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柴油机冒蓝烟故障原因分析与排除
2012-07-27       Angelia    浏览:39668    5  

一、导致柴油机冒蓝烟的主要因素

柴油机冒蓝烟的主要原因是有机油进入气缸参与燃烧,生成蓝色气体排出。汇总起来,导致柴油机冒蓝烟的主要因素有以下几点:

①空气滤清器阻塞,进气不畅或油盆内油面过高(油浴式空气滤清器),使进入气缸内的气量减少,燃油混合气正常比例改变,造成油多气少燃油燃烧不完全,也会引起排气冒蓝烟。

②油底壳内润滑油加入过多,柴油机运行中润滑油易窜入燃烧室。

③长期低负荷(标定功率的40%以下)运转,活塞与缸套之间的间隙过大,使油底壳内润滑油容易窜入燃烧室,与气缸中的燃料混合气混合,改变混合气正常比例,燃烧不完全,引起排气冒蓝烟。

④活塞环卡住或磨损过多,弹性不足,安装时活塞环倒角方向装反,使机油进入燃烧室,润滑油燃烧后产生蓝色水气烟雾排出。

⑤在机体通向气缸盖油道附近的气缸垫烧毁,活塞、气缸套磨损以及活塞环对口或气门油封损坏等状况将致使润滑油上窜燃烧室,并与燃油混合气一同燃烧。

⑥油冷式(冷却机油来自柴油机)空压机内窜气(空压机活塞环磨损或排气阀堵塞等)导致曲轴箱废气压力大,使机油窜入燃烧室参加燃烧。

⑦闭式循环的曲轴箱呼吸器堵塞,是曲轴箱与大气平衡装置失去功能,导致曲轴箱废气压力增大,机油进入燃烧室参加燃烧。

⑧增压器故障:对于增压柴油机,如果增压器压气机侧浮动轴承损坏,可能导致大量机油通过压气机进入柴油机进气管并进入气缸参与燃烧,导致柴油机作业时严重冒蓝烟。

二、柴油机冒蓝烟原因分析

①主现象是连续冒蓝烟。伴随现象是功率增加及空转转速升高。

原因:油底壳油面或油浴式空滤器油盆油面过高。

分析:油底壳油面过高,导致飞溅润滑油量过大,活塞环泵人烧机油量多;油盆油面过高,在吸气过程将飞溅的机油雾粒连同空气一起吸人气缸而被燃烧,故排气冒蓝烟。又因机油燃烧产生较大热量而使柴油机功率增高,该油量不受调速器控制,因此空转转速增高。

②主现象是连续冒蓝烟。伴随现象是功率下降和机油耗量增加。

原因:活塞环边间隙过大。

分析:由于活塞环边间隙过大,在活塞做直线往复运动时,将缸壁上的机油刮人环槽中,并泵人活塞顶部,故烧机油而耗量增加而冒蓝烟。

③主现象是连续冒蓝烟。伴随现象是排烟大,曲轴箱废气压力(也称下排气)正常。

原因:气门杆与气门导管间隙大。

分析:由于气门杆与导管间隙大,在吸气过程,气门罩中的机油从进气门杆与导管间隙吸人气缸,而排气时,废气从排气门杆与导管间隙挤入气门罩,故烧机油冒蓝烟,上排气量大。

④主现象是连续冒蓝烟。伴随现象是功率下降及曲轴箱废气压力大。

原因:缸套与活塞配合间隙大。

分析:由于缸套与活塞配合间隙大,吸气过程将机油吸人活塞顶部,作功和压缩行程废气及空气挤入油底,故烧机油冒蓝烟,曲轴箱废气压力大且功率下降。

⑤主现象是连续冒蓝烟。伴随现象是从排气管窜机油(修后或换环后的柴油机)。

原因:扭曲环装反。

分析:扭曲环装反,在活塞往复运动时,将缸壁机油刮人活塞顶部,这样,不仅烧机油冒蓝烟,且有一部分机油随废气从排气管排出。

⑥主现象是间断冒蓝烟。伴随现象是功率下降,曲轴箱废气压力大,旋转曲轴时可以听见呼吸器有排气声。

原因:活塞环对口或拉缸。

分析:活塞环对口或拉缸,造成活塞环与缸套封闭不严,吸气行程时,把机油吸人气缸;在作功和压缩行程时,废气及空气排人油底壳,由于气体高速流动产生撒气声(可在加油口处听诊),故产生间断冒蓝烟现象。

