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1、毕 业 论 文题 目： 柴油机冒黑烟的故障分析与排除 所在院系 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 年 月 日 柴油机冒黑烟的故障分析与排除摘 要：本文叙述了柴油发动机四个系统的基本组成和功用,以及燃油、环境、设备对柴油机工作的影响,导致柴油发动机冒黑烟的原因,柴油发动机毛黑烟的原因、故障部位、影响因素、诊断条件及诊断方法，最后在选用燃油、设备方面的使用注意事项。随着人们环保意识的增强,柴油机的黑烟排放也倍受社会关注。为了给人类提供一个良好的生存空间,除治黑烟迫在眉睫。关键词：柴油机冒黑烟 喷油器 气门间隙 废气排放量 环保意识目 录1 引言柴油机冒黑烟是柴油机经常出现的故障。柴油机的燃烧环
2、境温度的影响，使得燃油温度和进气温度升高，燃油气化和进气量相对减少，使燃烧条件变得恶劣，导致柴油机冒黑烟。对其冒黑烟故障的排除能保证柴油发动机正常工作，使其发动机有较长的使用寿命。通过对柴油机冒黑烟故障的检测和诊断的讲述。让我知道柴油机的组成和其功用。并对柴油机的常见故障现象、故障部位、故障机理、故障的检测、诊断和排除有了一定的认识。明确了检测和诊断的基本思路。根据现代汽车维修以换件为主的情况，在这里就不讲述零件的修复。通过理论与实践结合，以及对一些常见车型的维修实例，把柴油机冒黑烟常见故障的检测与诊断作了说明。2 柴油机供油系统2.1柴油机供油系统组成组成：柴油机供油系统由柴油箱、输油泵、低
3、压油管、柴油滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器和回油管等组成。2.2供油系统故障柴油机冒黑烟故障现象及排除方法2.2.1供油提前角不正确柴油机的供油提前角，是为保证燃油进入汽缸后能够充分燃烧的最佳提前角度，机型不同，提前角也不相同,喷油提前角不正确，使柴油机燃油燃烧不充分、不完全，会导致柴油机冒黑烟。供油提前角偏大如果柴油机的供油提前角偏大，此时汽缸内的压缩压力和温度相对较低，将直接影响燃油的燃烧性能，柴油机早燃增多，燃油燃烧不完全，柴油机严重冒黑烟。供油提前角偏大除了导致柴油机冒黑烟故障外，还有下列现象：. 有强烈的燃烧噪音. 柴油机功率不足. 燃油消耗量明显增加. 排气管接口处湿润或有滴油现
4、象. 排气温度可能较高，排气管可能有烧红现象 供油提前角偏小如果柴油机的供油提前角偏小，燃油喷入汽缸时错过了最佳燃烧时机，将使柴油机后燃增多，大量燃油还未充分燃烧即被排除汽缸，柴油机将严重冒黑烟。供油提前角偏小除了导致柴油机冒黑烟故障外，还有下列现象：. 排气温度高，排气管有烧红现象. 柴油机整体温度高，柴油机因后燃增多而过热. 柴油机功率不足. 燃油消耗量明显增加 排除方法：如果确认柴油机冒黑烟的原因是由于供油提前角不对造成的，只要将供油提前角调整到设计角度，故障即可排除。2.2.2喷油泵柱塞或出油阀严重磨损个别或全部喷油泵柱塞或出油阀严重磨损将导致喷油泵泵油压力下降，使喷油器（嘴）建压相对
5、滞后，燃油燃烧不充分，后燃增多，所以柴油机严重冒黑烟。个别汽缸的柱塞和出油阀有问题，除了造成柴油机冒黑烟外，不会对柴油机的使用产生太大的影响。但如果喷油泵大多数的柱塞和出油阀严重磨损，在造成柴油机严重冒黑烟的同时，还有下列现象：. 柴油机启动困难. 柴油机润滑油油量可能增加. 柴油机动力不足. 柴油机排气温度高，排气管可能烧红. 柴油机可能因后燃增多而过热确认柴油机冒黑烟是由于柱塞或出油阀的磨损造成的基本方法是： 拆掉柴油机的排气管，启动柴油机低速运转，仔细观察柴油机各个排气口的排烟情况，找出排烟大的汽缸，更换该缸的喷油器（可以与不冒黑烟的缸互换），如果该缸仍然冒黑烟，而另一缸不冒黑烟，则可以
