第六节 柴油机烟色异常
一. 故障现象
柴油机正常工作时,排出的废气呈淡灰色.只是在加速时会出现一股黑色排烟.所以当出现烟色异常时,有以下现象：
①冒黑烟 这是柴油机不完全燃烧的特征。此时排出的废气中有大量固体炭粒，有时甚至带火星，并伴随排气温度的升高。
②冒白烟 这是柴油机废气中水或燃油蒸汽的特征。此时柴油机排出的废气呈白色雾状，并伴随着柴油机功率下降和转速不稳。
③冒蓝烟 这是废气中含有大量机油蒸汽的特征。此时柴油机排出的废气呈蓝色雾状。并伴有呛人的烟味和柴油机机油消耗增加。
二. 后果危害
柴油机当出现烟色异常时，会带来以下危害：
① 功率下降，燃油消耗增加。因为黑烟是不完全燃烧的产物。当燃烧不完全时，势必
造成热效率下降，使油耗增加、功率下降。
② 机油消耗增加。因为蓝烟是机油不完全燃烧的产物，出现蓝烟，势必造成机油消耗
增加。
④排放增加。蓝烟、白烟是低温不完全燃烧的产物，黑烟是高温不完全燃烧的产物
这些产物成炭烟、HC、CO等排放到大气中，对环境起到污染作用。
⑤使柴油机寿命减低。
三. 原因分析
由于黑烟、白烟、蓝烟是三种不同性质的异常烟色，所以其生成的原因也是不相同的，下面分别予以分析。
1. 冒黑烟
既然黑烟是燃油不完全燃烧的产物，因此造成冒黑烟的原因主要由燃油、燃烧系统的故障和进排气系统故障引起。可用图2—11来表示。
喷油器雾化不良，滴漏或异常喷射
喷油器喷油压力不对
供油提前角过高过晚
个别缸供油量过大
柴油质量太差，十六烷质.胶质等指标超差
出油阀柱塞付磨损严重，油管压力过低
喷油嘴伸出缸盖平面太高太低
压缩压力太低
高压油管内孔变形
空滤器污堵
压气机污堵
中冷器污堵
排气消声器污堵
配气相位不对
气门密封不严
增压压力过低
柴油机超负荷
拉缸、烧瓦
图2一11柴油机冒黑烟原因
柴油机之所以冒黑烟，是由于喷入柴油机气缸内的燃油在燃烧时，局部高温缺氧裂解，并脱氢而变成以碳为主要成分的固态微小颗粒。是一种不完全燃烧的产物。一般用烟度来表示，其单位是BSU（波许）。所以无论是燃油系统，燃烧系统，还是进排气系统，凡是影响燃烧完全性的因素，均可引起冒黑烟。
①喷油器雾化不良，油粒大小不均或太大，与空气无法良好地.均匀地混合，局部地区在燃烧时缺氧，高温裂解，从而产生黑烟。试验表明，当有一个缸雾化不良，此时尽管燃油耗只增加0.1%，但烟度却可达到4BSU。
②喷油器异常喷射（包括二次喷射、隔次喷射、多次喷射或滴漏），将使燃料在气缸着火后仍继续喷入气缸，这部分燃油是在高温缺氧情况下燃烧的，所以容易产生冒黑烟。
③个别气缸供油量过大或者柴油机超负荷运转，都使缸内燃油过多，空气不足，燃烧缺氧，从而引起冒黑烟。其实，拉缸、抱轴引起冒黑烟也是这个道理。此时，柴油机摩擦功大大增加，加大气缸作功能力，才能发出同样大的有效功，这也相当柴油机超负荷运转，从而造成冒黑烟。
④柴油质量不符合要求，特别是十六烷值太低，使柴油机着火性能变差，燃烧着火落后期变大，造成冒黑烟。
⑤高压油管内孔变形，将导致油管流通能力和油管压力变化，从而引起喷油器二次喷射和影响雾化质量；喷油泵柱塞磨损大.出油阀磨损大造成油管压力降低，从而恶化了喷油器雾化质量。这一切都使燃油燃烧不完全，局部高温缺氧，引起冒黑烟。
⑥190系列柴油机的喷油器伸出缸盖平面高度有一定要求，为2.4—3.0mm，当在拆装过程中将垫件搞错，将导致油头伸出缸盖平面距离太大、太小，这样就不能保证喷出的雾矩和燃烧室形状很好的吻合，或喷到燃烧室壁，或喷到缸盖下平面，造成局部的燃油不能很好和空气接触.混合，引起燃烧局部高温缺氧产生黑烟。
⑦柴油机燃烧时的一个重要条件是，气缸要有一定的压缩压力和压缩温度。当活塞环密封不良、气门密封不良，均使缸内压缩压力不足，从而造成燃烧不充分，产生黑烟。
⑧柴油机的换气系统的作用是根据柴油机的工况大小，定时定规律定量地供给柴油机新鲜空气，并将废气排走。当空滤器污堵、压气机污堵、中冷器污堵、排气消声器污堵，以及增压器故障引起的进气压力不足，均使进入柴油机气缸的空气量不足，造成燃烧时的空气不足、高温缺氧，产生黑烟现象。
⑨配气相位不对，既易造成柴油机进气不足、排气不畅，还使进排气的规律发生变化，从而影响柴油机正常换气，燃烧，引起冒黑烟。
2． 冒白烟
白烟是柴油机低温起动运转后，柴油未燃微粒或水汽所形成的液体雾粒，是低温产物。不同于固体状的黑烟。所以分析原因时，应抓住这个特点。其原因如图2—12所示。
