康明斯柴油发电机排黑烟的原因解析与处理方法

排烟时冒黑烟是一个综合问题，可由进气装置损坏、压缩压力问题、容量超载等造成。应首先从进气装置的空气过滤器、增压器、中冷器展开技术剖析，其次从影响压缩压力的压缩比调节垫、活塞环、气缸套、气门等几个方面加以剖析；再次从造成容量超载的联合调节器、可调电阻等角度进行研究。因此，康明斯公司通过对康明斯发电机组排烟时排黑烟现状的技术剖析与解决，排除了在进气机构、压缩压力、容量调整方面存在的问题。

      康明斯系列柴油发电机组进气装置由空气滤清器、增压器及中冷器等几部分组成，因此从这几方面剖析其原因。

      当空气滤清器被灰尘堵塞导致气流通行不畅时，会使进入柴油发电机各汽缸内参与燃烧的空气量减小。在通常情况下，当柴油发电机转速达到1000转/分钟，在柴油发电机汽缸内燃料爆发前，燃烧室应充满体积为0.0029m3、压强值约在280.33 kPa的压缩空气。当经由空气滤芯实际供应的空气量下降幅度很大时，就会使后续过程可供应的压缩空气量下降，从而致使柴油发电机柴油发电机产生排气排黑烟的现状。

      作为进气系统的增压机构，以ZN250C为例，当速度达到2500转/分钟时，通常进口压力为95kPa，而出口压力为250kPa，增压倍数为2.63，原理如图1所示。当增压器发生油封渗油或转子弯曲时，会致使增压效果下降，造成进入气缸内空气品质下降且数量减少，引起柴油发电机柴油发电机产生严重排黑烟。

      中冷器构成如图2所示。作为压缩空气进入柴油发电机汽缸前的冷却机构，中冷器起着降低温度并增加汽缸进气量的作用，如果中冷器水腔结垢及气腔有污物时，会致使进入气缸内的气量降低，从而也会导致柴油发电机柴油发电机排黑烟状况出现。

（1）气缸盖与缸套上沿之间存在气隙。此气隙在二者之间的压缩比垫处显示出来。这个气隙的存在，将极大地减少压缩压力，使燃烧恶化。

（2）活塞环、缸套内壁各自的不规则磨损变化柴油发电机厂家排行榜。在一般情形下，缸套内径的圆度应保持在0.005mm范围内，而圆柱度应保持在0.015mm；活塞环应无变形和损伤。当此要素不能达到时，会减少压缩压力，也会导致燃烧恶化。

（3）气门关闭不严。此现状由气门间隙产生变化、气门座脱落、气阀系统弹簧弹力不足等原因致使，也会致使柴油发电机柴油发电机排烟时排黑烟。

      在发电机组进行水阻试验时，各转速下功率范围是固定的。当联合调整器发生故障或CF励磁调节管电阻、油压马达作业调节管电阻、励磁调整管电阻的阻值产生变化时，就有可能使各速度下的功率值向增大方向转变，从而致使柴油发电机超载而冒黑烟。

       动力活塞向增大方向连续变化时，会使柴油发电机出现超载冒黑烟状况；另外，功调电阻卡在较小阻值位置时东风康明斯发电机官网，也会致使排气排黑烟的状况。

      励磁调节管电阻的阻值通常在20Ω±2Ω，当它降到18Ω以下时，因为励磁机励磁电流过大，就会发生主发电机容量过大并导致柴油发电机超载冒黑烟；CF励磁调整管电阻的阻值一般在400Ω左右，当其阻值过分减小，会致使测速发电机励磁电流过大，从而也会导致主发电机功率过量和柴油发电机排黑烟。

      康明斯系列康明斯发电机组速度为800转/分钟以下的容量调整，是依靠励磁调整器来实现的，而且柴油发电机速度为800~1000转/分钟范围内，励磁调节器也协助油马达共同完成励磁。但当励磁调整器产生故障时，柴油发电机在个别速度下超载冒黑烟的情况就有可能产生。

      式中，Ge为空气耗量，（kg·s-1）；Ne为柴油发电机单缸功率，kW；ge为柴油发电机燃油消耗率，（g.kW-1·h-1）；α为过大空气系数，α=2.1；ηs为扫气系数，ηs=1.02；L0为空燃比，L0=14.3。

      将数据代入式（2），算得ρ’=3.3（kg·m-3）柴油发电机警示标牌。

      检修时在空气过滤器拆下来后，发现滤膜上灰尘很多，应采取更换过滤器的方案来排除。

      中冷器拆卸后，在气腔的冷却片上，发现有许多污物，应采取高温清洗等举措处理清洗。

（1）压缩间隙调节方面，应以16.2~16.3mm标准值进行调整，压缩比调节垫有损坏或尺寸超差的应全部更替。

（3）对所有气门座及弹簧进行检验确认，所有气门都需进行研磨，气门冷态间隙应按进气0.4mm、排烟0.5mm进行调整。

      合理的配气相位可以较大限度地提升柴油发电机的进排烟效率和进排烟质量，对柴油发电机的动力性、经济性和排放产生直接危害。较佳配气相位随速度与负载的改变而变化。采用BMEP CONTROL模块控制模型的喷油量，分别设定柴油发电机工作转速为450(转/分钟-1)和1500(转/分钟-1)，并使之达到规定的输出容量值；再根据配气相位的相互危害，通过锁定其中三相位，确定另一相位的措施，依次确定新的配气相位，见表2。

      关于重新确定气门升程和配气相位的凸轮轴办法，通过仿真分析优化前后的差异，确定优化方案的可行性。

      通过图3时面值对比，可见：进气门时面值减小了约17.6%，排烟门时面值降低了约19.5%。

      通过仿线)时的过量空气系数λ和燃油耗指标，可得出：λ=1.2～1.3为压燃式内燃机冒烟界限，也即当λ≤1.2～1.3时，柴油发电机会大量冒黑烟。

气门升程优化规划      气门升程直接危害柴油发电机的换气性能，从而对柴油发电机的动力、经济和排放性能产生重要影响。而较佳的升程随着速度与负荷的改变而变化。

针对柴油发电机工况，通过对气门升程进行优化，在提升柴油发电机低作业速度时的功率输出能力的同时，适当兼顾高转速工况时的动力性和经济性的需求。柴油发电机作业段的气门升程、缸压及进气压力曲线、对容量重新整定

      联合调整器进行清洗，同时在水阻试验台上对动力活塞位置和悬挂点进行调节，功调电阻也要进行检验。检测励磁调整管电阻并根据测速发电机的励磁电流对CF励磁调整管电阻、油压马达作业调节管电阻进行调节。      对优化前后的凸轮轴举措进行柴油发电机性能对比试验(外特点+极限负载试验)，测功数据见图5、图6。经比较可以看出：优化后凸轮轴在低转速工况的输出能力明显优于优化前，高速度工况未见明显恶化。柴油发电机突加负荷能力提高20%。

柴油发电机黑烟是燃烧不充分的表现，能看见的是炭黑，如果有损害也就是吸入性粉尘，还有燃烧不充分会发生一氧化碳的，会对空气造成污染，一氧化碳会使人中毒。通过上述对康明斯系列发电机组排气冒黑烟因由进行技术解析并采取技术防止方案，柴油发电机排黑烟问题可得到排除。因此，在平日检验中只有对每一部件的特征和构造进行具体剖析，找出问题因由，采取相应防止举措，才能保证装置安全运行。