6、确认该缸喷油泵的柱塞或出油阀有问题。也可以不拆掉排气管，用单缸灭火法初步确认柱塞出油阀或喷油器（嘴）是否有问题，具体做法是：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。排除方法：当柴油机工作过程中出现这些问题时，应该检查喷油泵。如果确认故障的原因是由柱塞和出油阀严重磨损造成的，大修喷油泵后即可排除此故障。特别提示：大修喷油泵时应该成套（全部）更换柱塞和出油阀及相关密封垫，检查各缸供油角并按要求调整供油量。2.2.3喷油器（嘴）问题喷油嘴雾化不良、卡死或滴油严重当个别缸的喷油器（嘴）损坏时，也即当某
7、缸的喷油器（嘴）雾化不良、卡死或滴油严重时，会造成该缸燃烧不完全而导致该缸严重冒黑烟。喷油器（嘴）有问题时，除了造成柴油机冒黑烟外，还有下列现象：. 排气管接口处湿润，严重时可能滴柴油. 滴油缸活塞可能出现烧顶或拉缸故障. 该缸可能有强烈的燃烧噪音喷油压力不正确喷油压力不正确（偏大或偏小），将影响喷油器的建压时间，延迟或提前供油提前角度，使柴油机工作时冒黑烟。喷油压力偏大，可能延迟喷油开始时间，柴油机后燃增多。而喷油压力偏小，可能提前喷油开始时间，柴油机早燃增多。两者产生的问题和现象与前述的供油确认某缸喷油器（嘴）是否有问题的方法与确认柱塞出油阀是否有问题的方法基本相同，只是互换喷油器后，该缸
8、不再冒黑烟而另一缸冒黑烟，则说明该喷油器（嘴）有问题。提前角不正确相似。排除方法：更换该缸喷油嘴或喷油器总成。更换喷油嘴时，应该保证是同类合格产品并严格按要求检查和调整喷油压力，认真观察喷油器的雾化质量或是否存在低速滴油等问题，确保使用质量上乘的喷油器（嘴）。2.2.4喷油泵调速器有问题喷油泵调速器有问题，主要是调速器调速弹簧弹力不足时，将导致调速器与油门控制机构之间的不平衡，柴油机从启动开始就会严重冒黑烟。而当外部载荷稍有变化时，柴油机更是浓烟滚滚。如果喷油泵调速器有问题，柴油机运行时还有下列现象：.柴油机转速不稳定，可能自动升高或降低.带负载运行时，随负载增加柴油机转速下降严重.柴油机负载
9、越大，烟度越大.用单缸灭火法检查时，柴油机烟度无明显变化排除方法：专业维修喷油泵，更换调速弹簧或调速器总成。2.2.5喷油泵供油量太大喷油泵供油量太大，也将造成柴油机冒黑烟，大量燃油进入汽缸后未充分燃烧即被排除汽缸，是柴油机后燃增多。此时，柴油机除了冒黑烟外，还有下列现象：. 燃油消耗明显增加. 柴油机因后燃增多而使排气温度太高且排气. 可能会经常出现拉缸或活塞烧顶现象管可能被烧红. 可能会经常出现拉缸或活塞烧顶现象 排除方法：专业维修喷油泵，按要求调整喷油泵的供油量。特别提示：调整喷油泵的供油量时，必须考虑该柴油机喷油器喷油压力的影响，因为该油量是在特定喷油压力下的供油量。如果喷油压力有变化
10、，供油量也将产生相应的变化。如果喷油泵试验台标准喷油器的压力高，而实际喷油器的喷油压力低，则实际喷油量降大于调整喷油量。反之，则小于调整喷油量。压力差别越大，供油量的差别也越大。比如喷油器的喷油压力相差巴时，喷油量可能相差20。3 燃烧系统3.1燃烧系统故障柴油机冒黑烟故障现象及排除方法3.1.1汽缸压缩压力不足造成汽缸压缩压力不足的原因主要有：活塞环严重磨损（活塞环严重磨损将导致柴油机严重冒蓝烟，本文不作叙述）、压缩比偏小（活塞顶间隙太大或气门座圈凹入太深）或气门密封不严等。 活塞顶间隙太大如果装配柴油机时，没有严格按照技术要求检查并调整活塞顶间隙，或调整不当时活塞顶间隙偏时，直接影响柴油机
