油,駕駛員不再敢繼續開行了,叫來拖車拖回基地。回到基地后,大家一致認為是活塞、環或者缸套的問題,并決定拆機檢查。但維修人員拆下缸蓋后,并未發現活塞缸套有什么問題,倒是發現進氣管內有大量的機油。繼續拆機檢查,最后發現柴油機油底殼內存了大量的機油(正常情況應該是沒有的或少量的)。最后拆下油底殼檢查才發現機油回油泵的進油孔的濾網上幾乎全部被膠狀物堵住了。導致機油回油不暢,大量的機油存在油底殼,通過閉式呼吸器的排氣管直接被擠入柴油機進氣管后進入燃燒室參與燃燒,所以造成柴油機的排氣管成為煙霧彈。

為什么會有膠狀物堵住進油孔呢,原因是:在此之前,該機柴油機機油接管有些漏油,當時為了圖省事,維修者就用一些密封膠涂抹在密封面上了事,沒想到涂抹的密封膠全部掉進機油里并進入柴油機,最后凝集在回油孔的濾網上,導致故障的發生。

2.呼吸器故障導致柴油機冒藍煙故障

為環境保護的需要,很多柴油機都將呼吸器的排氣管直接與柴油機的進氣管連接,將曲軸箱廢氣引入燃燒室參加燃燒。如果呼吸器(圖6-9)損壞,柴油機就可能冒藍煙。

道依茨F12L513風冷柴油機就是如此,已多次出現過類似故障。

(1)因呼吸器原因導致柴油機冒藍煙的基本現象如下:

①柴油機機油耗量較大,比正常情況大20~30%;

②柴油機藍煙嚴重,無論怠速還是帶負荷都是如此;

③柴油機動力、聲音等均無異常;

④柴油機曲軸箱的廢氣壓力(下排氣)大。

(2)故障實例

某單位有兩臺08-32搗固車(柴油機均為道依茨F12L513風冷柴油機),出現了排氣冒藍煙且機油耗量增加的現象,但動力等沒有明顯變化。按照一般認為,柴油機冒藍煙、機油耗量增加都會認為是活塞環的問題,因此,設備方決定對其中一臺柴油機先進行中修(即更換活塞環及上部相關配件)處理,根據該機的維修狀況酌情修復另一臺。

但維修人員拆下氣缸蓋取出活塞缸套等部件仔細觀察,發現活塞環、缸套、活塞等沒有明顯的磨損跡象。但還是按照設備方的要求更換了活塞環等相關配件(包括氣門油封),組裝后起機試驗時,柴油機仍然冒藍煙,原有現象并沒有絲毫的改變。

對此,維修人員開始懷疑可能是呼吸器的問題,打開呼吸器并仔細檢查,沒有發現呼吸器薄膜和活塞(圖6-9之2)有磨損或其它損傷,但發現小孔(圖6-9之3)被油泥完全堵死,所以認定該柴油機冒藍煙的故障是該孔不通所致。疏通該孔后,再次起動柴油機,幾分鐘后,柴油機藍煙現象消失。

圖6-9 F12L513呼吸器示意圖

1-呼吸器上蓋 2-薄膜和活塞 3-平衡孔

據此經驗,對另一臺柴油機首先就對呼吸器進行了檢查,檢查后發現情況與上一臺一致,該呼吸器的小孔也被油泥堵死。疏通該小孔后,柴油機藍煙故障隨即消失。

3.空壓機內竄氣導致柴油機冒藍煙故障

故障實例一:

一臺上海W—100型挖掘機大修磨合不久,柴油機便出現嚴重燒機油的現象,據操作者講,三個班次共加機油25千克,而大修之前沒有這個現象,一時又找不到原因,因此,便邀請維修專家與操作者共同排查這個奇怪的故障。

由于這臺機車大修時,更換過缸套活塞及活塞環,從理論上講活塞環對口和折斷的可能性不大,機車外表檢查無異常,從排煙色澤和排煙氣味看確實存在著燒機油的情況,對此拆下分組式缸蓋第一個缸蓋時,發現在第一缸活塞的頂部有流滴機油被燃燒過的炭黑而第二缸沒有,拆開進氣管發現管有油濕現象,從而判斷機油來自進氣系統,其余缸沒有再做檢查。從結構上看,上海W—100型挖掘機裝有活塞式氣泵,其曲柄連桿、缸套活塞等部件通過主機油道機油潤滑后機油流回油底殼,而氣泵進氣系統又是與主機進氣道相連。那么機油又是如何進入主機被燃燒的呢 詢問操作者才知道,由于氣泵曲柄連桿損壞,一時找不到配件就去掉了用于壓縮氣體的活塞等配件,這樣就造成了油路與進氣道通過氣泵空殼連成一體。隨著主機工作吸入空氣的同時也吸入了機油,使機油被燃燒,大修前之所以沒有燒機油是因為當時壓縮比不夠,沒有力量吸到機油;大修后之所以第一缸有燃燒機油炭黑是因為該缸距離氣泵進氣道上口即“油道”上口最近,被燃燒的機油首先來到這里。由于該機氣泵已停止工作,臨時車制了一堵頭堵住氣泵進氣口,故障被排除,設備正常工作。

