柴油机排气管烟色异常分析及解决方法
孙艳威
摘 要 通过观察排气管烟色来判断柴油机的运行故障，并找出解决方法，对于普通机手而言，不但操作方便快捷，而且具有投资少、不需要专用设备的优点，因此越来越多地被机手，尤其是在农业生产中广泛推广使用。
关键词 柴油机 排烟颜色 黑烟 白烟 蓝烟
0 引言
柴油发动机的排气烟色有无色、黑色、白色、蓝色等数种，颜色的变化取决于运行状况、使用条件的改变。技术状况良好的柴油发动机，排气管排出的废气几乎是无色透明的。若柴油发动机排气管烟色为黑色、白色和蓝色，则说明柴油发动机排气管烟色不正常，机体存在运行故障。下面，就柴油机排气管三种异常烟色情况及解决方法进行逐一解析。
1 排放黑烟
柴油发动机排气管之所以会排出黑烟，主要是由于在缺氧的条件下，柴油燃烧不充分、不完全，从而形成游离碳，在混入废气后，最终从排气管排出，形成黑烟。
柴油机一旦排放黑烟，对于机手而言，应首先检查发动机是否能够正常启动。在发动机无法正常启动的情况下，排气管外有大量黑烟排出，说明进入燃烧室的柴油在不具备压燃条件的环境下，根本无法正常工作，并最终使不能燃烧或不能完全燃烧的柴油形成游离碳而排出黑烟。在发动机能够启动但运转不均匀的情况下，则说明柴油发动机的喷油系统出现了故障。此种故障产生黑烟的主要原因是：虽然柴油在气缸内能够工作，但是由于喷油器型号选择不当、喷油时刻过早等原因，造成发动机工作状态不稳定而形成游离碳。另外，柴油机质量不合格、气缸组件磨损也会造成此类故障。下面，结合柴油机排放黑烟的具体原因，根据实践经验总结其解决方法如下。
1.1 喷油系统障碍
喷油器型号的差别，直接决定了喷油器的喷射孔径、孔数、喷射角度等技术参数的不同。一般情况下，柴油发动机如果选择不相匹配的喷油器型号，会直接导致柴油机工作状态不稳定，进而排气管出现黑烟。因此，在查找柴油机排放黑烟原因过程中，应首先根据说明书标识，选择正确型号的喷油器。
另外，喷油器出现气缸供油量不标准、喷雾质量差等障碍时，也会产生黑烟。在此种情况下，应在发动机运转状态下，逐缸予以断油，排查出存在障碍的气缸。其中：气缸供油量过多的直观表现是某缸断油时，发动机转动速度明显降低，排气管产生的黑烟明显减少，同时气缸敲击声逐渐变弱或立即消失；气缸供油量过少的直观表现是某缸断油时，对发动机的工作状态影响不大，尤其表现在发动机转速上，只有不大或几乎没有变化；喷雾质量差的直观表现是发动机转速虽然没有较大变化，但是排气管产生的黑烟明显消失。
在找出存在问题的气缸后，即可根据故障的直观表现，进一步拆检喷油器。其中：通过调节调速器盖上的调节齿杆刻度，可解决气缸供油量不当的问题；按照说明书调整喷油提前角，并正确校准喷油时刻，可以解决喷油提前角过小、喷油时刻过早的问题，从而保证喷入气缸内的柴油量和喷油时间保持适度，使燃油得到充分燃烧，不再产生黑烟；通过检查固定螺钉、柱塞弹簧等组件有无松动、磨损、断裂等异常情况，可解决喷雾质量差等障碍。
1.2 空气滤清器障碍
空气滤清器的障碍多为滤芯被堵塞。此种情况下，气缸内被喷入的燃油量不变，但是柴油机内所进入的空气量显著减少，导致柴油不能充分燃烧，进而形成游离碳并产生黑烟。这种情况下，只要对被堵塞的滤芯进行处理，保证其畅通，即可不再产生黑烟。
1.3 柴油质量障碍
劣质柴油或牌号不当柴油，也是导致燃油燃烧不充分、不完全的直接原因。在此，提醒机手，千万不能因贪图便宜及侥幸心理，购买质量不合格的劣质柴油，或相对价格低廉的不匹配牌号柴油。一般而言，夏季时，柴油牌号应选择0号或+10号；冬季时，柴油牌号应选择-10号或-20号；严寒地区，柴油牌号应选择-35号。
