工程机械中发动机的烟色

来源：工程机械商贸网维修论坛    作者：郑同立

在工程机械中，当发动机出现故障时有可能会“冒烟”，当然这里说的“冒烟”不是正常的冒烟。通常人们把发动机排出的异常烟的颜色分为三种：蓝烟、黑烟和白烟。一般情况下，蓝烟是由烧机油引起的；黑烟是因为燃烧不完全造成的；而白烟则是因为水而引起的。 但是在实际操作中，要描述一个烟色谈何容易，除了烟色变化的连续性外，还必须考虑到外部环境对观察烟色的影响，对于同一种烟表现出来的烟色来说：
１、白天和晚上不一样。
２、早上和中午不一样。
３、有没有阳光不一样。
４、室内室外不一样。
５、晴天阴天不一样。
６、气温高低不一样。
７、因空气中的含水量不同也不一样。
除此之外，你还要考虑向你报烟色的人是不是色弱色盲。
综合上述原因，你几乎是没有办法对发动机的烟色进行一个精确的描述。因此，在要求别人描述烟色时，与其去问烟的颜色不如只问：浓、淡、冷车烟、热车烟、有负荷烟还是无负荷烟，还有就是设备所在的环境。
那么怎样才能判断引起“冒烟”的原因呢？
既然烟是由三种液体燃烧而发生的，那么先让我们看一下都有什么样的部位会引起它们的燃烧：
一、水：既然白烟是因为“烧水”引起的，那也就是说白烟是水蒸气，排气中的水蒸气通常情况下有三个来源：
1．燃油燃烧引起的水蒸气。在工程机械中使用燃料通常都是碳氢化合物，碳氢化合物燃烧时会生成二氧化碳和水，这就是排气中水蒸气的第一个来源，这是永远没有办法避免的，正常的水蒸气的排出往往会因为发动机排气速度和温度较高而不能被发现，而冬天气温较低时就能被发现。比如冬天我们会发现小轿车的排气会是一种淡淡的白烟，而夏天则没有。
2．燃料油中有水引起的“白烟”。工程机械的发动机中多采用柴油机，柴油机的燃料供给系统中都有油水分离器和柴油滤清器，使用中如果能对设备进行正常的保养（按时排放油箱中的沉淀物、按时排放油水分离器中的沉淀物、按时更换柴油滤清器），油箱中的水要想随柴油一起通过喷油头进缸燃烧几乎是不可能的，既便是真的因为保养问题引起了水随柴油进缸，那故障往往会伴生有柴油泵中柱塞和油头的损坏，发动机动力不够，甚至突然停车。
3．冷却水直接进缸燃烧。造成冷却水直接进缸的原因往往与缸床垫的损坏有关，由于缸床垫某些特定位置的损坏，造成冷却水道和燃烧室之间的连通。在发动机进行进气冲程时，由于气缸中气体的负压和冷却水的增压，会有一部分冷却水进入燃烧室，工作时此一部分冷却水被气化，排出时就是白烟，当冷却水出现异常消耗、同时伴的异常排烟时，就有可能是缸垫损坏，此时还会表现为冷却水“非高温开锅”，更有甚者还可能造成发动机不能起动（不转）、连杆弯曲或曲轴损坏（见发动机故障例一）。
发动机故障例一：
日立EX200-5
故障现象：冷车烟，冷车开锅，换过两次缸垫，故障依旧。
拆开缸盖后发现：四缸凸轮轴一侧缸筒内侧有损失下陷，离水道最近处缸床上有通向水道的烧失小槽。三，四，五缸内有拉伤。
解体时发现：一，六缸活塞可自由出入，二、三、四、五缸则不能。拆下后发现三、五缸活塞前后（按发动机）方向也就是活塞销卡簧处有拉伤，二缸活塞裙部有拉伤，四缸活塞咬死在缸筒中无法拿出（最后用锤打出），而且连杆是弯的，并且已打到了缸体，在缸体上打出一个几毫米深的缺口（不过换缸筒后不会影响工作）。
曲轴、缸体检查：缸体无变形，曲轴没有弯曲。更换三个缸筒、四个活塞、一个连杆。装配完成试机正常。
连杆弯曲的原因分析：
一般来说，使连杆弯曲的原因应该是缸内掉进杂物。当空滤和增压器没有问题时多数是气门断裂或修理时留有异物,此时活塞顶部都有打击痕迹，而此活塞顶部完好无损。分析原因应该是某次仃车时发动机仃在四缸进气开始位置或者是排气即将结束位置（气门没有关闭），由于此时燃烧室与大气相通，内部无压力，而水箱是增压的（压力是0。9？），缸筒缸床的损坏造成了水箱和燃烧室的连通，冷却水进入燃烧室。起动时由于四缸燃烧室中的冷却水不可以压缩而使连杆弯曲。这中间最不幸的是仃车时发动机曲轴仃的位置，如果四缸是仃在下止点位置就不会造成连杆的弯曲，因为根本就不能起动。
二、机油：
能使机油进缸只有下列几个部位：1、增压器。2、气门导管。3、活塞环。
1．增压器是利用发动机的排气做为动力，通过涡轮带动泵轮对发动机的进气进行增压。通常情况下，其转速达数万转以，有时可达十数万转，主轴的润滑是靠从主油道引来的压力机油，压力一般在1-6kg/cm²,远远大于增压器两端的气体的压力，当增压器的轴和轴套磨损严重或增压器的回油不畅时，就会出现增压器漏油。漏到进气一侧的机油进入燃烧室燃烧生成所谓的“蓝烟”；进入排气管一侧的机油则形成油雾、油滴或被高温的排气碳化随废气排出。当增压器的轴和轴套磨损严重时，往往伴有增压器“扫膛”的 啸叫声，同时发动机功率不足；当回油不畅时，往往会出现大量的排气管漏机油。（见发动机故障例二）。
