柴油发电机排黑烟起因分析及解决

摘要：柴油发电机冒黑烟很少见，排黑烟详细是没有完全燃烧的燃油在燃烧室中，在高温缺氧的状况下，柴油得不到完全充分的燃烧，因而分解集合形成碳烟，它是一种直径很小的集合体。因为这种集合体比气化的燃油反应速度要慢很多，因燃烧室发烫缺氧环境，不能再次充分燃烧就通过排气管排出去，于是呈现出来的就是黑色烟雾。这种情形的直接后果就是柴油发电机油耗非常高，功率减小，同时使得活塞、活塞环气门大量的积碳存在。严重的时候会卡住活塞环，气门密封不严产生漏气，同时它还将加载零件的磨损，从而减少发电机的使用时限，因此这方面要特别导致注意。

柴油喷入过多或进气量不足，使柴油与空气混合比例失调而使燃烧不完全。冒黑烟时，常伴有发电机动力不足，排烟温度较高，水温过高等现状。这不仅有公害会严重污染环境，还会引起机件早期故障、降低发电机寿命、增大油耗等。

黑烟也称碳烟，柴油发电机排烟排黑烟详细是由于混合气过浓、混合气形成不良或燃烧不完全等缘由造成的。碳烟影响性很大，呈细小的颗粒状，活性比汽化的柴油要低很多，也是积碳的主要来源之一。直喷机对油量控制的并不精确，也没有三元催化器等尾气净化装置。所以在启动时，急加载时，大负荷时都会冒黑烟。这就是因为上述工况油量太大的因由，油量加大后燃烧就会不充分，所以能看到突然加载的时候排烟管都会有短暂的黑烟喷出来。

上面说的黑烟都是正常的，直喷柴油发电机无法预防的。但是如果正常负载，不超载时柴油发电机也是黑烟滚滚那就不正常了。

柴油发电机供油系统，采用机械式喷油器进行供油，其供油时刻由凸轮形状决定，如图1所示，主轴齿轮与凸轮轴齿轮啮合传动，对于四冲程发电机来说，曲轴齿轮与凸轮轴齿轮的齿数比为：1：2，对于二冲程发电机来说，其齿数比为1：1，凸轮轴与凸轮轴齿轮联动，凸轮轴上设置有凸轮，使曲轴齿轮与喷油嘴中凸轮保持严格的联动关系，保证喷油器严格按照主轴的转角位置开始喷油。柴油发电机在不同工况下，都对应一个较佳供油提前角。

当柴油发电机组供油提前角过小时，会造成喷油泵喷油延迟，使喷入燃烧室的柴油来不及充分燃烧就被排出，即柴油发电机后燃严重而使排气冒黑烟。当供油提前角过小时还会引起排烟温度增高，耗油比增大，功率低效等事故状况。

维修人员在遇到排气排黑烟现象时，首先应检测供油提前角是否正确。检修策略请参阅第二章第四节供油提前角的检验与调整。

在柴油发电机燃烧系统供油程序中，如果供油提前角度控制不良，很容易使气缸内的压缩压力和温度处于偏低状态，不但危害燃油的整体燃烧性能，同时也容易造成燃料过早燃烧，无法达到燃料充分燃烧的目的，致使柴油发电机黑烟状况的出现。

黑烟一般是在柴油发电机大负载时产生，如超负荷运行时，黑烟是不完全燃烧的产物，在柴油发电机大负荷下，燃烧室温度过高，而喷入的燃料过多，混合气形成不均匀，部分区域出现燃烧时空气缺乏，燃料在发热缺氧的条件下易于裂解，聚会成黑烟。 

柴发机组在运转步骤中，若产生超负荷工作时，会引起喷入燃烧室的柴油增多，在燃烧室空气量不变的情形下，就会使多余的柴油得不到充分的燃烧而发生排气冒黑烟情形。

上述情形导致的排气冒黑烟状况，只要减小负载操作就可。对于操作时间较长而又得不到正常维护的柴发机组，应减小负载操作。     

柴发机组在额定负载下工作时，若各缸供油量不均匀，就会使柴油发电机出现排黑烟现状，这详细是由于各缸供油量所承担的负载是一定的，若产生个别缸供油量降低时，相比其他的缸就要超负荷作业，供油量多的缸喷入燃烧室的柴油多，柴油得不到充分燃烧后，就出现冒黑烟的事故现状。