1.4 气缸组件磨损障碍
最常见的气缸磨损障碍表现为缸套、活塞等组件未能定期检查更换，导致气缸密封不严、缸内气压下降，柴油机不能正常工作，燃油因不能充分燃烧而产生游离碳冒出黑烟。因此，机手应养成定期检查更换柴油机组件的良好习惯。
1.5 发动机超负荷运作障碍
发动机超负荷工作，必然会导致发动机温度异常升高，润滑系统不能正常工作，此种情况下，不但会产生大量黑烟，而且会加快柴油机零部件磨损，减少柴油机使用寿命。因此，要杜绝发动机超负荷工作行为。
2 排放白烟
一般而言，在寒冷季节柴油机启动时，会因空气温度较低而产生冷凝现象，使柴油机冒出白烟，同时随着机体温度的升高，白烟会逐渐减少直至消失。但是柴油机在热车后仍排出白烟，则说明因存在喷油时刻过迟、喷油压力低、雾化不良等故障，导致燃油中含有水分或冷却水漏入气缸，由于气缸内温度较高，水化为蒸气并排出，使柴油机冒出白色烟雾，此时，应认真予以检查并排除。
2.1 喷油时间障碍
喷油时间过迟是柴油机排放白烟的一个重要原因。此时，柴油机的直观表现是：气缸内有低沉不清晰的敲击声，柴油机在加大油门时，工作不均匀，加速不灵敏，且发动机过热无力，排气管排出白烟。此种情况下，可通过校正喷油时间，检查纠正喷油器组件松动、磨损等异常状况予以解决。
2.2 喷油器滴油障碍
喷油器滴油主要是由喷油器雾化不良引起的。柴油机在功率不足的情况下启动或低负荷工作时，都会引起柴油机冒出白烟。最简单的检测方法是提高发动机的工作温度，如果在提高温度的过程中，柴油机的烟色由白色变为黑色，就可以判断出故障原因为喷油器滴油。在此种情况下，首先要通过逐缸断油的运行方式，排查出故障油缸。然后逐一验证是否存在磨损程度过大、针阀体存在变形及喷油压力不正常情况。最后结合实际情况，逐一项目加以修复解决。
2.3 气缸内压力障碍
主要指气缸活塞到达压缩终点时，气缸压缩压力明显不足，导致发动机功率下降而使柴油机冒白烟。主要直观表现为发动机刚启动时有灰白色烟冒出，而后在机温逐步上升的过程中，烟色也慢慢转化为淡黑色直至黑色。此时，应从导致气门密封不良的因素入手，重点检查缸套、活塞环及活塞垫的磨损程度，对磨损严重的部件及时更换。另外，对有问题的气门、气门座圈也要予以及时修整。
2.4 气缸内进水障碍
在此种情况下，柴油机会在冒出白烟的同时，伴有工作无力的性征。此种故障的判断方法非常简单，只需将手接近冒出白烟的排气管，如果手面出现水珠，则说明气缸内已进水。在此种障碍的修复中，首先采取单缸断油法，根据柴油机的转速，找出故障气缸。而后，检查喷油器情况，如有水迹，则可依次检查气缸有无破裂情况、气缸垫是否失灵、柴油是否有水。查找具体原因后，应通过油箱排水阀将水放掉，并根据障碍因素进行修复。
2.5 供油提前角障碍
主要指由于供油提前角过小，引起燃油来不及燃烧即随废气排出的障碍。此种情况下，可通过突然加大柴油机转速判断。如果此时柴油机表现为工作无力，且随着转速的降低，冒出的白烟越明显，同时排气管发出“啪啪”声，即可判断故障原因为提前角过小。此时，只需将供油角调至标准角度即可。
2.6 气温因素引起的障碍
主要存在北方地区的寒冷季节。在严寒气温环境下，务必要在进气口加设电热管，按照先预热再点火的原则启动。
3 排放蓝烟
在机油进入燃烧室参与燃烧，且燃烧不完全的情况下，排气管会冒出蓝烟，此种情况主要是由于燃烧室内窜入的润滑油过多造成的。其故障原因及排除方法如下。
3.1 活塞环障碍
