張國(guó)晟

（遼寧省鐵嶺市鐵法能源公司運(yùn)輸部， 遼寧 鐵嶺 112700）

引言

內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)排氣時(shí)冒黑煙現(xiàn)象的存在，會(huì)造成燃料浪費(fèi)和大氣污染，同時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)車各系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，降低內(nèi)燃機(jī)車的使用效率。通過(guò)對(duì)DF5B型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)車排氣時(shí)冒黑煙現(xiàn)象的技術(shù)分析與處理，解決了在進(jìn)氣系統(tǒng)、壓縮壓力、功率調(diào)節(jié)方面存在的問(wèn)題。

1 DF5B 型內(nèi)燃機(jī)柴油機(jī)排氣冒黑煙現(xiàn)象原因的分析

1.1 由柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)發(fā)生故障而引起的

DF5B型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣濾清器、增壓器及中冷器等幾部分組成，因此從這幾方面分析其原因。

第一，空氣濾清器方面原因。當(dāng)空氣濾清器被灰塵堵塞導(dǎo)致氣流通行不暢時(shí)，會(huì)使進(jìn)入柴油機(jī)各氣缸內(nèi)參與燃燒的空氣量減少。在一般情況下，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1 000 r/min，在柴油機(jī)氣缸內(nèi)燃料爆發(fā)前，燃燒室應(yīng)充滿體積為0.002 9 m3、壓強(qiáng)值約在280.33 kPa 的壓縮空氣。當(dāng)經(jīng)由空氣濾清器實(shí)際提供的空氣量下降幅度很大時(shí)，就會(huì)使后續(xù)步驟可提供的壓縮空氣量下降，從而導(dǎo)致機(jī)車柴油機(jī)出現(xiàn)排氣冒黑煙的現(xiàn)象。

第二，增壓器方面原因。作為進(jìn)氣系統(tǒng)的增壓機(jī)構(gòu)，以ZN250C 為例，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2 500 r/min 時(shí)，一般進(jìn)口壓力為95 kPa，而出口壓力為250 kPa，增壓倍數(shù)為2.63。當(dāng)增壓器出現(xiàn)油封漏油或轉(zhuǎn)子彎曲時(shí)，會(huì)導(dǎo)致增壓效果下降，造成進(jìn)入氣缸內(nèi)空氣質(zhì)量下降且數(shù)量減少，導(dǎo)致機(jī)車柴油機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重冒黑煙。

第三，中冷器方面原因。作為壓縮空氣進(jìn)入柴油機(jī)氣缸前的冷卻機(jī)構(gòu)，中冷器起著降低溫度并增加氣缸進(jìn)氣量的作用，如果中冷器水腔結(jié)垢及氣腔有污物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入氣缸內(nèi)的氣量減少，從而也會(huì)引起機(jī)車柴油機(jī)冒黑煙現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.2 由柴油機(jī)各缸壓縮壓力降低而引起的

造成柴油機(jī)各缸壓縮壓力低的原因如下：

第一，氣缸蓋與缸套上沿之間存在氣隙。此氣隙在二者之間的壓縮比墊處顯示出來(lái)。這個(gè)氣隙的存在，將極大地降低壓縮壓力，使燃燒惡化。

第二，活塞環(huán)、缸套內(nèi)壁各自的不規(guī)則磨損變化。在一般情況下，缸套內(nèi)徑的圓度應(yīng)保持在0.005 mm 范圍內(nèi)，而圓柱度應(yīng)保持在0.015 mm；活塞環(huán)應(yīng)無(wú)變形和磨損。當(dāng)此條件無(wú)法達(dá)到時(shí)，會(huì)降低壓縮壓力，也會(huì)引起燃燒惡化。

第三，氣門關(guān)閉不嚴(yán)。此現(xiàn)象由氣門間隙發(fā)生變化、氣門座脫落、氣閥機(jī)構(gòu)彈簧彈力不足等原因引起，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)車柴油機(jī)排氣時(shí)冒黑煙。

1.3 由柴油機(jī)超載而引起的

在內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行水阻試驗(yàn)時(shí)，各轉(zhuǎn)速下功率范圍是固定的，DF5B機(jī)車轉(zhuǎn)速與功率情況見表1。

