内燃机排烟故障分析与维修

原学义　王亮　马学峰

摘要：发动机在正常运行过程中排气是无色无味的，当机器因某种原因发生故障就会出现排烟现象，分析研究发动机的排烟颜 色，不仅可以准确地判断出发动机故障所在系统和机构尽快地排除故障，同时可以减少不必要停车停机事故发生，还可以降低有害气体排放减少对大气环境的污染。

关键词：发动机工作不正常排烟 蓝烟 黑烟 白烟 燃油消耗量增加

发动机在工作中，会排出各种颜色的烟尘尾气，这些排放物对人的健康影响很大，烟中包含一些有害物质，如：一氧化碳、碳氢化合物、一氧化氮化合物、硫氧化合物、铅微粒等。随着家庭轿车和运输车辆的日渐增多，汽车的排放物对空气的污染越来越严重。研究发动机排烟的原因及危害对保证车辆的正常工作，减少有害气体排放提倡低碳生活都有着重要的现实意义。发动机工作过程中燃烧不良冒烟，说明发动机必定有故障存在，如不及时排除，将增加燃料消耗，功率下降，发动机使用寿命将大大缩短。

发动机在正常工作中，汽油发动机排烟应是无色、无味的气体，柴油发动机带负荷工作时，排烟一般是无色或者是浅淡灰色，负荷略重时为深灰色或淡黑色（发动机在突然增加负荷或汽车刚刚起步在短时间内是允许冒黑烟的）气体，当发动机长时间排烟呈蓝色、黑色、白色时，即可判断为发动机工作异常。蓝烟说明润滑油窜入燃烧室，气缸内有润滑油参加燃烧；黑烟可能是供油时间过晚负荷过大，过多的燃油未能完全燃烧形成游离碳，悬浮在废气中，随排气一起排出，成为黑烟；当发动机工作时有大量的白烟排出，可能是排气管及消音器内有雨水，燃油中有水分存在或冷却水漏入汽缸中；排出大量的灰白色烟尘，也可能是个别油嘴雾化不良燃烧不彻底而造成排气管间断冒白烟，另外供油时间过早机器在运转过程中，在伴随强烈敲击声的同时排气管有大量白烟排出。

1 蓝烟

发动机在工作中，在消音器尾部可见到淡蓝色或蓝色烟雾，当拆下火花塞或喷油嘴检查时，发现顶部有许多积碳聚集，并且发动机伴有润滑油消耗过多的现象。首先应检查油底壳润滑油油面是否过高，因为油面过高极易造成润滑油上窜，到达燃烧室被烧掉，检查油面时，切不可在发动机刚刚熄火后进行检查，此时曲轴箱壁、气门室内、润滑油散热器等油液尚未流入油底壳，应熄火十分钟后检查为准确。当发现油面过高时，应及时放出多余的润滑油。

如果油面正常，对于正在使用工作时间较长的发动机，应测量汽缸压缩压力是否正常，活塞、活塞环与汽缸筒的磨损间隙是否过大，经检查测试气缸压力低于规定值许多时，还应进一步检查活塞环是否积炭、卡死、磨损、拆断或弹力消失，这些原因是造成润滑油上窜的主要原因。检查进排气门导管油封密封是否良好，对于气缸严重磨损，活塞和缸套间隙超过修理极限时，应做大修处理。刚刚经过大修或更换活塞环的发动机常因环塞环的导角装反或者没有充分磨合而上窜润滑油。

此外，若空气滤清器阻塞，在进气行程气缸进气不足。亦可将缸壁的多余润滑油吸入燃烧室而被烧掉。通常情况下pcc通风阀粘结而不能移动，失去控制通风量的作用，致使大量的润滑油蒸气通过曲轴箱通气管进入进气管而被燃烧掉。当气门导管与气门杆磨损间隙较大时，润滑油随进气门进入气缸被燃烧或随排气门导管进入排气支管被高温气体加热都会造成排烟管冒蓝烟，测量气门杆相对气门导管的摆动量，进排气门磨损极限为0.7mm～0.8mm，若超限，则更换气门或导管。

增压器在工作中，当压气机叶轮浮动轴承磨损径向间隙超过0.4mm，或者压气机油封环失效，具有一定压力的润滑油经叶轮的离心力随空气被吹向进气支管而被燃烧产生大量蓝烟。当涡轮端浮动轴套和密封损坏时，泄露的润滑油经排气高温加热蒸发，形成蓝烟，经消音器排出。单缸小型发动机使用油浴式空气滤清器，加注润滑油超过刻线标准多余的润滑油被抽进气缸燃烧，产生大量的蓝烟。当气门导管间隙超过0.15mm-0.20mm时润滑油随着高速进气气流被吸进燃烧室燃烧。

