機(jī)車排氣管發(fā)紅的原因及處理

1、機(jī)車柴油機(jī)排氣管紅的原因及故障處理近幾年在機(jī)車在運(yùn)用過程中，柴油機(jī)不同程度地出現(xiàn)了排氣管發(fā)紅的故障現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了正常的運(yùn)行秩序和行車安全。一、 現(xiàn)象 排氣管紅，是指柴油機(jī)排氣溫度超過了技術(shù)規(guī)定的范圍。技術(shù)規(guī)定標(biāo)定功率時(shí)的氣缸蓋出口排氣溫度為：540；排氣管的廢氣溫度為：630。從這兩個(gè)數(shù)字看出：一是廢氣在氣缸蓋出口和排氣管里的溫度是不同的且排氣管溫度比氣缸蓋出口溫度要高，其原因是廢氣具有的總能量包括勢能(熱能)和動(dòng)能在氣缸、氣缸蓋出口（很短的支管）、排氣管中均保持不變。 由于支管的通道較小，排氣管的容積較大，因此廢氣通過較短的支管時(shí)具有較高的流速，到達(dá)排氣管后，廢氣的流速有較大幅度的下降，

2、根據(jù)能量守恒定律，流速下降的這一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽埽从脕碓黾訜崃?，使排氣管的廢氣溫度高于氣缸蓋出口溫度；二顯而易見的是在正常情況下，排氣管內(nèi)的廢氣溫度是比較高的，一塊鐵加熱到這種溫度以上，也會(huì)發(fā)紅的。因此，判斷排氣管真正發(fā)紅，應(yīng)該用數(shù)據(jù)說話。即采用熱電偶測量排氣溫度來確定。如超過技術(shù)要求規(guī)定的范圍，則屬于排氣管紅，按故障處理；如沒有超過技術(shù)規(guī)定的范圍，則不應(yīng)該認(rèn)為排氣管發(fā)紅，不應(yīng)該當(dāng)作故障看待。但由于現(xiàn)在機(jī)車上沒有實(shí)測排氣溫度的工具，因此，在實(shí)際運(yùn)用中判斷機(jī)車是否出現(xiàn)排氣管發(fā)紅只能用肉眼憑經(jīng)驗(yàn)觀察。一般說來在可見度良好（天空晴朗，機(jī)車在室外）的情況下排氣管出現(xiàn)暗紅色和可見度差（黑夜，機(jī)車室內(nèi)

3、照明燈下）的情況下排氣管出現(xiàn)發(fā)亮的紅色，則認(rèn)為出現(xiàn)排氣管發(fā)紅的故障。機(jī)車乘務(wù)員在運(yùn)行途中巡視檢查時(shí)應(yīng)注意分情況判別排氣管溫度是否正常（正常為白天無紅色，黑夜暗紅色）。二、后果1.由于排氣管紅的實(shí)質(zhì)是排氣管內(nèi)的廢氣溫度超高。也就是說，廢氣具有較大的能量，這將使增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速提高，在進(jìn)氣量不變的情況下，造成增壓器出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，使得部分空氣與壓氣機(jī)葉片之間發(fā)生脫離、蝸旋，空氣波動(dòng)而發(fā)生刺兒的尖叫聲，導(dǎo)致增壓器前的進(jìn)氣管道振動(dòng)，增壓器轉(zhuǎn)子軸也產(chǎn)生高頻的軸向顫動(dòng)，并使柴油機(jī)的工作狀態(tài)趨于不穩(wěn)定，縮短了柴油機(jī)和增壓器的使用壽命。2.由于排氣管內(nèi)廢氣溫度超高，排氣管長時(shí)間在高溫下工作，容易出現(xiàn)變形、裂損及

