柴油发动机冒黑烟现象故障分析与维修

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柴油发动机冒黑烟的正常发生情况

柴油机排放的黑烟主要以炭黑颗粒为主，属粉尘颗粒物。设备在正常使用过程中如突遇负载增加，比如挖掘机挖到坚硬物体，发动机功率需要瞬间提升，以保证工作装置在对物体进行剥离时拥有足够强大的动力。而在此时冒黑烟的情况极易出现。

如果设备未经调试，直接上高原地区进行作业，发动机冒黑烟的情况更易出现。由于高原空气稀薄，氧气含量低，导致燃油与空气混合不充分，柴油燃烧不彻底，产生大量炭黑颗粒物，从而导致黑烟的产生。（此种情况直喷发动机出现较多，现阶段电喷发动机在车载GPS及电脑板的控制下，可以自动对喷油器的喷油量进行调节，出现冒黑烟情况较少。


柴油发动机冒黑烟的原因

柴油的不充分燃烧是导致发动机冒黑烟的根本原因。而造成柴油燃烧不充分主要有两种可能：进气量不足和供油不正常。

在发动机负载突然增加情况下，柴油机调速器可根据发动机负载变化进行迅速响应，改变高压泵的供油量（电喷发动机通过传感器及电子控制系统进行调整），保证发动机足够的功率输出，以满足前端工作装置的动力需求。虽然供油系统能够对负载的变化做出迅速的相应，但进气系统却无法提供相同的响应速度，从而导致了进气系统在面对负载方面做出反应时产生了延迟，令燃油与空气混合浓度过大，造成柴油燃烧不彻底，产生大量炭黑颗粒物，排出大量黑烟。

而供油系统在经历使用过程中的长期磨损、校泵、发动机大修等不同情况后，可能会出现由于供油不畅或紊乱，导致发动机无法在正确的时刻进行喷油，无法保证精准的燃油与空气浓度，造成燃油燃烧不充分，产生大量黑烟。这种情况就需要进行具体分析，来判断究竟是燃油供给系统的那个部件出现的故障导致冒黑烟的情况发生，并进行解决。


柴油发动机冒黑烟故障自行诊断步骤

前面我们已经简要的叙述了柴油机常见的故障原因，在实际诊断过程中，我们需对进气系统和供油系统第一步的进行排查。

当发动机出现冒黑烟的症状时，我们本着先易后难的检查顺序来对故障点进行排查。


1、拆下空滤，检查空滤是否堵塞。

拆下空滤，检查空滤是否干净、畅通

判断方法：拆掉空滤，并对空滤进行适当的震动，观察空滤是否有大量灰尘散落，并检查空滤罩壳内是否有大量灰尘聚集，若有大量灰尘，则需要对空滤进行清洗或更换。更换新空滤后，如果排气烟度明显变小，则证明空滤堵塞，造成供气不畅；若排气烟度无明显变化，则要检查进气系统的其他部件。


2、进气管进气阻力大，检查进气管是否有泄漏点，或者挤压变形导致堵塞，并观察排气烟度变化。

原因：现阶段工程机械用柴油机大多安装了废气涡轮增压器，所以由于增压器抽真空作用，如果进气管出现漏点，则影响发动机进气的通畅度，增加进气阻力，降低了发动机进气量，从而导致发动机燃油与空气混合不均匀，造成黑烟的产生。


有泄漏点的进气管

判断方法：启动发动机并中高速油门运转，倾听发动机进气管路是否有“呲呲”声。若有“呲呲”声，则证明发动机进气管路存在泄露点，则需要检查具体泄露位置，进行密封处理，或更换新管；若没有“呲呲”声，还应检查进气管是否被挤压变形，造成通路堵塞。在处理泄露及管路堵塞问题后，若排气烟度无变化，则进行下一项检查。


3、更换柴油滤芯，观察排气管烟气变化。

原因：由于各地区燃油品质的问题，使得柴油中颗粒物及水分含量较多，如果柴油滤清器品质不达标，或者使用时间超过正常使周期而未进行更换，则会造成杂质颗粒和水份随柴油一起进入发动机燃烧，并损坏燃油系统，特别是电喷系统，使得高压无法建立，喷射雾化不充分，都会造成冒黑烟现象。