11、的压缩比进而影响汽缸压缩压力。由于压缩比变小，降低了汽缸的压缩压力和温度，使燃油燃烧的条件变得更加恶劣，燃油燃烧不完全、不充分，柴油机严重冒黑烟。确保活塞顶间隙的正确是装配柴油机时必须严格做到的重要事件之一。在装配柴油机时，必须将活塞顶间隙调整在技术规范要求的公差范围内。一般情况下，只要安装正确，活塞顶间隙在使用过程中的是不会变化的。 气门密封不严气门密封带严重变形或磨损，将导致气门密封不严，直接降低汽缸压缩压力和温度，使燃油燃烧不完全、不充分，导致柴油机严重冒黑烟。 气门座圈凹入太深气门座圈长期经受燃烧高温和气门的强烈冲击，加之气门座圈底孔的铝合金性质，将使气门座圈凹入逐步增加，使气门平面与
12、缸盖底面之间的尺寸相对增加，相应增加了燃烧室的容积，降低了柴油机压缩比，从而降低了汽缸的压缩压力和温度，导致燃油燃烧不完全、不充分，柴油机严重冒黑烟。汽缸压缩压力不足时，除了使柴油机冒黑烟外，还有下列现象：. 柴油机工作时动力不足. 柴油机加速无力（加速性能太差）. 燃油消耗增加 排除方法：如果进行汽缸压缩压力测量而确认柴油机冒黑烟是由于汽缸压缩压力低造成的，就必须检查活塞顶间隙、气门座圈凹入深度和气门与气门座圈之间的密封情况。具体做法是：松开缸盖螺栓，拆下缸盖，在活塞顶部放入铅丝，然后装上缸盖，按要求拧紧缸盖螺栓，然后再松开缸盖螺栓，取下缸盖后测量铅丝的厚度，如果测量值在技术要求范围内，则明
13、说活塞顶间隙正确。反之，则说明活塞顶间隙对，需要进行调整（主要是根据测量值选择缸垫的厚度）。取出缸盖后，仔细观察和测量气门大头平面与缸盖底面的距离，如果测量数值大于技术要求数值，则说明气门座圈凹入太深，需要进行修复处理。修复方法是：更换气门座圈和所有气门，重新研磨气门。气门座圈的具体要求请参照相关技术要求。如果气门座圈凹入深度合格，则应仔细检查气门与气门座圈之间的密封带。一般情况下，经过长期使用后，气门与气门座圈之间的密封带都会有较大的磨损和变形，需要进行修复。具体做法是：绞磨气门座圈密封带、更换气门和重新研磨气门。3.1.2气门间隙不正确气门间隙不正确，影响柴油机配气正时，也即是气门该打开时
14、为打开，该关闭时为关闭，直接影响柴油机的进气量，降低了柴油机的过量空气系数，造成柴油机油气混合物过浓，燃油燃烧不完全、不充分。柴油机冒黑烟。气门间隙不正确除了使柴油机冒黑烟外，还有下列现象：. 柴油机动力不足. 柴油机可能启动困难. 可能有强烈的金属碰撞声确认气门间隙是否正确的基本方法是：打开气门室盖，用手感或塞尺检查气门间隙。排除方法：按要求重新调整气门间隙。4柴油机进气系统4.1柴油机进气系统的组成组成：空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气管、进气室、进气歧管、怠速控制(IAC)阀以及各种传感器、配线、控制气体量及真空度的软管。4.2进气系统故障柴油机冒黑烟故障现象及排除方法进气系统造成
15、柴油机冒黑烟的原因主要是：空气滤或进气管阻力太大。一般情况下进气管阻力恒定，空气滤阻力可能随时变化。4.2.1空气滤问题如果空气滤脏污或使用了劣质空气滤芯，均可能造成近期阻力增加，使进入气缸的新鲜空气量减少，导致柴油机冒黑烟。如果柴油机原来不冒烟，在更换了空气滤芯后烟度增加，则说明空气滤芯质量有问题。4.2.2进气管问题如果进气系统堵塞或管道太长，均可能增加进气阻力。进气阻力太大，会造成柴油机冒黑烟。如果进气温度过高，同样会造成柴油机冒黑烟。进气系统故障除了造成柴油机冒黑烟外，还有下列现象：. 柴油机动力不足. 柴油机油耗增加确认是否是由于进气系统故障而造成柴油机冒黑烟的基本方法是：空气滤芯阻