发动机故障例二
小松PC200-5
故障现象：冷车烟，动力不减，无下排气，增压器出口与消声器接口处漏油。
曾经作过的处理：新调校的柴油泵并更换的柱塞、出油阀、喷油头，新更换的增压器。
故障分析：动力不减、无下排气说明活塞、活塞环、缸筒无故障；动力不减、无异常叫声说明增压器工作正常，无冷开锅说明缸床缸垫正常。
检查处理：综合上述分析应该是增压器回油不畅通。打开机油加油口后一切故障消失；盖上机油加油口，从上部断开废气管故障消失。至此故障原因已可以确定：废气管不畅通（废气管下部被护板和机体挤压堵塞造成废气管不畅通）。
最终结论：由于废气管被堵，使的曲轴箱压力增高，从而导致增压器回油压力过高，一部分机油分别从增压器两端泄漏，或进缸燃烧，或随排气排出。
2．缸筒、活塞、活塞环：活塞在缸筒中作往复运动，活塞环和活塞、缸筒配合将燃烧室变成一个封闭的腔才使的发动机可以作功，在高温下，高速运动的活塞和活塞环之间的磨擦靠飞溅或喷射的机油润滑，当活塞、活塞环和缸筒之间的间隙大于某个范围时，就会有一部分机油进入燃烧室燃烧生成所谓的“蓝烟”，与此同时也会有一部分的废气从此间隙进入曲轴箱再从废气孔排出，也就是说当因活塞、活塞环间隙较大而烧机油时，一定伴生有较大的下排气。
3．气门、气门导管、气门密封。气门和气门导管之间的机油的泄漏引起的烧机油可以认为是烧机油的第三个原因。与增压器相似，通过进气门导管泄漏的机油进入燃烧室燃烧生成蓝烟；通过排气门导管泄漏的机油则形成油雾、油滴或被高温的排气碳化随废气排出。由经验看，气门、气门导管、气门密封的使用寿命都较长，由此引起的烧机油可以说是微不足道，有人曾作过试验，即便是不装气门密封，由此引起的燃烧机油也是极不容易被发现，故在此不作讨论。
三．柴油。由于柴油不能完全燃烧引起的发动机排烟是异常排烟中最主要的原因之一，通常引起不能完全燃烧的原因有：进气不足、供油量过大、压缩比不够、点火时间不对、喷油嘴雾化不好。
1、进气不足：发动机工作时，活塞对被吸入缸筒中的空气进行压缩使其产生高温高压，喷油器以雾状喷入柴油来燃烧作功。当进气不足，不能满足被喷入的柴油完全燃烧来生成二氧化碳和水时，就会有一部分变成碳随排气排出，这就是我们常说的“黑烟”，此时往往会伴有动力不足。引起进气不足的主要原因有：空气滤清器堵塞；增压器故障；在个别情况下也有可能是气门故障造成的。
2、供油量过大：与上述“进气不足”相同，当供油量过大时，正常进缸的空气量不能满足喷入过量柴油的完全燃烧也会造成柴油的碳化，随排气排出时便是黑烟。引起供油过大的原因往往是人的介入：比如调校油泵。
3、缸压不够；这里所说的缸压是指发动机在压缩行程中缸内空气产生的最大压力，当活塞环漏气、气门封闭不严、进气不足时都会缸压不够。此时由于不能产生足够的压力和温度，使得喷入燃烧室中的柴油不能良好地燃烧做功甚至于不能燃烧做功而变成积碳排出。对于使用时间较长的发动机来说，这样的情况比较多，特别是当下排气比较严重时，往往会出现上述现象，此时通常是发动机需要大修了。
4．点火时间（供油提前角）不对：每一种发动机都有一个固定的供油提前角，此供油提前角是保证发动机正常工作的一个非常重要的条件，在此提前角下供油时所对应的缸压、温度等条件都非常有利于柴油的燃烧，否则会因为燃烧不良而排烟。此种故障往往出现在拆装柴油泵之后；有时也会因为柴油泵轴与正时齿轮之间相对位置的意外变动而产生。
5．雾化不良：当活塞运行到压缩上止点的某个位置时（供油提前角）柴油被以雾状喷入燃烧室燃烧作功，雾化的好坏直接影响燃烧的好坏。当柴油的质量不能保证时非常容易引起喷油头的损坏或卡死而使雾化不良甚至不雾化。此时往往伴生有柴油泵柱塞的损坏和动力不足。

发动机故障例三
三一SY65
电话报来的故障现象：新车，冒黑烟，机油烧，从消声器出口向外喷机油，但机油不减少。问下排气如何，回答是不知道。这个故障可以说是报的一塌糊涂，但有两点很明确：烟很浓、从消声器出口向外喷油。
分析与检查：
（1）、此SY65用的4BJ1发动机，没有增压器，
（2）、检查没有下排气，可以排除缸筒、活塞、活塞环故障。
（3）、新车通常情况下气门不应该有太大的问题。
（4）、从消声器出口向外喷出的不象是机油。
（4）、冷却水无异常。
（5）、柴油质量保证。
综上所述：故障点应该是在燃料供给系统上，断1、2、4缸变声不变烟，断3缸后无烟不变声。
结论：3缸供油不作功。

总之，对于正常的发动机来说，工作中应该是没有烟或者是只有极不容易被发现的淡淡的烟。当发动机突然开始排烟或者是排烟逐渐变大时，应该首先考虑引起排烟的部位，每个引起排烟的部位都有自己的独立的和关联的特徵，当你对其有了一定的认识后，引起排烟的问题也就好分析多了。你可以一个一个进行排除，排除了“没有问题的部位”后就只剩下“有问题的部位”了。