更换柴油滤芯

判断方法：首先打开燃油箱，并打开排水开关，并用容器接收放出来的部分燃油，并静置，观察燃油是否分层或者有大量颗粒物，以检查是否由于油箱含有大量杂质及水分而使柴油污染，导致发动机冒黑烟。随后更换柴油滤芯后观察排气烟度变化，若黑烟依旧，则进行下一步检测。


4、喷油器、高压泵柱塞或出油阀故障，互换喷油器后观察烟气变化。

原因：由于油品质量，工作时间及保养不及时等问题，导致喷油器针阀开启卡滞，喷油器雾化不良，喷油压力不正确，造成该缸燃油燃烧不充分，产生大量黑烟。新喷油器特写


布满积碳的喷油器特写

判断方法：启动柴油机低速运转，逐缸断油并观察排气管出口烟度的变化情况，如果某缸断油后，柴油机烟度减小，则说明该缸供油系统（柱塞／出油阀或喷油器）存在问题。

确定该缸供油系统存在问题后，与其他缸的喷油器进行互换，并观察烟度变化情况。若烟度明显减小或消失，则证明该缸喷油器故障，需要对喷油器进行修复或更换喷油器总成；若烟度无明显变化，则可断定为该缸高压泵柱塞或出油阀存在故障，需要对损坏部件的总成进行更换，并对高压泵进行调校并测试，以确定高压泵达到正常工作水平。


直列柱塞高压泵

（注：对于使用电喷发动机的设备来说，在对冒黑烟的情况进行判断时，也可采用互换喷油器的方法来判断具体是由于哪个缸的喷油器故障导致的冒黑烟的现象发生。而电喷发动机喷油器有时会由于线路问题导致喷油不均匀，也会出现冒黑烟的症状发生。如果在更换或维修喷油器之后，故障依旧，那么最好联系当地的售后服务人员来对机器进行彻底的检查，以确定具体的故障原因及故障点，早日让设备能够正常工作。而且电喷发动机还拥有自检功能，在发动机出现冒黑烟现象后，应检查设备仪表是否有故障代码，通过故障代码能够更加直观并迅速的查找出故障点及故障原因。）

我们在更换喷油器的时候需要着重注意：一定要确定所采购的喷油器是否符合发动机生产厂家规定的技术参数及质量等级，以免由于采购的喷油器不达标，造成发动机无法达到最佳的工作状态，影响设备的正常使用。


5、涡轮增压器故障，转速不够，导致发动机冒黑烟。

原因：由于现阶段，工程机械大多采用涡轮增压发动机，所以当涡轮增压器故障，产生的故障现象跟进气系统堵塞故障现象及原因相同。

损坏的涡轮增压器器叶轮

判断方法：将进气管从涡轮增压器上拆除，露出增压器叶轮，看是否能够拨动，如果能够轻松拨动则证明增压器正常；反之，则增压器故障。检查增压器叶轮轴是否存在过大的间隙量（上下晃动叶轮，应有最大不超过3mm的间隙为正常范围），如果发现叶轮有较大的间隙，观察增压器叶轮叶片有无断裂、磨耗、变形的情况出现，并观察叶轮外围，增压器壳体内是否有划痕，增压器是否扫膛。若有叶片断裂、扫膛的情况出现，则应对涡轮增压器进行维修或更换。


涡轮增压器叶片折断

检查或更换涡轮增压器过载安全阀，如果由于过载安全阀损坏，会导致涡轮增压器无法正常工作，也无法提供发动机所需的足够的进气量，造成发动机冒黑烟现象的出现。

而增压器如果出现故障，则能够发动机在大油门状态下产生大量黑烟，并且会出现设备动作无力。


6、其他方面

以上是给我们大家在实际过程中可操作，可自行诊断并判断故障点的方法。而当以上排除方法均采用过之后，冒黑烟现象依旧存在，就有可能是其他部件出现故障导致的了。例如，发动机活塞磨损导致柴油机的压缩比不足，配气机构未按正常顺序进行工作等问题，也都会导致发动机冒黑烟现象的发生。而这类需要对发动机进行拆解之后才能判断出具体故障的问题。而对发动机内部参数进行测量时，我们就需要有专业的检测工具及数据来进行测量与调节，来判断具体的故障原因，解决故障。当这类情况发生时，我们建议找当地的厂家或者售后服务人员来进行检查，或者进行拆装.

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