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柴油机为什么冒黑烟
柴油机在高负荷时,排气就容易冒黑烟。黑烟的生成过程,目前还不完全清楚,一般认为当柴油机负荷高时,喷入燃烧室的燃料增多,燃烧室中的温度又较高,加上柴油机混合气形成不均匀的特点,这样就会造成燃烧室内局部地区空气不足的燃烧,燃料在高温缺氧的情况下分解,聚合形成炭烟(炭黑)。
炭烟不是纯粹的碳,而是一种聚合体,主要成分是碳(85%以上),但还含有少量的氧、附近氢和灰分,并且其成分随柴油机的负荷不同而有所改变。将黑烟通过过滤器把炭烟收集起来放在电子显微镜下观察,可以看到大的炭烟粒子直径在0.05μm左右。
柴油机中燃烧的高温裂解反应是不可避免的,特别是在空间混合燃烧的柴油机中,高温的气体包围着液态的油滴,造成了进行裂解反应有利的条件,燃烧过程的高速摄影证实,在上止点附近都会出现大量的黑烟,但在一般情况下,炭烟都能在随后的燃烧中找到空气而完全燃烧,使排气无黑烟。
但是如果气缸空气不足,混合过程进行缓慢,那么由于膨胀而使气缸温度下降,则碳不能燃烧而被聚合成炭烟。形成炭烟就使燃烧不完全,柴油机经济性下降,排温升高,排气冒黑烟,燃烧室表面积炭,并使负荷不能再行提高。
积炭还会引起活塞环或活塞卡住、附近气门咬死等故障。因此不允许柴油机在长时间超负荷的状态下工作。
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全新发电机组或设备大修后使用中的几点错误做法
柴油发电机组在使用过程中发动机的故障较多。 为此, 笔者走访和调查了一些柴油发电机组修理厂和一些拥有大量柴油发电机组的施工单位。根据调查结果发现,在使用中发动机产生的故障主要是由于发动机的使用维护不当所造成的。 由于一些机手技术素质不高或思想不够重视,在使用柴油发电机组时,不能严格执行有关规定和操作规程, 甚至还采用一些错误的做法进行操作和维护,造成了发动机磨损加剧,功率下降油耗上升,从而导致发动机过早产生故障。现将调查结果及个人的一些建议归纳总结如下。
1 新发动机或大修后的发动机不进行磨合
新设备或发动机大修后,更换了气缸套、同城活塞、同城活塞环和轴瓦等零件,而没有经过充分的磨合,立即进行重负荷作业,会造成零件的早期磨损,有的还会出现拉缸、同城烧瓦现象。 例如有一台TY220推土机上装用的是NT855柴油机,大修后没有按要求进行磨合就直接重负荷作业,结果工作不到20 h就出现了烧瓦现象。
2 发动机冷启动后就立即高速运转
发动机冷启动后,由于发动机处于冷态,机油粘度高,油道阻力也大,机油泵的转速较低,供油量较小,使得机油进入摩擦副的时间滞后,发动机的各部分还没有得到充分润滑, 会造成发动机的齿轮及轴承由于润滑不良而损坏, 同时也加剧了气缸及轴瓦的磨损。
特别是带有涡轮增压器的发动机会造成涡轮增压器的转轴烧蚀。由于增压器转轴的转速较高,因此滚动轴承无法适应,只能采用浮动轴承结构,即转轴在轴套内高速旋转的同时, 轴套还可在压气壳与涡轮壳内低速旋转。 这样,轴套内、同城外圆必须具备完整的油膜,才能确保增压器的正常工作。 为此,柴油机启动后应空转一会,机油温度上升,流动性好转,增压器得到充分润滑后方可提高转速,投入作业,这一点在寒冷的冬季更为重要。 例如有一台从俄罗斯进口的T-330推土机,发动机为B-400柴油机(V形8 缸带两个增压器,功率为300kW)。这台推土机从运载设备上卸下时正是寒冬季节(气温比较低),卸下后,机手立即启动发动机,随后高速开回工地,次日发现可以空转,但一加载就走不动了。原来是增压器因润滑不良而烧蚀转轴,缸内进气量随之减少,机设备功率就大幅度下降。
3 柴油机突然熄火
当装有增压器的柴油机在高速运转时突然熄火,机油泵立即停止转动,增压器内的机油也停止流动,如果此时排气歧管的温度很高,其热量会被吸收到增压器壳体上,将停留在那里的机油熬成积碳。当这种积碳越积越多时就会阻塞进油口, 导致轴套缺油,加速转轴与轴套之间的磨损,甚至产生“咬死”的严重后果。 因此,柴油机停转前一定要先卸荷,使其空转,待发动机温度下降后再熄火。
4 使用劣质柴油
使用不合格的柴油。 由于劣质柴油的十六烷值不符合标准,造成发动机燃烧状况不良,积碳多,发动机活塞环烧结引起拉缸。 同时劣质的柴油也加速了喷油泵柱塞、同城出油阀及喷油器的磨损。