⑦主现象是连续冒蓝烟,伴随现象是曲轴箱废气压力大,但动力正常。

原因:可能是呼吸器堵塞或空压机内窜气严重。

分析:如果呼吸器与大气平衡的小孔堵塞,将导致曲轴箱与大气的平衡关系被打破,曲轴箱内的气体不能随时排除,就会增加曲轴箱内的压力,迫使机油窜入燃烧室燃烧。同样,如果冷却机油来自柴油机的油冷式空压机内窜气严重,大量的压力空气就会随机油回流到曲轴箱内,这将造成曲轴箱内超大的废气压力,烧机油也就不奇怪了。

⑧主现象是冒蓝白烟,且转速越高,蓝烟现象越重,并伴随有增压器的不正常声音。

原因:增压器损坏的可能性最大。

分析:一般增压器都是压力机油润滑,如果压气机浮动轴承磨损或损坏,大量机油就会进入进气管后进入燃烧室。如果是涡轮机损坏,大量的机油就会直接进入排气管,会产生非常严重的蓝白色烟雾。

三、柴油机冒蓝烟故障实例

1.柴油机内机油太多导致冒蓝烟故障

一台北方大巴车的动力F8L413F风冷柴油机,该车采用外挂式机油箱。柴油机的油底壳仅仅起一个暂时收集机油的作用。该柴油机配有两个机油泵,一个是压油泵负责将机油从外挂机油箱内吸出并输送到柴油机的各润滑部位;另一个是回油泵负责将油底壳内的机油抽回外挂油箱。但在一次使用中发现,外挂油箱的机油少了一些,没有引起注意,只是简单的补充了一些机油,继续行驶。中途休息时,再次检查机油油位时,又发现少了一些,此时柴油机已经开始冒蓝烟。虽然如此,由于柴油机动力、声音等都正常,所以,还是没有引起驾驶员的注意,又补充了一些机油后继续行驶。但此时柴油机的排气蓝烟已经变得狠严重,由于该车柴油机后置,所以驾驶员并未发现。直到后来变成浓烟滚滚,车上的乘客发现不对后告诉驾驶员,驾驶员才停车怠速检查,此时柴油机的排气管已经是一个烟雾弹;检查机油又少了许多。

出现如此严重的烧机油,驾驶员不再敢继续开行了,叫来拖车拖回基地。回到基地后,大家一致认为是活塞、环或者缸套的问题,并决定拆机检查。但维修人员拆下缸盖后,并未发现活塞缸套有什么问题,倒是发现进气管内有大量的机油。继续拆机检查,最后发现柴油机油底壳内存了大量的机油(正常情况应该是没有的或少量的)。最后拆下油底壳检查才发现机油回油泵的进油孔的滤网上几乎全部被胶状物堵住了。导致机油回油不畅,大量的机油存在油底壳,通过闭式呼吸器的排气管直接被挤入柴油机进气管后进入燃烧室参与燃烧,所以造成柴油机的排气管成为烟雾弹。

为什么会有胶状物堵住进油孔呢,原因是:在此之前,该机柴油机机油接管有些漏油,当时为了图省事,维修者就用一些密封胶涂抹在密封面上了事,没想到涂抹的密封胶全部掉进机油里并进入柴油机,最后凝集在回油孔的滤网上,导致故障的发生。

2.呼吸器故障导致柴油机冒蓝烟故障

为环境保护的需要,很多柴油机都将呼吸器的排气管直接与柴油机的进气管连接,将曲轴箱废气引入燃烧室参加燃烧。如果呼吸器(图6-9)损坏,柴油机就可能冒蓝烟。

道依茨F12L513风冷柴油机就是如此,已多次出现过类似故障。

(1)因呼吸器原因导致柴油机冒蓝烟的基本现象如下:

①柴油机机油耗量较大,比正常情况大20~30%;

②柴油机蓝烟严重,无论怠速还是带负荷都是如此;

③柴油机动力、声音等均无异常;

④柴油机曲轴箱的废气压力(下排气)大。

(2)故障实例

某单位有两台08-32捣固车(柴油机均为道依茨F12L513风冷柴油机),出现了排气冒蓝烟且机油耗量增加的现象,但动力等没有明显变化。按照一般认为,柴油机冒蓝烟、机油耗量增加都会认为是活塞环的问题,因此,设备方决定对其中一台柴油机先进行中修(即更换活塞环及上部相关配件)处理,根据该机的维修状况酌情修复另一台。

但维修人员拆下气缸盖取出活塞缸套等部件仔细观察,发现活塞环、缸套、活塞等没有明显的磨损迹象。但还是按照设备方的要求更换了活塞环等相关配件(包括气门油封),组装后起机试验时,柴油机仍然冒蓝烟,原有现象并没有丝毫的改变。

对此,维修人员开始怀疑可能是呼吸器的问题,打开呼吸器并仔细检查,没有发现呼吸器薄膜和活塞(图6-9之2)有磨损或其它损伤,但发现小孔(图6-9之3)被油泥完全堵死,所以认定该柴油机冒蓝烟的故障是该孔不通所致。疏通该孔后,再次起动柴油机,几分钟后,柴油机蓝烟现象消失。

图6-9 F12L513呼吸器示意图

1-呼吸器上盖 2-薄膜和活塞 3-平衡孔

据此经验,对另一台柴油机首先就对呼吸器进行了检查,检查后发现情况与上一台一致,该呼吸器的小孔也被油泥堵死。疏通该小孔后,柴油机蓝烟故障随即消失。

3.空压机内窜气导致柴油机冒蓝烟故障

故障实例一:

一台上海W—100型挖掘机大修磨合不久,柴油机便出现严重烧机油的现象,据操作者讲,三个班次共加机油25千克,而大修之前没有这个现象,一时又找不到原因,因此,便邀请维修专家与操作者共同排查这个奇怪的故障。

由于这台机车大修时,更换过缸套活塞及活塞环,从理论上讲活塞环对口和折断的可能性不大,机车外表检查无异常,从排烟色泽和排烟气味看确实存在着烧机油的情况,对此拆下分组式缸盖第一个缸盖时,发现在第一缸活塞的顶部有流滴机油被燃烧过的炭黑而第二缸没有,拆开进气管发现管有油湿现象,从而判断机油来自进气系统,其余缸没有再做检查。从结构上看,上海W—100型挖掘机装有活塞式气泵,其曲柄连杆、缸套活塞等部件通过主机油道机油润滑后机油流回油底壳,而气泵进气系统又是与主机进气道相连。那么机油又是如何进入主机被燃烧的呢 询问操作者才知道,由于气泵曲柄连杆损坏,一时找不到配件就去掉了用于压缩气体的活塞等配件,这样就造成了油路与进气道通过气泵空壳连成一体。随着主机工作吸入空气的同时也吸入了机油,使机油被燃烧,大修前之所以没有烧机油是因为当时压缩比不够,没有力量吸到机油;大修后之所以第一缸有燃烧机油炭黑是因为该缸距离气泵进气道上口即“油道”上口最近,被燃烧的机油首先来到这里。由于该机气泵已停止工作,临时车制了一堵头堵住气泵进气口,故障被排除,设备正常工作。

故障实例二:

一台铁路养护设备使用的道依茨F12L513柴油机,柴油机在使用中出现了排气冒蓝烟、机油耗量增加和曲轴箱废气压力大等的现象,开始时根据常规判断,设备方及维修人员都认为是活塞环出现了问题,所以就决定更换该机的活塞环。但是,但维修人员按照要求更换全部活塞环后,柴油机烧机油、冒蓝烟和曲轴箱废气压力大等的故障未能消失。使得维修人员暂时不知所云。只好邀请维修专家现场会诊,维修专家经过现场分析后认为:

①该机虽然出现上述故障,但动力没有减小,运转基本正常;

②该机安装的是一套V型空压机为设备气路刹车系统充气,但发现该气路系统建压很慢,原来建压仅需5~10分钟,现在需要20~30分钟;

③检查气路系统没有发现泄压或堵塞现象,所以专家认为该机出现的上述故障可能是空压机内窜气所致。

因为该空压机使用柴油机的机油冷却和润滑空压机的曲轴连杆等部件,如果该空压机的活塞环磨损,大量压力气体就会随机油回油进入柴油机的曲轴箱,导致废气压力增大,而为环保的需要,该机呼吸器的排气管直接接到柴油机的进气管,所以就有部分机油随下排气而进入燃烧室参加燃烧,从而导致上述故障的发生。

为证明专家的推断,先拆掉空压机上的压力出气管,起动柴油机观察,此时柴油机曲轴箱的费气压力明显减小并回复到正常状态,蓝烟现象也随之消失。

故障原因找到了,也就等于排除了故障。更换一台新的空压机后,该机恢复正常运行。

4.柴油发电机组油箱内由于加汽油,运行时排气冒浓蓝烟。

故障现象:某公司一台YAMAHA10KW柴油发电机组(3缸机),安装完毕。空载试机,机组剧裂震动,排气管冒浓蓝烟,紧急停机。

故障分析:

①从相关维护人员了解到,该机组在原来运行正常。在此次运行之前加了一次燃油。

②柴油发电机组累计运行时间不长;

③检查油底壳内机油正常;

④因此怀疑所加燃油有问题。

故障处理:综上分析,打开油箱盖检查燃油时,油箱里汽油油味扑鼻而来,奇怪,柴油箱内怎么有汽油;因此:

①放掉油箱内的所有燃油,彻底清洗燃油系统;

②加入清洁柴油,空载试机,柴油机运行正常。

温馨提示:

①柴油机—必须加燃油,汽油机—必须加汽油,二者不能混为一用;

②按点火方式分类:柴油机是压燃式,必须用柴油;汽油机是点燃式;,必须用汽油。

③如果加错油料,结果是很危险的,必须引起操作维修人员的足够注意。

5.柴油机在大修热磨合时冒蓝烟

故障现象

一辆动力为WD615.67型柴油机的斯太尔车,在使用8年后发现柴油机动力不足,于是进行拆检。拆检中发现活塞环磨损,开口间隙变大,决定更换气缸套、活塞及活塞环。整机安装完毕后进行了冷磨合,冷磨8h后进行检查。检查后又进行了热磨合。在热磨合中,发现排气冒蓝烟。

故障检查

先检查气缸压力,压缩压力为2.7MPa,与标准值2.8MPa相差不多,基本符合规定。检查机油油面,正常,进气道内无机油。接着查看了装配时的过程检测记录,每个气缸活塞与气缸套间隙都在0.18mm左右,活塞环的开口间隙都在规定范围之内。为了更准确地查出原因,再次打开气缸盖,抽出6只活塞连杆组。拆检中发现第3缸和第4缸燃烧室内机油较多,积碳也稍多,怀疑可能是气门油封损坏,机油沿气门杆流下进入燃烧室。在检查气门油封之前,先检查了活塞环的安装情况。检查中发现第3、4、5缸的第2道气环装反。在检查气门油封时发现,第3、4两缸的气门油封已损坏。

故障排除

因柴油机磨合运转时间不长,故将三个气缸的第2道气环取下重新安装,并更换第3、4两缸的气门油封。装复后继续进行热磨合,发现消声器不再冒蓝烟。

故障分析

无论何种型号柴油机,其活塞环在装配中都有明确的规定。WD615系列柴油机活塞环上标有“TOP”字样,这是向上的标记。第2道气环上、下面的宽度差为0.06~0.09mm,宽度小的一面应向上。而修理工朋友在装配中,将宽度小的一面向下,这就加剧了活塞环的“泵油”作用,使机油进入燃烧室燃烧,呈蓝色烟雾排出。

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