直喷式柴油机因为其燃油经济性能好、CO2排放量低而得到

斯太尔WD615发动机排黑烟的诊断排除刘利民工作单位：北京环卫工程集团有限公司内容提要：发动机排黑烟是一种不正常的燃烧现象，不但影响发动机的动力性和经济性，还给发动机的正常使用带来很多的危害，同时严重污染环境。

作者作为一名工程车队修理工，常年维修工程机械，经历了很多柴油机发动机排黑烟的故障现象。

本文结合作者的一些工作经验归纳总结了斯太尔WD615发动机排黑烟的原因故障诊断及维修预防的一些方法。

关键词：柴油发动机，排黑烟，原因，诊断，排除，预防直喷式柴油机因为其燃油经济性能好、CO2排放量低而得到汽车行业的广泛应用。

技术状况良好、排放合格的柴油汽车在正常工况下，排气管排出的废气是无色透明的，只有在柴油机短时间内超负荷运转或启动时，废气才呈现出灰色或深灰色。

当发生不正常燃烧时，会形成排气异色。

不正常的排气烟色一般分为三种：白烟、黑烟、蓝烟。

其中黑烟的危害最大，不仅影响了发动机的动力性、经济性，而且会使柴油机温度升高，积碳结焦，缩短使用寿命，同时对大气的污染也最严重。

下面我们就柴油机排黑烟的问题做如下分析，并据此提出有关的解决方法。

一、发动机排黑烟的生成黑烟也称炭烟，是发动机以微小颗粒形式排出的废物。

柴油机排放的有害废气主要包括：氮氧化合物(NOx)占35.4%，一氧化碳（CO）占35.4%，碳氢化合物（HC）占8.54%，硫化物（SO2)及炭烟、油雾、金属颗粒等占20.66%，与汽油机相比，柴油机排放的Co和Hc要少很多，而微粒及炭烟的排放要比汽油机多十几倍甚至更多。

柴油机的燃烧过程比较复杂，由于诸多因素的影响，使柴油难以达到完全燃烧，可能会造成局部或整个燃烧过程出现不完全燃烧，因而产生出废气排物和中间产物。

炭烟就是柴油机在高压燃烧条件下局部高温缺氧，裂解并脱氢而形成以碳为主要成分的固体微小颗粒，在排气过程中形成更大的炭烟粒子或絮团，使排气冒黑烟。

二、发动机排黑烟的影响因素影响柴油机排黑烟的因素很多，如果发动机在正常运行中，突然踩下油门踏板或短时间内接近全负荷运转时，出现冒黑烟的现象是正常的。

但如果发动机在中高低速持续稳定运行时也排黑烟就不正常了。

下面我们逐一分析造成发动机排黑烟的原因。

（一）进排气系统不畅柴油机进排气系统的功能是：向柴油机供给新鲜、无灰尘、高密度的空气，并将气缸内燃烧后的废气尽量排除干净。

进排气系统主要由空气滤清器、废气涡流增压器、中冷器、进排气歧管和消声器等组成。

它们中任何部件的故障和损伤都会直接影响进排气效果，产生排黑烟现象。

1、进气系统堵塞在汽车的零部件中，空气滤清器是个不起眼的部件，但在汽车实际使用中，空气滤清器对发动机的使用有很多影响，如果没有空气滤清器的过滤作用，发动机就会吸入大量含有灰尘颗粒的空气，导致发动机气缸磨损严重。

如果在使用过程中，长时间缺乏维护，空气滤清器就会粘满灰尘，过滤能力下降，妨碍空气流通，导致混合气过浓而使发动机工作不正常，并排黑烟；另外，空气滤清器进气胶管老化脱层，严重时，由于进气产生真空负压使进气胶管被吸瘪；中冷器在长期使用中由于油汽和赃物尘土的粘合沉积，导致堵塞。

这些问题都会导致进气系统不畅，发动机进气量小。

2、增压系统压力不足提高柴油发动机功率最有效的措施就是增加充气量和供油量，为此，柴油机采用了废气涡流增压器，它不但可以提高功率20%—40%甚至更多，还可以减少发动机单位功率质量，缩小外形尺寸，节约原材料，降低燃油消耗。