4、密封墊破損，產(chǎn)生漏煙和噴火。3.排氣管紅也意味著排氣管外圍有較高的輻射熱，給機(jī)車運(yùn)用中帶來不安全的因素，一旦柴油機(jī)燃油系統(tǒng)（如高壓油管）或機(jī)油系統(tǒng)發(fā)生漏泄，極易發(fā)生火災(zāi)，造成車毀人亡，損失不可估量。4.排氣管發(fā)紅基本原因是燃燒狀態(tài)差，燃油在氣缸內(nèi)沒有充分燃燒，大部分燃油的燃燒在排氣管內(nèi)進(jìn)行，未能完成熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換就排入大氣。從而使柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性下降。為此，解決排氣管紅的故障是一個(gè)刻不容緩的課題。三、原因分析 柴油機(jī)的工作過程是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣四個(gè)沖程五個(gè)工作過程組成。其中進(jìn)氣、壓縮和排氣是輔助沖程，燃燒膨脹是做功沖程。從理論上分析正常的燃燒膨脹過程應(yīng)是在氣缸內(nèi)完成，而排氣管紅說

5、明燃燒沒有完全在氣缸內(nèi)完成，部分燃燒在氣缸外進(jìn)行的，即在排氣總管內(nèi)進(jìn)行的。從而造成后燃嚴(yán)重，使排氣管溫度過高。造成這一現(xiàn)象的原因取決于兩個(gè)方面，即燃油和空氣。包括燃油的品質(zhì)、燃油的壓力、霧化狀態(tài)、噴油時(shí)機(jī)和進(jìn)入氣缸的空氣量、壓力、溫度以及燃油與空氣的混合程度等。具體分析如下：（一）燃油系統(tǒng)故障1.由于噴油器針閥偶件不能按25.5MPa的規(guī)定壓力開啟，或低或高，一部分出現(xiàn)二次噴射（易發(fā)生在高速重載）或間隔噴射（易發(fā)生在低速空載）甚至滴漏（針閥卡滯在開啟位或密封錐面磨損超限）等不正常噴射現(xiàn)象，造成噴油器燃油霧化不良，燃燒狀態(tài)不好，排溫升高；同時(shí)有部分燃油來不及燃燒而到排氣管內(nèi)燃燒，進(jìn)一步提高排氣管

6、內(nèi)的溫度。2.噴油泵供油量超出標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)速400r/min、齒條在12刻線時(shí)，供油量375ml/min）,噴油泵供油量大，過量空氣系數(shù)偏小，導(dǎo)致排氣管紅。3.噴油提前角偏?。?6V280ZJB：22°）,為使燃燒在上止點(diǎn)開始進(jìn)行，燃油通常在上止點(diǎn)前噴入氣缸，確保燃油在氣缸內(nèi)充分燃燒。若噴油過遲（針閥彈簧壓力過大、出油閥行程過長等）造成燃油在上止點(diǎn)以后才開始燃燒，那么燃燒未完時(shí)已進(jìn)入到排氣過程，未燃燒的燃油隨廢氣進(jìn)入排氣管內(nèi)繼續(xù)燃燒，引起后燃嚴(yán)重而增高排溫。4.各噴油泵供油量超差。單體式噴油泵各缸供油量與供油提前角的一致性是通過在噴油泵下體與上體之間加減調(diào)整墊片來保證的。在

7、一次供油總量不變的情況下各缸齒條刻線的超差直接產(chǎn)生某缸的噴油量增大，供氣量相對不足，使某缸燃燒不完全，形成后燃，導(dǎo)致排氣管發(fā)紅。(二)進(jìn)排氣系統(tǒng)故障 新鮮空氣進(jìn)入氣缸前需要進(jìn)行二級濾清（離心作用的旋風(fēng)式濾清器和油浴式的板網(wǎng)式濾清器），清潔的空氣進(jìn)入增壓器壓氣機(jī)，增壓后的壓縮空氣進(jìn)入中間冷卻器再經(jīng)進(jìn)氣總管、進(jìn)氣支管進(jìn)入氣缸；燃燒做功后的廢氣經(jīng)氣缸蓋出口、排氣支管、排氣總管進(jìn)入增壓器渦輪機(jī)帶動(dòng)與壓氣機(jī)同軸的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；將廢氣的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能后排入大氣。完成這些任務(wù)的設(shè)備工作不良，也會(huì)出現(xiàn)排氣管紅的現(xiàn)象。如：1.空氣濾清器臟污，進(jìn)氣量不足，在供油量不變得情況下，造成燃燒不充分，導(dǎo)致排溫高。2.空氣中間