策略是：机组启动后，分别断开喷油嘴各缸的高压油管。若某一缸断开后，黑烟消失或明显减弱，且转速下降比其他缸断油时明显，这说明该缸供油量过度。

喷油器若产生滴油、窜油或雾化不良时，会导致喷入燃烧室内的柴油燃烧时间延迟而发生排气排黑烟的事故情形。

解决上述损坏时，可用隔断法确定冒黑烟的缸，然后拆下喷油嘴安装到另一个气缸中，若损坏转移到该缸，则说明此喷油咀有故障，应拆下在喷油嘴校验台上进行检修。若发生滴油、窜油或雾化不佳时，应替换喷油器偶件并将喷油压力调节到规定要求。     

燃烧空内部密封不良时，会导致气缸内部压缩空气量减轻，且压缩终时的温度和压力减轻，喷人燃烧室内部的柴油因为得不到充足的空气而无法完全燃烧，使得柴油发电机组排气排黑烟。造成燃烧室密封不良的因素较多，如活塞、活塞环和汽缸套出现过度磨耗，活塞环装配对口，汽缸垫漏气，气门关闭不严等。

当柴发机组出现这种故障时，检修人员应拆下汽缸盖和活塞连杆组件进行认真的检修并更换过大磨损的零部件。

在燃料燃烧装置中，喷油泵一旦发生问题，将会致使柴油发电机作业不正常。结合喷油泵的特点，喷油嘴的问题具体表现在调速器弹簧上，如果速度控制器弹簧与控制装置不满足平衡要求，则柴油发电机在起动流程中就会出现冒黑烟的问题。

在柴油发电机的进气系统，空气过滤器是关键部件，如果空气过滤器品质不过关，将会给进气造成较大阻力，并减轻进入汽缸的空气总量，较终致使柴油发电机工作流程中排黑烟。同时，一旦中冷器存在污损或者堵塞，也容易增加柴油发电机系统的进气阻力，使柴油发电机排黑烟。

柴油发电机排烟系统在装配过程中容易产生问题，一旦排烟管线规划不合理，将会引起柴油发电机燃烧后的气体排放不畅通。

解决手段：在确认排气装置有问题之后需要对整个装置进行改造，对消声器进行更换，同时对柴油发电机的排烟系统进行调节，使柴油发电机的排烟装置能够保持科学合理，较终达到增强排气装置作业效果的目的。

柴油发电机的气门间隙只有控制得当才能保证进气量满足燃烧要求。但是从柴油发电机的气门作业状态来看，如果气门的间隙存在问题，将会导致柴油发电机进气量异常，较终导致燃烧系统因进气量异样而出现黑烟情况。

解决措施：对气门的间隙进行合理调节。如：1000千瓦柴油发电机进气门间隙为0.43毫米。排烟门为0.48毫米。

在柴油发电机安装程序中，活塞顶端的问隙必须在允许误差范围之内，如果活寒顶端的问隙多大，将会致使柴油发电机的压缩比产生问题，从而致使燃烧程序异样现状，较终不能保证柴油发电机的正常作业状态，不但不利于柴油发电机的作业，同时也会出现燃烧不充分的黑烟现象。

气门是柴油发电机作业步骤中的重要部件，如果气门密封存在问题，很容易引起柴油发电机燃烧室内的空气过少，将会直接致使燃烧不充分的问题，较终引起柴油发电机黑烟情形的出现。

气门座圈长期受燃烧高温和气门的强烈冲击，加之气门座圈底间的尺寸相对增大，增加了燃烧室的容积，减少了柴油发电机压缩比，从而减小了气缸的压缩压力和温度，致使燃油燃烧不完全、不充分、柴油发电机严重冒黑烟。

由于增压器本身质量问题和空气滤，中冷器，进气管堵塞，使压气机叶轮，涡壳被赃物堵塞造成进气量减少，使充气效率低，进入气缸内的新鲜空气不足，而气缸内废气解除不干净，使柴油发电机严重排黑烟。

综合柴油发电机排黑烟的种种原因，进行主要分析和正确判定，进而防止重大机械故障产生。注意平日勤保养，及时检修检修，视情况更换修复配件，恢复柴油发电机的技术性能，保证装备的正常运转和使用年限，使康明斯发电机公司的生产取得更大的效益。因此提高技术水平，强化责任心，正确认识管理好柴油发电机的重大意义，是从事柴油发电机工作者的首要任务。