16、力：启动柴油机低速运转，拆掉空气滤芯（包括纸芯和毡芯），然后观察排气烟度的变化，如果去掉空气滤芯后，柴油机烟度减少，则说明空气滤芯有问题如果确认空气滤芯质量没有问题时，可以进一步检查进气管阻力。进气管阻力：拆开柴油机自身进气管外的进气管接口，使空气直接进入柴油机进气管，然后启动柴油机低速运转，观察排气烟度。如果烟度减少，则说明进气系统阻力太大。进气温度：如果排气管离进气管的距离太近，或者排气管接口处漏气，均可能对进气温度造成直接影响。如果柴油机怠速、空转无烟，带负荷后冒黑烟，且符合越大黑烟越严重，在排除了其它因素后，就应该考虑进气温度的影响了。在正常情况下，进气温度不得高于。 排除方法：换新的
17、、优质的空气滤芯，疏通进气管和排除对进气管道的加热现象。5柴油机排气系统5.1排气系统的组成及功用组成：排气管、催化式净化器、消声器、尾管等。功用：将各缸排放废气集中通过排气管排出，排气系统上装有消音装置，可以降低发动机噪音。现在为了环保，排气系统上装有排污净化装置，如三元催化等。5.2排气系统故障柴油机冒黑烟故障现象及排除方法如果排气系统安装不合理，比如排气管过细、过长或消声器不合适等，均可能增加排气阻力，使柴油机排气不畅，导致柴油机冒黑烟。如果需要更换排气系统零部件（排气连接管路和消声器），一定要选用于原排气系统相适应且匹配的同类产品，排气连接管直径绝对不能小于原管直径，消声器的排气通过量
18、不能低于原消声器的许用通过量，且背压（消声器排气阻力）不能高于原有允许数值。在通常情况下，如果未对排气系统进行改造，一般不会产生排气背压超标的问题。如果排气系统有问题，柴油机除了冒黑烟外，还有下列现象：. 柴油机功率不足. 柴油机排气温度高. 燃油消耗量可能增加确认排气系统是否存在问题的基本方法是：拆掉排气管，启动柴油机低速运转，观察各缸排气口烟度，如果此时烟色正常，则说明柴油机自身没有问题。然后装上排气管，启动柴油机在相同转速下低速运转，观察排气管出口烟色，如果烟度较大，则说明排气系统有问题。排除方法：在确认排气系统有问题之后，需要对整个系统进行改造：更换消声器，选用排气通过量较大且排气背压
19、较小的消声器；更换柴油机排气管出口与消声器之间的连接管，选用直径较大的排气直管且大圆弧过渡，减少直角过渡。6 柴油机燃油因素如果使用了劣质燃油，可能造成柴油机严重冒黑烟。除此以外，柴油机还有下列现象：. 柴油机动力不足. 柴油机燃油滤芯经常堵塞. 柴油机运转不正常，转速不稳定或加速无力7 自然环境因素对柴油机的影响环境温度太高，使得燃油温度和进气温度升高，燃油气化和进气量相对减少，使燃烧条件变得恶劣，导致柴油机冒黑烟。海拔高度太高，海拔高度升高后，随着海拔高度的升高，空气密度将减少，空气中氧气的含量也将随之减少，燃油在相对缺氧的条件下燃烧，造成燃烧不完全、不充分，导致柴油机冒黑烟。环境因素导致
20、柴油机冒黑烟时，还有下列现象：. 柴油机动力不足. 柴油机温度升高，可能出现过热现象. 燃油消耗明显增加如果柴油机在某地作业时不冒黑烟，而到另一地作业时却浓烟滚滚，则此故障可能是由环境因素造成的。8 柴油机的设备匹配因素柴油机出现冒黑烟故障，还有可能是柴油机与设备的动力输出装置不匹配或是设备自身问题而造成的，如果柴油机原来不冒黑烟，但在更换了变速箱或变扭器后浓烟滚滚，很有可能是柴油机与变速箱或变扭器不匹配造成的。确认柴油机是否由于设备原因导致冒黑烟的方法是：启动柴油机中速运转，观察柴油机排气出口烟色，如果有烟度测量装置，可以记录下此时的烟度值。拆掉柴油机与设备之间的联轴器，启动柴油机中速运转，
21、观察排气管出口烟色，并测量此时柴油机的烟度值。将所得烟度值进行比较，即可得出柴油机冒黑烟是否是由于设备因素造成的。特别是当柴油机空转时无烟无色，只要带负荷工作即浓烟滚滚，且转速下降严重。出现此种情况主要是柴油机与设备不匹配造成的。9 故障实例分析一辆捷达轿车南充6102Q型柴油发动机运转加速突突声冒黑烟。故障现象：一台南充6102Q型柴油发动机，在运行中动力逐渐下降，燃油和机油的耗量都有所增加。加油提速时，低、中速有明显的“突突”声，高速时不太明显。上坡时，“突突”声更为严重，发动机连续冒黑烟。故障原因检查：对发动机进行断油试验，发现6个气缸都工作不良，校正喷油器后试机，情况依旧。检查喷油泵也
