基于尾气烟色判析柴油发电机故障

　摘要：柴油发电机排烟有黑烟、蓝烟、白烟、和灰烟四种，它们是判断柴油机运转情况的直
观表象，针对具体情况做运行状况分析。

 

　　关键词：柴油机

 工况 烟气 

　　柴油发电机在正常工况下，柴油完全燃烧，其排气烟色应该是无色或淡灰色，在高转
速、高负载时排烟色度要重一些，呈现深灰色。机组工作异常中，会经常出现冒烟现象，其
尾气烟色呈现黑烟、蓝烟、白烟、和灰烟四种，它们是判断柴油发电机故障的直观表象：

 

　　一、排气冒黑烟（碳烟）

 

　　黑烟也称碳烟，柴油发电机排气冒烟主要是燃料混合气过浓，可燃混合气形成不良或
燃烧不完全等原因造成的。在高温、高压燃烧条件下，局部缺氧、裂解并脱氢而形成的以碳为
主要成分的固体微小颗粒，是燃烧室内燃料燃烧不完全的表现。由于机组是非均质燃烧，燃
烧室内各区域的化学反应条件是不一致的，而且随着时间而变化的，所以黑烟很可能是由
许多不同途径生成的。柴油是复杂的碳氢化合物，喷入燃烧室内未燃烧的柴油受高温分解，
形成炭黑，排气时随同废气一起排出形成黑色烟雾。某些情况下燃油喷射在燃烧室壁面上，
形成液体油膜，油膜是最后蒸发的一部分，它的燃烧取决于其蒸发速度和燃料蒸汽与氧的
混合速度。如果周围气体中氧的浓度太低，或混合的速度不够时，从油膜蒸发的燃料气体将
被分解，并产生未然烃，不完全氧化产物和黑烟。

 

　　按照上诉定性描述，机组燃烧过程中黑烟的生成可以概括为成核阶段、单粒阶段，单粒
的燃烧消失或附聚成更大絮团。影响其生成的主要原因为：

 

　　

1、活塞环、气缸套等磨损。气门、活塞环、汽缸套磨损后，引起压缩压力不足以及机油上

窜燃烧室，使汽缸在压缩行程结束时，混合气混合的正常比例改变，使燃油在无氧条件下
燃烧，燃烧过程容易产生积炭，排出的废气形成大量黑色烟雾。

 

　　

2、燃烧室形状改变。燃烧室形状因制造质量及长期使用导致技术状况下降，使压缩余缝

过大、过小以及装配时，没有严格按照要求检查并调整活塞顶间隙，或调整不当时活塞顶间
隙偏大时，都会使燃烧室形状和容积改变，直接影响其的压缩比进而影响气缸压缩压力。由
于压缩比变小降低了气缸的压缩压力和温度，使燃油燃烧的条件变得更加恶劣，从而影响
燃油与空气混合质量，燃油燃烧不完全、不充分，柴油机严重冒黑烟。

 

　　

3、喷油器工作不良。柴油发电机排气烟度与燃油雾化品质的关系密切，在喷油过程中，

每次喷油临结束时，喷油压力下降，雾化质量差，使液滴直径比主要喷射阶段的油滴大

4

～

5 倍，这些油滴蒸发与燃烧的时间短，周围氧的浓度低，容易产生碳烟。喷油器不雾化、

雾化不良或滴油，使燃料不能充分地与汽缸内的空气混合，也不能完全燃烧。由喷油器工作
不良引起的排黑烟现象在机组低速运转时较为明显，因为低速运转时气缸内进气涡流较弱
油滴或油束被气流冲散的可能性减少并且停留的时间较长，更容易形成碳黑排出。

 

　　

4、供油量过大。供油量过大，使进入汽缸内的油量增多，造成油多气少燃油燃烧不完全。

另外，工作负荷过重、燃油质量低劣、工作温度过低也会引起排气冒黑烟。

 

　　

5、供油提前角调整不当，供油提前角过大，燃油过早喷入燃烧室内，由于此时气缸内

压力温度较低，燃料不能着火燃烧，当活塞上行，汽缸内达到一定压力和温度，可燃混合
气燃烧。在直喷式柴油机中，当其它参数不变时，加大喷油提前角可以降低排气烟度。因为
加大喷油提前角会使滞燃期加长，使着火前喷入气缸的油量增加，预混合气增多，加快了
燃烧速度，燃烧可较早结束，从而使主燃烧期的形成碳粒具有较高的温度和高温下停留较
多的时间，有利于碳粒氧化消失。然而过早的喷油增加了预混燃料量，使柴油机工作粗暴，
燃烧噪音增加，并引起较大的机械负荷，以及较多的黑烟排放

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　　供油提前角过小，喷入气缸内的燃油过迟，一部分燃料来不及形成可燃混合气就被分