柴油机排气冒黑烟的故障浅析
南充职业技术学院科研处 邱本龙
摘要：柴油机冒黑烟，这是柴油机工作故障所致，但往往不为驾驶员和机手所重视。本文就冒黑烟故障对柴油机的危害，及其引起该故障的原因和排除方法，作了较系统的分析。希望能够引进操作者的高度重视，使机车长期保持在高效，低耗和安全的情况下工作。
关键词：排除 柴油机冒黑烟 故障
笔者经常看到在公路上行驶的农用汽车、拖拉机和农村加工所用的柴油机，其排气管大量向外冒黑烟。经了解驾驶员和机手对此都不以为然，以为这是发动机工作正常现象。其实这是柴油机工作的故障，应当引起高度重视。
柴油机在正常工作时，其燃料在气缸内能得到比较完全的燃烧，所排除的废气应当是无色透明的气体，或者是带点淡蓝色或淡灰色的气体。如果柴油机工作时排气管冒黑烟，这是喷入的柴油没有得到充分的全完燃烧而造成的。没有完全燃烧的柴油在燃烧室中高温缺氧的情况下，分解聚合形成碳烟，其碳烟不是纯粹的碳，而是一种直径及小的聚合体。这种固体的碳烟比气化的燃油反应速度慢得多，来不及燃烧而呈黑色的烟雾排除。因此，柴油机工作时冒黑烟是一种故障。这种燃料燃烧不完全，不但造成柴油机的油耗增高，功率降低，而且使活塞 、活塞环气门以及燃烧室形成大量积碳，严重时会卡住活塞环，气门密封不严产生漏气，同时它还将加速零件的磨损，从而降低发动机的使用寿命，因此，机车出现该故障应当及时排除。
根据上述分析，引起柴油机冒黑烟的故障原因是柴油燃烧不完全所致，那么导致柴油机燃烧燃料燃烧不完全的因素有那些呢？下面就其具体原因作以简要分析，供机手们参考。
1、 供油量过大或柴油机超负工作。柴油机供油量过大，部分柴油因缺氧而造成燃烧不完全，这时会出现发动机连续冒黑烟，如出现间断冒黑烟，发动机转速又不太平稳，这说明是个别缸供油量太大或是喷油器雾化不良。这时可采用单缸断油法，检查各缸的工作情况。如果某缸断油后，发动机的转速变化不太明显，且排气黑烟消失，说明是该缸处于喷油及雾化不佳状态。当柴油机超负荷运转时，其转速降低，在调速器的作用下，将供油增大，由于供油量过大使柴油燃烧不完，排气冒黑烟。如柴油机冒黑烟，转速提不高，并低于标定转速，排气的声音特别大，且声音发闷，则说明柴油机超负荷。此时如减轻负荷，黑烟应消失，否则应检查并校正喷油泵的供油量。农用汽车、拖拉机超负荷运行，这在农村是经常的事，机手们为了短期的经济利益，不惜采用小马拉大车的作法，使机车长期处于超负荷运行，这对机车实际上是一种破坏性的使用，它将使机车严重加速磨损，使用寿命大大缩短。所以柴油机不允许长时间在超负荷情况下工作。
2、喷油提前角过大或过小。喷油提前角过大则喷油时间过早，这会使冷车起动时冒白烟.而热车工作时冒黑烟。这是由于柴油机还在压缩行程中，柴油已全部喷入燃烧室，随着活塞的向上压缩，气缸中的压力和温度都升高。当温度升高到一定时，缸内的柴油几乎同时燃烧，而部分未燃烧的柴油被已燃烧的柴油所产生的高温废气所包围而得不到氧气，分裂成黑色固体的碳粒子，随废气一起排除，从而形成黑烟，若负荷增大时将造成过后燃烧，这不仅会出现排气冒黑烟，且排气还会有火苗出现，同时还将导致发动机过热。
当喷油提前角过小时，则喷油时间太迟，最后喷油结束时活塞已经下行，气缸内的容积增大压力减小，温度降低，如冷车起动时，使油雾燃烧的速度很慢，以致于部分柴油来不及燃烧，而形成柴油粒子随废气排除，这时将出现冒黑白烟。当负荷增加到一定程度后，因燃烧室的温度升高，使后喷入的部分油雾被高温的燃烧废气所包围，而得不到充分的氧气，分裂成黑色的碳粒子随废气排除，出现冒黑烟。如果发现冒黑烟，且柴油机功率又不大，气缸盖等处的温度又很高，排气管有放炮冒火的现象，这就应该检查供油提前角，校准供油时间。如果是个别缸喷油太迟会出现周期性的冒黑烟，则应进行个别缸喷油时间的调整。
3、喷油器雾化不良或滴油。这将使喷入气缸中的柴油颗粒大且分布不均匀，燃烧不完全，排气便出现一股股黑烟。如果柴油机有间断敲缸声，且排声音又不均匀，即说明喷油器有问题。这时可用“断油法”找出毛病的喷油器，并调整一下喷油压力，若仍雾化不良，可拆下喷油器针阀，检查磨损情况。如磨损不严重，可用干净机油涂在针阀头上，在阀体中研磨后装复使用。如果针阀卡死，则应查明原因，是柴油机过热，还是喷器安装孔中的垫圈损坏或安装不正所引起的。否则换上后仍会很快损坏。
4、 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。这种情况往往是由于代用定位螺钉，或安装时未装位螺钉的下垫圈。
5、空气滤清器或进气管堵塞，使进入气缸的空气量减少，柴油燃烧不完全，排气冒黑烟。如果喷油器正常，气缸内压缩良好，柴油机在高速和低速都冒黑烟，此时取掉空气滤清器后，黑烟会立即消失，则需要清洗空气滤清器。
6、配气相位不正确，气门间隙过大，配气凸轮尖端严重磨损等，都会使进气量减少，且气缸内的废气排除不尽，从而造成柴油燃烧不完全，排气冒黑烟，应对配气机构进行检查调整。
7、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。
8、燃烧室和排气管积炭过多，燃烧室温度过高，进排气的阻力增大，进气不充分，排气不干尽，造成燃烧不完全，排气冒黑烟。
9、使用的柴油牌号不对，粘度过大，或者柴油的质量太差，不易着火，使排气冒黑烟，同时燃烧室和排气管消声也容易产生积炭。
10、柴油机润滑不良，或曲柄连杆机构磨损过大，运转阻力增大，使发动机超负荷，柴油燃烧不完全，排气冒黑烟。
11、柴油机工作温度过高，使充气密度减小，气缸内进气不足，柴油燃烧不完全，排气冒黑烟。
12、喷油泵柱塞偶件严重磨损，使油泵供油压力上升缓慢，从而影响了正常的供油时间，且延长了燃油的喷射过程，影响了喷油雾化质量，这是柴油机排气冒黑烟的常见故障。因此，油泵磨损严重时应当及时换修。
引起柴油机排气冒黑烟的故障原因虽然较多，但机手们只要根据柴油机的结构原理，联系机车在实际使用中的技术状况，加以具体分析和研究，该故障是不难排除的。
责任编辑 陶文明
（刊在南充职业技术学院学报2004-4）