22、是正常的，喷油提前角调大调小都无效。检查气缸压力，发现各缸的压力都偏低，但发动机活塞与气缸套之间并未窜气，说明并不是活塞、活塞环与气缸套磨损而影响气缸压力下降的。故认定是发动机的气门密封不良引起的故障。在拆下气缸盖前检查了气门间隙，进气门间隙正常，排气门间隙略大了一些。拆下气缸盖，对各缸气门进行了浸油试验，6个排气门全部不密封，进气门却密封良好。拆下排气门，发现排气门全都烧蚀了。气门头部的密封带和气门座圈上的密封带都布满了积炭，两者之间已不能完全密合，根本起不到密封作用。这里可排除因气门间隙过小引起的气门与气门座圈之间不能完全密合的可能性，因为该发动机的排气门间隙不但不小，相反比标准间隙大了少
23、许。在进一步检查中得知，每个排气门的头部与气门杆部圆弧连接处布满了积炭，排气门的导管上没有装气门油封，气门杆与气门导管间隙过大。 故障分析：由于排气门没装气门油封(原厂规定该型号发动机的排气门不用装气门油封，但在实际使用中，大多对排气门加装了气门油封，以避免发动机工作时，机油从气门杆与气门导管之间的间隙中漏入气缸内)，气门杆与气门导管之间间隙又过大，发动机工作时，机油便从其间隙中渗入进气道和气缸内，与燃油混合燃烧而产生积炭和烟雾。发动机运行的时间越长，气门头部和气缸内产生的积炭就越多，积聚在气门杆上的积炭也越多。当气门杆的积炭超过一定限度时，排气门不能落座。由于排气门关闭不严，发动机工作时不仅
24、排气门被烧蚀，而且气缸压力降低，混合气不能完全燃烧，发动机工作状况变差，所以动力下降并发出“突突”声，排气管冒黑烟。故障排除：由于各个零部件不能进行修理使用，所以应该给与损坏的零部件进行更换。结束语通过对柴油发动机冒黑烟的检测和诊断的讲述，让我知道了柴油机的重要性。对于柴油机出现的常见故障可以作出判断并解决，文章比较清楚地讲述了发动机柴油机常见故障的检测方法和基本的诊断思路。伴随着科技的发展，汽车上的电子设备越来越多，各种传感器的相继出现，单单靠经验是不能完全解决问题的。要通过使用检测仪器对车辆进行检测，这样才能够方便、快捷地找出车辆故障，避免盲目地拆装。在检修时一定要了解车辆的构造，因为车辆
25、的整体是相互联系的。 汽车维修必须要有理论作为依据，七分诊断三分修理，重在诊断。只要我们认真学习好理论知识，并通过日常实践，会使我们更快地掌握维修经验。 致 谢时间过的很快，三年的大学生活就这么结束了，有些匆忙、有些不舍，却也很充实。感谢我的母校XXXXXX让我有一段值得回忆的快乐充实的大学生活。感谢我的辅导员XXX老师。他给予我学习上的指导和生活上的帮助，表示衷心感谢！谢谢我的论文导师，XXX老师，老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议，指正了我论文中的诸多不足，使我的论文得以顺利完成，在此对导师的细心指导表示衷心感谢！在三年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助，在此我向他们表示我衷心地感谢！最后，祝我们的学校越办越好！祝所有老师工作顺利！参考文献1 李慧喜.柴油机故障的诊断与检测.北京：中国人民出版社，20052 陈家瑞.汽车构造.北京：人民交通出版社，20033 黄虎.现代柴油汽车维修.上海：上海交通大学出版社，2001 4 张广辉.汽车柴油机故障诊断技术.北京:高等教育出版社,20055 张子波.汽车柴油机构造与维修.北京：高等教育出版社，2005