同时采用涡流增压，发动机燃烧比较完全，排放浓度降低，废气中CO和HC含量明显减少，NO X含量也较少，对减少汽车排气污染有利。

此外，由于燃烧压力升高率降低，发动机工作柔和，噪音较小。

废气涡流增压器在柴油机上的正常转速为70000～100000r/min，并且是在600o～800o的高温恶劣环境下工作，所以，它对润滑条件要求很高，如果在车辆使用中有不当的操作方法，将会使增压器磨损漏油，导致转子轴转速降低，压力下降，严重时会使增压器损坏而无法起到增压效果。

另外，增压器进气管连接松脱也会造成增压失效，使发动机进气量变小。

3、中冷器损坏漏气中冷器称为空气中间冷却器，位于散热器前方，总冷却面积为0.4803m2。

在车辆使用中，由于碰撞或中冷器和相邻部件（如散热器、驾驶室翻转机构）的连接松脱，造成相互摩擦，使中冷器损坏漏气。

4、排气背压高排气消音器在长期使用中严重损坏堵塞；排气制动阀的制动气缸与蝶阀的联接松脱造成蝶阀关闭。

这些都使发动机排气不畅，发生排黑烟现象。

特别是由此产生排气压力升高，由于排气不畅造成发动机过热，使之产生早燃现象，并伴随着发动机充气系数降低，气缸进气量减少，混合气不能正常燃烧，造成排气管冒黑烟。

（三）燃油系统工作不良1、喷油器雾化不良喷油器有双重作用，一是将燃料雾化成较细的油滴，以利于着火燃烧；二是使喷雾的形状同燃烧室的形状相配合，以形成质量较好的可燃混合气。

喷油器工作的好坏对柴油机性能影响很大。

随着运转时间的增长，喷油器可能出现筒头积炭，柱塞磨损，驱动机构失调，卡滞等故障，使喷油器雾化不良，甚至产生滴油现象。

所导致的后果是柴油机工作不稳定，排气异常，动力不足，耗油增大等。

另外，喷油器喷油压力偏大或偏小，会变相转变为供油提前角的延迟或提前，这些都会使发动机冒黑烟。

2、喷油泵工作不良喷油泵的作用是在调速器的配合下，在适当的时间给发动机的每个汽缸提供适量的燃油。

直接喷射式燃烧室，喷油泵所产生的燃油喷射压力约为19.62～29.42MPa。

喷油泵供油量过多或各缸供油不均匀，柱塞或出油阀严重磨损，导致泵油压力下降，使喷油器建压相对滞后，后燃增多，都会导致混合气燃烧不完全，产生排黑烟的现象。

3、冒烟限制器失灵为了配合WD615增压机型供油量和增压空气量合理匹配的需要，喷油泵所用调速器上都安装有冒烟限制器。

冒烟限制器实际上是一个可变行程的齿杆限位器，用以控制各种增压工况下的最大供油量。

当冒烟限制器各部件出现松脱、失位等故障时，喷油泵齿杆限位器由于失去限制，会在发动机低负荷工况下供油过多而产生排黑烟故障。

4、燃油质量差使用符合要求的柴油是保证柴油机正常工作的前提，劣质柴油和不符合要求的柴油（如牌号不对。

十六烷值低或过高），都会导致柴油机冒黑烟。

（四）发动机机械故障导致排黑烟1、喷油正时不对如果柴油机的供油提前角过早，此时汽缸内压缩压力和温度相对较低，将直接影响燃油的燃烧性能，早燃增多；如果供油提前角过迟，燃油喷入汽缸错过了最佳燃烧时机，后燃增多，大量燃油未被完全燃烧即被排出汽缸，致使发动机严重冒黑烟。

斯太尔WD615.67/77型柴油机的空气压缩机和喷油泵采用钢片联接器，长时间的使用或超负荷运转会使钢片及连接螺栓产生疲劳撕裂和损伤，从而造成供油提前角的推迟。

2、汽缸工作不良汽缸工作不良反应在气门间隙不正确，气门密封差，汽缸垫损坏，活塞环严重磨损或粘着，活塞与缸套磨损。

这些故障的存在都使汽缸压缩压力不足，不但影响发动机功率，也导致燃油燃烧不完全，发动机冒黑烟。

三、柴油机排黑烟故障的诊断和排除（一）结合单位车辆使用状况诊断排除法虽然导致柴油机排黑烟的原因很多，但具体到某部汽车，一般也只存在一个故障点。

驾驶员对自己的车辆性能、使用状况都有大致的了解，作为修理人员，如果只维修本单位的车辆，基本和单位固有车辆长期接触，也会对每部汽车的工况心中有数，所以在寻找故障点时，也会对每部汽车的工况心中有数，所以在寻找故障点时，大家可以结合车辆使用状况和故障发生周期等因素有针对性地进行检查，使自己在故障判断和维修中少走弯路。