2 黑烟

柴油发动机在运转工作过程中冒黑烟，多属于供油量过大燃烧不完全；油嘴雾化不良或滴油；各缸供油量不相等；喷油提前角过迟；调速器失灵；空气滤清器堵塞；高压油泵柱塞磨损等原因引起的。当消音器间断有节奏地排黑烟一般是个别缸供油量过大，可用断缸法分别逐缸断油，同时观察该缸排烟颜色的方法予以查明，然后检查该缸喷油泵柱塞调节齿圈固定螺钉是否松动移位；并检查该缸喷油嘴工作是否正常可将喷油嘴卸下，并装在该缸高压油泵上，用起子撬动该缸高压油泵柱塞弹簧座，做油泵工作动作，观察喷油器的雾化情况是否滴油，若雾化不良，应检查油嘴针阀与阀体是否磨损卡滞。在发动机工作中，在消音器冒黑烟的同时，且听到气缸上部有清脆的敲击声，说明喷油时刻过早，此时应按随车资料维修数据调整供油提前角。此外，柴油机冒黑烟与柴油质量有关，为使柴油机着火性能良好，选用十六烷值为40～50的柴油为宜，若十六烷值超过六十五，则柴油的蒸发性变差混合气不均匀，以致使燃烧不完全产生大量游离碳，形成黑烟，使发动机功率下降。

发动机使用不当也可引起柴油机冒黑烟。如发动机长时间超负荷工作，使用的方式与发动机原设计性能参数不匹配也会冒烟，例如用6102Q型柴油机改装的城市公交车，常处于频繁起步、加速、减速的使用条件下，市内限速又不能超过50公里/小时，发动机经常在1400转/分以下的转速下工作，从该机型的发动机特性曲线来看，最大扭矩转速在1400转/分、最经济油耗在1600转/分，使用条件与原设计不匹配造成燃烧恶化，冒烟加剧。6102Q型柴油机活塞采用球形燃烧室。油嘴将雾化的柴油沿气流方向喷到燃烧室壁上，在强烈的涡流和离心力作用下，在球形燃烧室壁上形成一层油膜。油膜受热缓慢蒸发后与空气混合形成较浓混合气，造成燃烧不完全产生未燃烧的氧化物黑烟，上述的时间是在非常短的时间内完成。当发动机在额定转速以下工作必然会影响进气涡流的产生速度，从而使燃烧恶化，造成发动机工作粗暴和排气冒黑烟。

经过多次维修的发动机多次绞削气门座，造成气门座下陷太深，气门下平面与活塞的相对距离增加，也就是直接增加了燃烧室容积，降低了柴油机原始设计的压缩比比数，使压缩压力和压缩温度降低，导致发动机燃烧不完全功率下降冒黑烟。当气门间隙调整不当或凸轮轴凸轮磨损时，将破坏原来的配气相位，造成燃油混合气过浓，使发动机燃烧不完全冒黑烟。

3 白烟

发动机在工作中，燃油中含有水分或缸垫被冲坏冷却水漏入汽缸中，都会在汽缸中汽化为水蒸气由排气管排出，形成白烟，雨天或长期存放的柴油机在初次启动时，往往看到消音器排出团团白烟，发动机工作温度升高正常运转后，白烟自然消失，原因在于发动机停止运转存放后，缸套内部排气管和消音器内冷凝的部分水珠或雨水，在发动机启动后，排气预热加热后蒸发排出，单存此种症状可不足为虑。

发动机冒白烟对本机的工作温度很敏感，当温度高于70℃左右时排气颜色有白烟转变为黑烟，应该判断为喷油嘴工作不良可能使油头滴油或者使针阀被卡死。

柴油机供油时间过迟，个别喷油器校整压力过低，雾化不良在发动机温度过低时，均可导致燃油未经充分燃烧，而呈现灰白色烟雾排出，当出现此类故障，便可利用断缸法找出故障所在的气缸。发动机工作时在冒灰白色烟的同时，还表现为发动机功率不足，发动机温度过高，并伴有低沉的敲击声，说明供油时间过迟，可适当按规定提前角进行调整，松开高压油泵连接盘螺钉，将喷油时间稍微向前或者向后调整，反复几次直到发动机白烟消失为止（有时按发动机随车供给资料，并不能达到发动机最佳工作状态）。

参考文献：

[1]张志刚.柴油机排气冒蓝烟故障分析排除[J].农机使用与维修，2013（12）.

[2]王琪，史立文，孙肖军.柴油机排气烟色异常分析[J].湖北农机化，1999（01）.

[3]洪明成.柴油机为什么排黑烟、兰烟、白烟[J].渔业现代化， 1978（04）.

作者简介：

原学义（1960-），男，汽车维修高级技师。endprint