柴油机中含有水分
缸盖裂纹，水漏入气道被吸入气缸或从缸盖底板漏入气缸
中冷器漏水，被吸入气缸
供油提前角太晚
柴油机水温太低，
环境温度太低
中冷进水温度太低
喷油器雾化不良
各缸供油量不均
气缸压缩压力不足
图2一12柴油机冒白烟原因⑴ 水汽的原因
既然白烟成分之一是水蒸汽，所以凡是在柴油机燃烧中能产生水蒸汽的因素都是造成冒白烟的原因。
柴油中含水、缸盖漏水、中冷器漏水，甚至机油内含水，在柴油机燃烧过程中，这些水成水蒸汽形式从排气管排出，呈白烟状态。这种情况低速低负荷特别明显。而在高负荷时基本消失，除非含水特别多。不过此时柴油机会出现转速不稳和功率下降。
⑵ 燃气的原因
既然白烟的成分之一是未燃烧的柴油蒸汽，所以凡是在柴油机燃烧过程中产生柴油蒸汽的因素都是造成柴油机冒白烟的原因。当然，这种情况也是在柴油机低速低负荷时发生的。
① 喷油器雾化不良。燃油和空气混合不良，不具备着火条件，而在低速低负荷时未被燃烧，而呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。
②各缸供油量不均。低速低负荷时，只有供油量大的气缸着火燃烧，而供油量小的气缸的燃油未及燃烧，呈蒸汽状态，从气缸排出，产生白烟。
③气缸温度太低。水温低或环境温度低，气缸压缩温度低，均造成缸内着火条件不良，使喷入气缸之燃油未及燃烧，呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。
④供油提前角太晚，柴油和空气混合条件不充分，未及良好燃烧，一部分燃油呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。
- 冒蓝烟
蓝烟也是柴油机低速低负荷运转时，机油在几乎没有燃烧或只有部分燃烧或处于分解状态，液体微粒也是低温产物。所以形成蓝烟的因素也是机油消耗高的原因。冒蓝烟的原因可用图2—13表示。
油底壳油面太高
空滤器污堵空滤器污堵，造成增压器的机油进入气缸
活塞环卡滞
活塞环开口间隙大
活塞环折断
二三道环上下装错
活塞环弹力消失.漏光严重，几道环开口未错开
缸套磨损大.失园
气门导管与气门杆间隙过大
增压器密封失效.
主油道到缸盖摇臂节流阀未装或节流孔太大
缸盖回油孔不畅
图2一13柴油机冒兰烟原因
机油消耗高主要由于机油进入燃烧室，被不完全燃烧排出气缸。而机油进入燃烧室主要途径之一是从缸盖活塞之间里飞溅.泵吸。所以影响缸套活塞间密封和飞溅过度的因素，均是造成机油窜入燃烧室的原因。
① 活塞环卡住、折断、弹力消失、漏光、开口间隙过大、扭曲环位置装错，或四道活塞环开口未错开，均造成活塞环和缸套贴和不良、密封失效，使机油窜入燃烧室，造成机油消耗高。
② 活塞外圆磨损过大、环槽磨损过大及缸套磨损过大、失圆，也均造成活塞缸套间隙过大，使机油窜入燃烧室，造成机油消耗高。
机油进入燃烧室的另一途径是机油从进气道被吸入燃烧室，所以这方面的因素也是机油消耗高的原因。
①当缸盖回油孔不畅，润滑摇臂的机油回不到油底壳，使存在缸盖上罩壳的大量机油从气门导管进入燃烧室，造成机油消耗过高。
②当主油道到缸盖摇臂的节油阀未装，或者节流阀孔太大，从主油道到摇臂的油太多，无法全部从缸盖回油孔回到油底壳，而积聚在缸盖上罩壳内，从气门导管进入燃烧室，造成机油消耗过高。
③当气门导管与气门杆磨损严重，间隙过大时，也造成机油从此处大量进入燃烧室，造成机油消耗过高。
④当空气滤清器脏污，空气吸入真空 度大，当大于5.5kpa时，或者增压的封油系统失效，增压器的润滑油被吸入压气机，而进入气缸，造成机油消耗过大。
四. 诊断方法
对烟色异常的诊断，首先用眼睛来分辨出冒黑烟还是冒蓝烟、冒白烟。
① 于冒黑烟，可用烟度仪测量出烟度的大小。烟度仪分为滤低式烟度计和透光式烟度计两种。其测量单位用FSU（波许）表示。具体诊断原因和部位时，可用部分停止或比较法，判断是否是燃油系统故障引起。并可用仪器法进一步是燃油系统的那一部位；对配气系统故障可用析检法或仪器法，具体判断是那一个部位。
①对于白烟，可用一张硬纸对准排气口。让白烟喷到白纸上，根据白纸上的液珠，判断是水汽引起还是燃油系统引起。水汽液珠无味，燃油液粒有烟味。再用析检法查出漏水原因或燃油不雾化的原因。
②对于冒蓝烟，可用部分停止法和观察法先找出窜机油的原因，
对于烟色异常的具体诊断流程，可用图2—14 2-15 2-16表示。