活塞环长久磨损，会直接导致出现活塞环弹力不足、侧隙间隙过大，进而影响柴油机工作，出现蓝烟排出的现象。发生此种情况时，只需更换新的活塞环即可。
3.2 润滑油故障
此时应检查润滑油质量及重量，在确认出现润滑油超量使用或者黏度过小的情况时，必须对润滑油及时予以减量或者更换新的黏度达标的润滑油。
3.3 气门障碍
气门障碍主要包括气门和导管间隙过大及气门导管油封漏油两种情况。在第一种情况下，由于气门和导管间隙过大，会使机油被大量吸入燃烧室燃烧而产生蓝烟，此种情况下应及时对磨损的气门和气门导管进行更换。第二种情况主要是由于气门杆与导管配合间隙过大或导管油封失灵所造成的。此种情况下，可在拆除排气管后，认真观察排气口，如存在发湿情形，则对气门油封进行修复更换即可排除障碍。
3.4 空气滤清器障碍
空气滤清器堵塞时，会直接导致气缸进气不畅通，进而使气缸内产生一定负压，直接导致润滑油吸入燃烧室燃烧而产生蓝烟。此种情况，只需在排除其他障碍后，认真对滤清器进行清洁即可。
总之，由于柴油机系统的复杂性，找到并排除故障，不仅仅是对普通机手，对专业维修人员而言，也是极有难度的。而通过观察排气管烟色来分析柴油机运行异常原因和解决方法，不失为一种简单、便捷、价廉的维护技术。在此，希望广大机手结合实际情况，更多更广泛地进行实践维修应用，势必可以达到事半功倍的功效。
参考文献：
[1] 曹龙汉，曹长修，孙颖楷，等.柴油机故障诊断技术的现状及展望[J].重庆大学学报（自然科学版），2001（6）.
[2] 仰德标，明廷锋.柴油机故障诊断研究综述[J].武汉造船，2000（2）.
[3] 曹龙汉.柴油机智能化故障诊断技术研究[D].重庆大学，2001.
[4] 李一倬.柴油机远程监测平台的设计与开发[D].哈尔滨工程大学，2010.
摘 要 通过观察排气管烟色来判断柴油机的运行故障，并找出解决方法，对于普通机手而言，不但操作方便快捷，而且具有投资少、不需要专用设备的优点，因此越来越多地被机手，尤其是在农业生产中广泛推广使用。
关键词 柴油机 排烟颜色 黑烟 白烟 蓝烟
0 引言
柴油发动机的排气烟色有无色、黑色、白色、蓝色等数种，颜色的变化取决于运行状况、使用条件的改变。技术状况良好的柴油发动机，排气管排出的废气几乎是无色透明的。若柴油发动机排气管烟色为黑色、白色和蓝色，则说明柴油发动机排气管烟色不正常，机体存在运行故障。下面，就柴油机排气管三种异常烟色情况及解决方法进行逐一解析。
1 排放黑烟
柴油发动机排气管之所以会排出黑烟，主要是由于在缺氧的条件下，柴油燃烧不充分、不完全，从而形成游离碳，在混入废气后，最终从排气管排出，形成黑烟。
柴油机一旦排放黑烟，对于机手而言，应首先检查发动机是否能够正常启动。在发动机无法正常启动的情况下，排气管外有大量黑烟排出，说明进入燃烧室的柴油在不具备压燃条件的环境下，根本无法正常工作，并最终使不能燃烧或不能完全燃烧的柴油形成游离碳而排出黑烟。在发动机能够启动但运转不均匀的情况下，则说明柴油发动机的喷油系统出现了故障。此种故障产生黑烟的主要原因是：虽然柴油在气缸内能够工作，但是由于喷油器型号选择不当、喷油时刻过早等原因，造成发动机工作状态不稳定而形成游离碳。另外，柴油机质量不合格、气缸组件磨损也会造成此类故障。下面，结合柴油机排放黑烟的具体原因，根据实践经验总结其解决方法如下。
1.1 喷油系统障碍
喷油器型号的差别，直接决定了喷油器的喷射孔径、孔数、喷射角度等技术参数的不同。一般情况下，柴油发动机如果选择不相匹配的喷油器型号，会直接导致柴油机工作状态不稳定，进而排气管出现黑烟。因此，在查找柴油机排放黑烟原因过程中，应首先根据说明书标识，选择正确型号的喷油器。