故障實例二:

一臺鐵路養護設備使用的道依茨F12L513柴油機,柴油機在使用中出現了排氣冒藍煙、機油耗量增加和曲軸箱廢氣壓力大等的現象,開始時根據常規判斷,設備方及維修人員都認為是活塞環出現了問題,所以就決定更換該機的活塞環。但是,但維修人員按照要求更換全部活塞環后,柴油機燒機油、冒藍煙和曲軸箱廢氣壓力大等的故障未能消失。使得維修人員暫時不知所云。只好邀請維修專家現場會診,維修專家經過現場分析后認為:

①該機雖然出現上述故障,但動力沒有減小,運轉基本正常;

②該機安裝的是一套V型空壓機為設備氣路剎車系統充氣,但發現該氣路系統建壓很慢,原來建壓僅需5~10分鐘,現在需要20~30分鐘;

③檢查氣路系統沒有發現泄壓或堵塞現象,所以專家認為該機出現的上述故障可能是空壓機內竄氣所致。

因為該空壓機使用柴油機的機油冷卻和潤滑空壓機的曲軸連桿等部件,如果該空壓機的活塞環磨損,大量壓力氣體就會隨機油回油進入柴油機的曲軸箱,導致廢氣壓力增大,而為環保的需要,該機呼吸器的排氣管直接接到柴油機的進氣管,所以就有部分機油隨下排氣而進入燃燒室參加燃燒,從而導致上述故障的發生。

為證明專家的推斷,先拆掉空壓機上的壓力出氣管,起動柴油機觀察,此時柴油機曲軸箱的費氣壓力明顯減小并回復到正常狀態,藍煙現象也隨之消失。

故障原因找到了,也就等于排除了故障。更換一臺新的空壓機后,該機恢復正常運行。

4.柴油發電機組油箱內由于加汽油,運行時排氣冒濃藍煙。

故障現象:某公司一臺YAMAHA10KW柴油發電機組(3缸機),安裝完畢。空載試機,機組劇裂震動,排氣管冒濃藍煙,緊急停機。

故障分析:

①從相關維護人員了解到,該機組在原來運行正常。在此次運行之前加了一次燃油。

②柴油發電機組累計運行時間不長;

③檢查油底殼內機油正常;

④因此懷疑所加燃油有問題。

故障處理:綜上分析,打開油箱蓋檢查燃油時,油箱里汽油油味撲鼻而來,奇怪,柴油箱內怎么有汽油;因此:

①放掉油箱內的所有燃油,徹底清洗燃油系統;

②加入清潔柴油,空載試機,柴油機運行正常。

溫馨提示:

①柴油機—必須加燃油,汽油機—必須加汽油,二者不能混為一用;

②按點火方式分類:柴油機是壓燃式,必須用柴油;汽油機是點燃式;,必須用汽油。

③如果加錯油料,結果是很危險的,必須引起操作維修人員的足夠注意。

5.柴油機在大修熱磨合時冒藍煙

故障現象

一輛動力為WD615.67型柴油機的斯太爾車,在使用8年后發現柴油機動力不足,于是進行拆檢。拆檢中發現活塞環磨損,開口間隙變大,決定更換氣缸套、活塞及活塞環。整機安裝完畢后進行了冷磨合,冷磨8h后進行檢查。檢查后又進行了熱磨合。在熱磨合中,發現排氣冒藍煙。

故障檢查

先檢查氣缸壓力,壓縮壓力為2.7MPa,與標準值2.8MPa相差不多,基本符合規定。檢查機油油面,正常,進氣道內無機油。接著查看了裝配時的過程檢測記錄,每個氣缸活塞與氣缸套間隙都在0.18mm左右,活塞環的開口間隙都在規定范圍之內。為了更準確地查出原因,再次打開氣缸蓋,抽出6只活塞連桿組。拆檢中發現第3缸和第4缸燃燒室內機油較多,積碳也稍多,懷疑可能是氣門油封損壞,機油沿氣門桿流下進入燃燒室。在檢查氣門油封之前,先檢查了活塞環的安裝情況。檢查中發現第3、4、5缸的第2道氣環裝反。在檢查氣門油封時發現,第3、4兩缸的氣門油封已損壞。

故障排除

因柴油機磨合運轉時間不長,故將三個氣缸的第2道氣環取下重新安裝,并更換第3、4兩缸的氣門油封。裝復后繼續進行熱磨合,發現消聲器不再冒藍煙。

故障分析

無論何種型號柴油機,其活塞環在裝配中都有明確的規定。WD615系列柴油機活塞環上標有“TOP”字樣,這是向上的標記。第2道氣環上、下面的寬度差為0.06~0.09mm,寬度小的一面應向上。而修理工朋友在裝配中,將寬度小的一面向下,這就加劇了活塞環的“泵油”作用,使機油進入燃燒室燃燒,呈藍色煙霧排出。

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