我是工程车队一名修理工。

我们车队有二十几部斯太尔柴油机运输车，主要从事土方工程运输工作。

作业环境很差，车辆也经常处于超负荷运营状态。

在对这些车辆的维修保养中，我遇到过很多发动机排黑烟的故障，其中有几次故障案例对我启发很大，从中也使我摸索出车辆使用状况和发生故障间的有机联系的一些规律。

有一次，车队接到一项土方运输任务，工期短，任务重。

这对我们的人员和车辆都是严峻的考验，所以临行前，我们修理工把所有车辆都仔细检修和保养了一遍。

工程开始的头两天，车辆使用状况比较正常，但第三天时，有些车辆开始出现轻微排黑烟现象，并伴随着发动机温度的升高。

开始大家都没太在意，以为是现场倒土，运距短，车辆超载，又行驶在松软的土路上而造成发动机温度升高排黑烟，所以只是对车辆的散热器进行简单的清洁后继续使用。

但接下来，车辆排黑烟的现象越来越严重，并有故障车辆扩大趋势，且都伴有发动机温度升高、功率下降现象。

这才使大家重视起来，开始分头查找原因。

由于是群发故障，所以先检查了燃料，结果燃油来源正常，牌号无误，没有问题。

检查DPF（车辆尾气排放净化附加装置）工作也无异常。

大家只是在几辆车上找到了一些导致发动机排黑烟的小故障，并没有从根本上解决问题。

我在修理一部车的空气压缩机时，发现压缩机活塞环严重磨损，压缩机进气管接头上有很多尘土。

我检查了进气管路，没有破损断路的地方，看来应该是空气滤清器的原因。

于是我拆开空气滤清器底盖，“哗”的一下，一堆土撒了下来，再拆下空气滤芯，大量灰尘哗哗的掉了下来，原来压缩机进气管的土是从这里进入的，空气滤清器堵塞了！我让大家分别拆下其他车辆的空气滤清器，结果一样，都严重堵塞。

大家清理了所有车辆的空气滤清器，着车后发现发动机动力明显提升，排黑烟现象也随之消失了。

原来是空气滤清器惹得祸，因为前两天刚对车辆做的保养，谁能想到才两天的时间，居然脏到如此程度。

一次车辆群发排黑烟的故障在无意中被排除了，我却受到很大启发，一是不能用正常保养的规律适用特殊工况下的车辆，按规定，空气滤芯4000～8000公里保养一次，20000～25000公里更换，但这个规定在车辆工作环境很脏很差的情况下不适用，而应该做到及时清洁保养；二是判断故障不要只从复杂的地方去想，应该遵循从简到繁，从外到内的原则；三是亲身感受到空气滤清器堵塞对柴油机排黑烟造成的影响如此之大。

还有一次，驾驶员报修车辆冒黑烟，发动机无力。

在检修过程中，我发现发动机不易起动，着车后，发动机转速无法提高，并且抖震，排气管冒黑烟，但烟量不是很大，消声器前端的排气管接口处有黑烟排出，并伴随着排气管的剧烈抖动，我判断是发动机排气系统出现了故障。

于是拆下排气制动器前面的排气管，发动机马上易于起动，功率明显提高，接着检查排气制动器，完好无损，最后确定故障是车辆加装的DPF（尾气排放净化装置）的燃烧消声器堵塞所致。

故障排除后，我询问了驾驶员的车辆使用情况，原来是车辆行驶过程中，DPF系统发出警告，但驾驶员为了不耽误运输任务未立即停车熄灭发动机，而是采取关掉报警器继续行驶的错误做法，以至于DPF系统在无法正常点火燃烧的状况下继续向DPF燃烧室喷入大量柴油，使消声器严重结碳导致堵塞，从而造成发动机无力冒黑烟。