另外，喷油器出现气缸供油量不标准、喷雾质量差等障碍时，也会产生黑烟。在此种情况下，应在发动机运转状态下，逐缸予以断油，排查出存在障碍的气缸。其中：气缸供油量过多的直观表现是某缸断油时，发动机转动速度明显降低，排气管产生的黑烟明显减少，同时气缸敲击声逐渐变弱或立即消失；气缸供油量过少的直观表现是某缸断油时，对发动机的工作状态影响不大，尤其表现在发动机转速上，只有不大或几乎没有变化；喷雾质量差的直观表现是发动机转速虽然没有较大变化，但是排气管产生的黑烟明显消失。
在找出存在问题的气缸后，即可根据故障的直观表现，进一步拆检喷油器。其中：通过调节调速器盖上的调节齿杆刻度，可解决气缸供油量不当的问题；按照说明书调整喷油提前角，并正确校准喷油时刻，可以解决喷油提前角过小、喷油时刻过早的问题，从而保证喷入气缸内的柴油量和喷油时间保持适度，使燃油得到充分燃烧，不再产生黑烟；通过检查固定螺钉、柱塞弹簧等组件有无松动、磨损、断裂等异常情况，可解决喷雾质量差等障碍。
1.2 空气滤清器障碍
空气滤清器的障碍多为滤芯被堵塞。此种情况下，气缸内被喷入的燃油量不变，但是柴油机内所进入的空气量显著减少，导致柴油不能充分燃烧，进而形成游离碳并产生黑烟。这种情况下，只要对被堵塞的滤芯进行处理，保证其畅通，即可不再产生黑烟。
1.3 柴油质量障碍
劣质柴油或牌号不当柴油，也是导致燃油燃烧不充分、不完全的直接原因。在此，提醒机手，千万不能因贪图便宜及侥幸心理，购买质量不合格的劣质柴油，或相对价格低廉的不匹配牌号柴油。一般而言，夏季时，柴油牌号应选择0号或+10号；冬季时，柴油牌号应选择-10号或-20号；严寒地区，柴油牌号应选择-35号。
1.4 气缸组件磨损障碍
最常见的气缸磨损障碍表现为缸套、活塞等组件未能定期检查更换，导致气缸密封不严、缸内气压下降，柴油机不能正常工作，燃油因不能充分燃烧而产生游离碳冒出黑烟。因此，机手应养成定期检查更换柴油机组件的良好习惯。
1.5 发动机超负荷运作障碍
发动机超负荷工作，必然会导致发动机温度异常升高，润滑系统不能正常工作，此种情况下，不但会产生大量黑烟，而且会加快柴油机零部件磨损，减少柴油机使用寿命。因此，要杜绝发动机超负荷工作行为。
2 排放白烟
一般而言，在寒冷季节柴油机启动时，会因空气温度较低而产生冷凝现象，使柴油机冒出白烟，同时随着机体温度的升高，白烟会逐渐减少直至消失。但是柴油机在热车后仍排出白烟，则说明因存在喷油时刻过迟、喷油压力低、雾化不良等故障，导致燃油中含有水分或冷却水漏入气缸，由于气缸内温度较高，水化为蒸气并排出，使柴油机冒出白色烟雾，此时，应认真予以检查并排除。
2.1 喷油时间障碍
喷油时间过迟是柴油机排放白烟的一个重要原因。此时，柴油机的直观表现是：气缸内有低沉不清晰的敲击声，柴油机在加大油门时，工作不均匀，加速不灵敏，且发动机过热无力，排气管排出白烟。此种情况下，可通过校正喷油时间，检查纠正喷油器组件松动、磨损等异常状况予以解决。
2.2 喷油器滴油障碍
喷油器滴油主要是由喷油器雾化不良引起的。柴油机在功率不足的情况下启动或低负荷工作时，都会引起柴油机冒出白烟。最简单的检测方法是提高发动机的工作温度，如果在提高温度的过程中，柴油机的烟色由白色变为黑色，就可以判断出故障原因为喷油器滴油。在此种情况下，首先要通过逐缸断油的运行方式，排查出故障油缸。然后逐一验证是否存在磨损程度过大、针阀体存在变形及喷油压力不正常情况。最后结合实际情况，逐一项目加以修复解决。