8、冷卻器臟，冷卻效率差，進(jìn)入穩(wěn)壓箱內(nèi)的空氣溫度高，使空氣密度低，進(jìn)入燃燒室內(nèi)的空氣量不足，燃燒不充分，造成排氣管發(fā)紅。3.進(jìn)氣支管墊漏泄，中冷器密封墊漏泄或中冷器與增壓器軟連接漏泄等造成穩(wěn)壓箱內(nèi)的空氣壓力不足，進(jìn)入燃燒室內(nèi)的空氣量少，使燃燒不充分，造成排氣管發(fā)紅。4.排氣管漏泄使增壓器渦輪側(cè)燃?xì)饬繙p少，熱能轉(zhuǎn)換少，使得增壓器轉(zhuǎn)速低，造成進(jìn)入氣缸的空氣量減少，導(dǎo)致排氣溫度高。（三）增壓器問題廢氣在排入大氣前為進(jìn)一步利用其能量被送入增壓器渦輪機(jī)帶動(dòng)同軸的壓氣機(jī)工作以提高進(jìn)入壓氣機(jī)內(nèi)新鮮空氣的壓力。因此，渦輪機(jī)和壓氣機(jī)（合稱增壓器）的正常工作與否直接影響進(jìn)入氣缸的空氣質(zhì)量。由于增壓器自身質(zhì)量問題，經(jīng)常

9、出現(xiàn)轉(zhuǎn)子卡滯(動(dòng)平衡性差、空氣濾清不良，雜質(zhì)進(jìn)入軸與轉(zhuǎn)子間)和油封漏，致使增壓器效率低下；增壓器與柴油機(jī)不匹配，如應(yīng)用于東風(fēng)8B機(jī)車的增壓器是ABBVTC25413型，可以使用的增壓器還有ZN290型、ZN310型增壓器。這些增壓器在裝機(jī)后必須進(jìn)行與柴油機(jī)的匹配試驗(yàn)。否則，同一臺(tái)機(jī)車增壓器換型號后，就會(huì)造成增壓器與柴油機(jī)不匹配，柴油機(jī)運(yùn)行線處在增壓器工作的高效區(qū)以外，增壓壓力低使柴油機(jī)供氣量不足，造成排氣管排氣溫度高而發(fā)紅。（四）氣缸內(nèi)壓縮壓力低 燃油（柴油）具有自燃性，即達(dá)到一定的壓力、溫度的條件下燃油自行著火燃燒。噴入氣缸的霧狀燃油自行燃燒依靠的是氣缸內(nèi)被壓縮的新鮮空氣的壓力和氣缸內(nèi)的溫度

10、來實(shí)現(xiàn)。也就是說，壓縮過程終了時(shí)氣缸內(nèi)必須具有足夠大的壓力和足夠高的溫度。一般情況下，壓縮終了時(shí)的氣缸內(nèi)的溫度應(yīng)在200300。 正常運(yùn)用油、水溫度下，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速400r/min，壓縮壓力達(dá)不到2.652.84MPa的規(guī)定范圍，也就成為造成燃燒不良的一個(gè)重要因素。如氣缸串氣，氣門間隙（進(jìn)氣0.40mm、排氣0.50mm）調(diào)整不當(dāng)，氣門彎曲或氣門盤裂損，氣環(huán)和油環(huán)與環(huán)槽間隙超過禁用限度（氣環(huán) 0.30mm，油環(huán)0.25mm）也會(huì)使排氣管發(fā)紅。如2006年9月3日，7419次貨物列車編組60輛、總重3800t運(yùn)行至包蘭線打拉亥前旗間，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速900r/min，齒條刻線12位（最大供油量位）此時(shí)，

