摘 要：明確了柴油機排煙煙色的概念，進一步闡述其生成機理，并對柴油機在使用過程中產生的排煙煙色的故障原因作出準確判斷和分析。

一、概述：

柴油機自設計投產至今，已有近百年的歷史，柴油機的品種、質量和產量都有了很大的發展和提高，各種系列的變型和配套產品多達幾百種，作為汽車、工程機械、船舶、電站、農業排灌機械和其它工業配套的動力設備，在經濟發展中發揮了積極作用。本文主要對柴油機的排煙煙色生成機理進行敘述、判斷和分析，仔細觀察柴油機排氣煙色，正確的判斷及科學的分析能有效地改善柴油機使用性能，降低故障發生率，提高柴油機經濟性能。

柴油機在正常工作溫度下，其排氣煙色應該是無色或淡灰色，所謂無色不是完全無色，不能像汽油機那樣無色，而是在無色中伴有淡淡的灰色，這是正常排氣煙色。柴油機在怠速時排氣煙色可能重一些，在高速、高負荷時也可能重一些，要注意觀察正常排氣煙色，才能對非正常的排氣煙色進行判斷和分析。柴油機燃料完全燃燒后，正常顏色一般為淡灰色，負荷略重時為深灰色。柴油機在工作中，會經常出現冒煙現象，柴油機排煙有黑煙、藍煙、白煙和灰色四種，它們是判斷柴油機故障的條件之一，具體分析如下：

二、柴油機出現冒黑煙的故障原因：

（一）、柴油機排氣冒黑煙主要是燃料混合氣過濃。

    1）、黑煙也稱碳煙，柴油機排氣冒黑煙主要是燃料混合氣過濃，可燃混合氣形成不良或燃燒不完善等原因造成的。柴油機在高溫、高壓燃燒條件下，局部缺氧、裂解并脫氫而形成的以碳為主要成分的固體微小顆粒，是燃燒室內燃料燃燒不完全的表現。由于柴油機是非均質燃燒，燃燒室內各區域的化學反應條件是不一致的，而且隨著時間而變化的，所以黑煙很可能是由許多不同途徑生成的。柴油是復雜的碳氫化合物，噴入燃燒室內未燃燒的柴油受高溫分解，形成炭黑，排氣時隨同廢氣一起排出形成黑色煙霧。黑煙是不完全燃燒產物，是烴燃燒在高溫缺氧情況下裂解過程釋出并聚合而成的。某些情況下燃油噴射在燃燒室壁面上，形成液態油膜，油膜是最后蒸發的一部分，它的燃燒取決于其蒸發速度和燃料蒸氣與氧的混合速度。如果周圍氣體中氧的濃度太低，或混合的速度不夠時，從油膜蒸發的燃料氣體將被分解，并產生未燃烴、不完全氧化產物和黑煙。

    2）、通過實驗觀察，B.B Chakraborty和R.Long根據他們的研究和他人的資料，提出了黑煙形成機理如下圖所示：

開鏈烴→高溫裂解脫氫→烯烴，主要是乙烯（CH2=CH2）→進一步裂解脫氫→炔烴，主要是乙炔（CH≡CH）→聚合脫氫→乙烯基乙炔（CH≡C-CH=CH2）或聯乙炔（CH≡C-C≡CH）→進一步裂解脫氫、基團聚合→大于1000℃時，聚縮乙炔具有多個（-C=C-），它很不活潑，至此已經形成固體碳初核→經聚合→聚合物→環構化并進一步脫氫（大于1000℃高溫時）→含氫的多環碳絡合物或不溶性多環碳氫化合物→聚晶、擴大→六方晶格的碳晶體，這是碳煙的實體→表面吸附異物，本身附聚—→碳煙（黑煙）

按照上述定性描述，柴油機燃燒過程中黑煙的生成可以概括為三個階段——成核階段、單粒階段、單粒的燃燒消失或附聚成更大絮團。

（二）、柴油機排氣冒黑煙的故障產生的主要原因：

1．活塞環、氣缸套等磨損

氣門、活塞環、氣缸套磨損后，引起壓縮壓力不足以及機油上竄燃燒室，使氣缸在壓縮行程結束時，混合氣混合的正常比例改變，使燃油在無氧條件下燃燒，燃燒過程容易產生積炭，排出的廢氣形成大量黑色煙霧。

2．燃燒室形狀改變

燃燒室形狀因制造質量及長期使用導致技術狀況下降，使壓縮余縫過大、過小以及活塞位置裝錯，都會使燃燒室形狀和容積改變，從而影響燃油與空氣混合質量，使燃油燃燒條件變壞。#p#分頁標題#e#

3．噴油器工作不良

柴油機排氣煙度與燃油霧化品質的關系密切，在柴油機噴油過程中，每次噴油臨結束時，噴油壓力下降，霧化質量差，使液滴直徑比主要噴射階段的油滴大4­—5倍（體積約增大100倍），這些油滴蒸發與燃燒的時間短，周圍氧的濃度低，容易產生碳煙。噴油器不霧化、霧化不良或滴油，使燃料不能充分地與氣缸內的空氣混合，也不能完全燃燒。由噴油器工作不良引起的排黑煙現象在柴油機低速運轉時較為明顯，因為低速運轉時氣缸內進氣渦流較弱，油滴或油束被氣流沖散的可能性減少并且停留的時間較長，更容易形成碳黑排出。

4．供油量過大

供油量過大，使進入汽缸內的油量增多，造成油多氣少燃油燃燒不完全。另外，工作負荷過重、燃油質量低劣、工作溫度過低也會引起排氣冒黑煙。柴油機中燃料的高溫裂解反應是不可避免的，特別是空間混合燃燒的柴油機。

5、從柴油機排煙狀況來判斷故障產生的原因，進而采取相對應的解決措施。