當(dāng)聯(lián)合調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障或CF 勵(lì)磁調(diào)整管電阻、油壓馬達(dá)工作調(diào)整管電阻、勵(lì)磁調(diào)整管電阻的阻值發(fā)生變化時(shí)，就有可能使各轉(zhuǎn)速下的功率值向增大方向轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致柴油機(jī)超載而冒黑煙。

表1 DF5B 機(jī)車轉(zhuǎn)速與功率情況

第一，聯(lián)合調(diào)節(jié)器方面原因。動(dòng)力活塞向增大方向持續(xù)變化時(shí)，會(huì)使柴油機(jī)出現(xiàn)超載冒黑煙現(xiàn)象；另外，功調(diào)電阻卡在較小阻值位置時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致排氣冒黑煙的情況。

第二，CF 勵(lì)磁調(diào)整管電阻、勵(lì)磁調(diào)整管電阻方面原因。勵(lì)磁調(diào)整管電阻的阻值一般在20 Ω±2 Ω，當(dāng)它降到18 Ω 以下時(shí)，由于勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流過(guò)大，就會(huì)出現(xiàn)主發(fā)電機(jī)功率過(guò)大并導(dǎo)致柴油機(jī)超載冒黑煙；CF 勵(lì)磁調(diào)整管電阻的阻值一般在400 Ω 左右，當(dāng)其阻值過(guò)分降低，會(huì)引起測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流過(guò)大，從而也會(huì)導(dǎo)致主發(fā)電機(jī)功率過(guò)大和柴油機(jī)冒黑煙。

第三，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器方面原因。DF5B型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為800 r/min 以下的功率調(diào)節(jié)，是依靠勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而且柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為800～1 000 r/min 范圍內(nèi)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器也協(xié)助油馬達(dá)共同完成勵(lì)磁。但當(dāng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障時(shí)，柴油機(jī)在個(gè)別轉(zhuǎn)速下超載冒黑煙的情況就有可能出現(xiàn)。

2 解決柴油機(jī)排氣冒黑煙的系統(tǒng)性措施

2.1 對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整

2.1.1 空氣濾清器的調(diào)整檢修時(shí)在空氣濾清器拆下來(lái)后，發(fā)現(xiàn)濾膜上灰塵很多，應(yīng)采取更換濾清器的辦法來(lái)解決。

2.1.2 增壓器的調(diào)整

增壓器檢修后應(yīng)達(dá)到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

2.1.3 中冷器的調(diào)整

中冷器解體后，在氣腔的冷卻片上，發(fā)現(xiàn)有許多污物，應(yīng)采取高溫清洗等辦法處理清潔。

2.2 柴油機(jī)各缸壓縮壓力的修正

1）壓縮間隙調(diào)整方面，應(yīng)以16.2～16.3 mm 標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整，壓縮比調(diào)整墊有損壞或尺寸超差的應(yīng)全部更換。

2）氣缸應(yīng)測(cè)尺檢定，全部氣缸測(cè)尺后，若缸套符合要求，但活塞環(huán)磨損較大，活塞環(huán)應(yīng)全部更換。

3）對(duì)所有氣門座及彈簧進(jìn)行檢查確認(rèn)，所有氣門都需進(jìn)行研磨，氣門冷態(tài)間隙應(yīng)按進(jìn)氣0.4 mm、排氣0.5 mm 進(jìn)行調(diào)整。

表2 增壓器檢修后應(yīng)達(dá)到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.3 對(duì)功率重新整定

聯(lián)合調(diào)節(jié)器進(jìn)行清洗，同時(shí)在水阻試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)動(dòng)力活塞位置和懸掛點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，功調(diào)電阻也要進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量勵(lì)磁調(diào)整管電阻并根據(jù)測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流對(duì)CF 勵(lì)磁調(diào)整管電阻、油壓馬達(dá)工作調(diào)整管電阻進(jìn)行調(diào)整[1-3]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述對(duì)DF5B型內(nèi)燃機(jī)車排氣冒黑煙原因進(jìn)行技術(shù)分析并采取技術(shù)防范措施，柴油機(jī)冒黑煙問(wèn)題可得到解決。因此，在日常檢修中只有對(duì)每一部件的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體分析，找出問(wèn)題原因，采取相應(yīng)防范措施，才能保證設(shè)備安全運(yùn)行。