11、柴油機(jī)排氣管發(fā)紅，冒黑煙，功率下降，出現(xiàn)嚴(yán)重超載現(xiàn)象。經(jīng)進(jìn)入機(jī)械間檢查，第9缸缸蓋處有漏氣現(xiàn)象并伴有敲缸聲。降轉(zhuǎn)、甩缸維持運(yùn)行。到段報(bào)修后檢查發(fā)現(xiàn)該缸氣缸蓋墊片破損，氣門桿彎曲，氣門掉塊造成氣缸壓縮壓力降低，燃燒不充分，未完全燃燒的燃油進(jìn)入排氣管繼續(xù)燃燒導(dǎo)致排氣管發(fā)紅、排氣冒黑煙。四、判斷與處理 根據(jù)上述對故障原因的分析總結(jié)出判斷及處理的方法。1.查漏泄：檢查進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣管的漏泄，發(fā)現(xiàn)漏泄及時(shí)處理。2.測壓力：用壓力表測增壓器的掃氣壓力，壓力過低予以更換；用爆發(fā)壓力表測各缸的壓縮壓力，不合標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)拆檢。3.看齒條：檢查噴油泵齒條是否超差，發(fā)現(xiàn)各缸差超過0.5刻線時(shí)，及時(shí)調(diào)整。4.對臟污的空

12、氣濾清器按檢修工藝進(jìn)行清洗。5.校驗(yàn)噴油泵的供油量和噴油器的噴射壓力及霧化質(zhì)量，不符合要求的及時(shí)檢修。6.校驗(yàn)各缸的幾何供油提前角，提前角偏小的通過減少噴油泵墊片及時(shí)修正。7.觀察中冷器進(jìn)口水溫，如超過45應(yīng)查找原因，及時(shí)處理，無論如何不應(yīng)高于50。8.配合調(diào)整：使裝機(jī)的增壓器與柴油機(jī)匹配。最簡單的方法是調(diào)整噴嘴環(huán)出口截面積或改變擴(kuò)壓器進(jìn)口角度和葉片高度。一般情況下采用減小噴嘴環(huán)出口截面積或增大擴(kuò)壓器葉片進(jìn)口角度和葉片高度以使柴油機(jī)的運(yùn)行線進(jìn)入增壓器的高效區(qū)。 9.測量壓鉛值：測量活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面距氣缸蓋底面間的最小距離（3.84.0mm）?？捎貌鸪糠指咨w墊片來提高壓縮壓力。 另外

13、，新配屬的機(jī)車(如東風(fēng)8B型機(jī)車，戚墅堰機(jī)車廠生產(chǎn))因產(chǎn)地和使用地的海拔不同，柴油機(jī)的功率需進(jìn)行修正。修正功率的方法是調(diào)整聯(lián)合調(diào)節(jié)器中的功調(diào)螺栓的載入深度（功調(diào)螺栓的載入深度減少）使柴油機(jī)的功率略低于標(biāo)定功率。這主要由于西部地區(qū)海拔高，空氣稀薄，等量燃油進(jìn)入氣缸不能完全燃燒，造成排氣管紅，同時(shí)油耗增大，機(jī)車經(jīng)濟(jì)性變差?；蛞苿?dòng)懸掛點(diǎn)在聯(lián)合杠桿中的位置，調(diào)整各轉(zhuǎn)速下柴油機(jī)的功率。注意的時(shí)，這些調(diào)整須相互配合，單一進(jìn)行局部調(diào)整有時(shí)會(huì)適得其反。五、結(jié)語以上對發(fā)生排氣管紅的故障原因進(jìn)行了分析并提出了一些具體的處理方法。上述方法對機(jī)車運(yùn)行中發(fā)生的此類故障基本得到控制。不過，從中我們也看到，雖然故障原因是針對柴油機(jī)自身工作狀態(tài)提出的，但設(shè)備的安裝、檢修、檢查是由檢修人員、乘務(wù)員完成的。因此，須進(jìn)一步提高一線職工的自身素質(zhì)和技術(shù)水平，加強(qiáng)自身修養(yǎng)，提倡“愛崗敬業(yè)”的精神。只有精檢細(xì)修、防患于未然，