2.3 气缸内压力障碍
主要指气缸活塞到达压缩终点时，气缸压缩压力明显不足，导致发动机功率下降而使柴油机冒白烟。主要直观表现为发动机刚启动时有灰白色烟冒出，而后在机温逐步上升的过程中，烟色也慢慢转化为淡黑色直至黑色。此时，应从导致气门密封不良的因素入手，重点检查缸套、活塞环及活塞垫的磨损程度，对磨损严重的部件及时更换。另外，对有问题的气门、气门座圈也要予以及时修整。
2.4 气缸内进水障碍
在此种情况下，柴油机会在冒出白烟的同时，伴有工作无力的性征。此种故障的判断方法非常简单，只需将手接近冒出白烟的排气管，如果手面出现水珠，则说明气缸内已进水。在此种障碍的修复中，首先采取单缸断油法，根据柴油机的转速，找出故障气缸。而后，检查喷油器情况，如有水迹，则可依次检查气缸有无破裂情况、气缸垫是否失灵、柴油是否有水。查找具体原因后，应通过油箱排水阀将水放掉，并根据障碍因素进行修复。
2.5 供油提前角障碍
主要指由于供油提前角过小，引起燃油来不及燃烧即随废气排出的障碍。此种情况下，可通过突然加大柴油机转速判断。如果此时柴油机表现为工作无力，且随着转速的降低，冒出的白烟越明显，同时排气管发出“啪啪”声，即可判断故障原因为提前角过小。此时，只需将供油角调至标准角度即可。
2.6 气温因素引起的障碍
主要存在北方地区的寒冷季节。在严寒气温环境下，务必要在进气口加设电热管，按照先预热再点火的原则启动。
3 排放蓝烟
在机油进入燃烧室参与燃烧，且燃烧不完全的情况下，排气管会冒出蓝烟，此种情况主要是由于燃烧室内窜入的润滑油过多造成的。其故障原因及排除方法如下。
3.1 活塞环障碍
活塞环长久磨损，会直接导致出现活塞环弹力不足、侧隙间隙过大，进而影响柴油机工作，出现蓝烟排出的现象。发生此种情况时，只需更换新的活塞环即可。
3.2 润滑油故障
此时应检查润滑油质量及重量，在确认出现润滑油超量使用或者黏度过小的情况时，必须对润滑油及时予以减量或者更换新的黏度达标的润滑油。
3.3 气门障碍
气门障碍主要包括气门和导管间隙过大及气门导管油封漏油两种情况。在第一种情况下，由于气门和导管间隙过大，会使机油被大量吸入燃烧室燃烧而产生蓝烟，此种情况下应及时对磨损的气门和气门导管进行更换。第二种情况主要是由于气门杆与导管配合间隙过大或导管油封失灵所造成的。此种情况下，可在拆除排气管后，认真观察排气口，如存在发湿情形，则对气门油封进行修复更换即可排除障碍。
3.4 空气滤清器障碍
空气滤清器堵塞时，会直接导致气缸进气不畅通，进而使气缸内产生一定负压，直接导致润滑油吸入燃烧室燃烧而产生蓝烟。此种情况，只需在排除其他障碍后，认真对滤清器进行清洁即可。
总之，由于柴油机系统的复杂性，找到并排除故障，不仅仅是对普通机手，对专业维修人员而言，也是极有难度的。而通过观察排气管烟色来分析柴油机运行异常原因和解决方法，不失为一种简单、便捷、价廉的维护技术。在此，希望广大机手结合实际情况，更多更广泛地进行实践维修应用，势必可以达到事半功倍的功效。
参考文献：
[1] 曹龙汉，曹长修，孙颖楷，等.柴油机故障诊断技术的现状及展望[J].重庆大学学报（自然科学版），2001（6）.
[2] 仰德标，明廷锋.柴油机故障诊断研究综述[J].武汉造船，2000（2）.
[3] 曹龙汉.柴油机智能化故障诊断技术研究[D].重庆大学，2001.
[4] 李一倬.柴油机远程监测平台的设计与开发[D].哈尔滨工程大学，2010.
